• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
• /
• v.36 no.3
• /
• pp.257-265
• /
• 2000

Brushless DC(BLDC) motors are widely used as AC servo motors in factory automation fields because of their quick instantaneous mobility, good energy saving efficiency and easiness of design for control system comparing with induction motors. Recently, a Two-Degree-of-Freedom(2DOF) PI control law has been adopted to some application parts to accomplish an advanced speed control of BLDC motors. The method can treat the two conflicting performances, minimum tracking errors versus reference inputs without large overshoot and rejection of some disturbances including modeling errors, independently. However, the method can not design the optimal system which is able to minimize tracking errors and energy consumption simultaneously. In this paper, a 2DOF integral type optimal servo control method is investigated to promote the speed control performances of BLDC motors considering energy consumption. In order to applicate the method to the speed servo system of the BLDC motor, the motor is modeled in the state space using the vector control and decoupling technique. To verify the validity of the suggested method, some simulations and experiments are performed.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
• /
• 2000.05a
• /
• pp.138-141
• /
• 2000

공정제어시스템을 위한 제어기로써 현재까지는 PID 제어기가 보편화되어 적용되어 왔으나 비선형 시스템이나 복잡한 시스템 제어를 위해서는 목표치 추종특성이 우수하며 환경이나 공정 파라미터변화에 둔감하여 외란에 대한 영향이 적은 제어기가 요구된다. PID 제어기로는 이러한 목적을 달성하는 데에 한계가 있기 때문에 이를 해결하기 위한 연구들이 활발히 수행되어 목표치 추종성능과 외란 억제를 동시에 만족토록 하는 다양한 2자유도 PID 제어시스템들이 제안되었고, 본 연구에서는 먼저 현재까지 제안된 2자유도 PID 제어시스템들 중 제어성능이 가장 우수한 것으로 나타난 목표치 필터형 2자유도 PID 제어시스템(Target Value Filter Type 2-DOF PID Control System: 이하 TVF-2DOF) [2]보다 우수한 2자유도PID 제어시스템을 제안하고, 이를 바탕으로 2자유도 선행필터(Pre-Filter)부분에 지능제어기법의 하나인 퍼지로직을 적용함으로써 PID 제어기의 장점과 퍼지로직의 장점을 동시에 활용하는 지능형 튜닝(Tuning)기법에 관한 연구를 수행하였고, 지능형 시스템이 2자유도 PID 제어시스템들보다 목표치 추종 성능 및 외란억제효과가 우수하다는 사실을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 입증하였다. 시스템으로는 유량 제어 밸브가 사용되었다.

• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
• /
• v.12 no.1
• /
• pp.56-61
• /
• 2011

Many control techniques have been proposed in order to improve the control performance of the control system. The degree of freedom on control in the control system is decided by the number of the closed-loop transfer function which can adjust independently. The controller design scheme with two degrees of freedom(TDOF) is extensively used for securing the good control performance to trace a desired value and reject disturbance. In this paper, PID controller is used by controller with TDOF and the design method for control system with TDOF is proposed by the normal method. Using the coefficients of the transfer function of the plant, the transfer function of the control system is normalized by the proposed design method and the parameters of the controller are determined. The control system with the TDOF is constructed by using this method. Through the simulation results, the usefulness of the proposed algorithm is proved.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
• /
• 1997.10a
• /
• pp.17-19
• /
• 1997

원자력 발전소용 증기발생기의 수위제어에 기존의 경우 주로 PI제어기를 이용하는데 반해 본 논문에서는 기타의 주급수유량에 대한 주증기 유량의 변화를 2-자유도 PID제어기를 이용해 제어하는 문제를 연구하였다. 2-자유도 PID제어기의 파라메터 .alpha..betha..gamma.를 외란에 대해 가인하도록 하고 설정치변화에 대해서는 기존의 PID 파라메터가 부담하도록 함으로서 외란 및 설정치 모두에 대해 고찰한 결과 기존의 PI제어기에 비해 성능이 우수함을 나타내었다.

• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
• /
• v.11 no.1
• /
• pp.74-79
• /
• 2010

Many control techniques have been purposed in order to improve the control performances of the control system. The freedom on control in the control system is decided by the number of the closed-loop transfer function which can adjust independently. The design method of the controller with two degrees of freedom(TDOF) is used extensively for following the desired value and rejecting the disturbance. In this paper, the control system with the disturbance observer(DOB) for rejecting the disturbance is transformed by the control system with TDOF and the rejection of a transient response is easy at the starting time and load variation. The design method of the DOB is proposed in the frequency-domain and the control system with TDOF is constructed by using the DOB which is designed with this method. Through the simulation results, the usefulness of the proposed algorithm is proved.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 1995.10a
• /
• pp.261-266
• /
• 1995

본 연구에서는 자기부상시스템에 대해 흡인식 자기부상방식을 채택하고 쇠구슬에 대한 운동을 상하 1자유도로 가정하여 운동방정식을 세운다. 이때 전자석이 자기 부상력은 전자석에 흐르는 전류와 인덕턴스의 함수라 가정하고, 모델의 불확실성은 자기부상계의 운동 방정식으로부터 선형화 할 때 발생하는 오차 및 파라미터 변동으로 생각한다. 또한 모델의 불확실성이 존재하더라도 정상편차 없이 부상하는 서보제어계를 설계한다. 그런데 저자등은 강인성 문제 및 정상편차 없는 것에 역점을 두어 H$_{\infty}$ 제어이론에 기초한 1형 로바스트 서보 제어기를 구하여 자기부상 시스템의 안정화 제어계로써 적용한 적이 있다. 이때 중심해 이외의 해를 이용하여 설계한 서보 제어계는 자기부상계의 과도상태시에 일어나는 오버슈트를 줄일 수 없었다. 따라서 시스템 내부 안정화를 위하여 H$_{\infty}$ 제어이론에 의해 설계된 피드백(feedback) 제어기와 물체가 부상할 때 오버슈트를 줄이고 제어량이 목표치에 잘 추종하기 위해 설계된 피드 포워드(feed forward) 제어기로써 2자유도를 갖는 제어계를 설계한다. 이렇게 설계한 2자유도 제어계를 가지고 모의 응답실험과 본 연구자들이 만든 자기부상 시스템의 실험결과를 비교함으로써 설계된 제어기의 타당성을 조사한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 1999.07b
• /
• pp.847-849
• /
• 1999

본 논문에서는 도립 진자 시스템에 대하여 모델의 불확실성에도 불구하고 수레의 위치가 기준 입력을 추종하는 강건한 2-자유도(two degree of freedom) 제어기를 설계한다. 도립 진자 시스템의 모델 불확실성은 기약 분해 불확실성으로 고려하고, 기준 입력 추종 성능은 도립 진자 시스템의 수레 위치가 원하는 기준 위치로 추종하는 문제를 고려한다. 이러한 강건 안정화와 기준입력 추종사이의 절충 문제를 해결하기 위해서 2-자유도 제어기를 설계한다. 2-자유도 제어기는 프리필터와 피드백 제어기로 구성된다. 설계 절차에 따라 얻어진 제어기는 모의 실험을 통해 그 성능을 확인한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.36 no.2
• /
• pp.237-244
• /
• 2012

This paper studies the design of a two-DOF optimal controller for the strip gauge-tension of cold tandem mill processes, that uses a reference shaping filter and a disturbance observer. First, a mathematical model of the strip gauge and tension system is constructed using the gauge meter equation and Hooke's law, respectively. Next, a two-DOF controller considering of a feedforward controller and a feedback controller is designed. The former is based on the reference shaping filter and the disturbance observer, and the latter is based on the ILQ optimal control algorithm. Finally, it is shown through a computer simulation that the proposed optimal controller is able to improve the strip gauge accuracy and the tension variation more than the conventional MV-AGC controller.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.34 no.12
• /
• pp.1917-1923
• /
• 2010

This study focuses on model identification and a 2-DOF PID control algorithm for cooling processes; a pneumatic butterfly-type control valve is used for this purpose. The mathematical model is a transfer function composed of a time delay and a second-order delay system. The control valve is identified as a first-order delay system with a time delay and included in the controlled plant. From the experimental data sets for a demo plant, the model parameters are identified, and the 2-DOF PID control gains are analytically derived by Kitamori's method. We show via a computer simulation and an experimental test that the performance of the proposed 2-DOF PID control system is better than that of a conventional 1-DOF PID control system.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
• /
• 2007.04a
• /
• pp.349-352
• /
• 2007

본 논문은 계층적 공정 경쟁 유전자 알고리즘(Hierarchical Fair Competition-based Genetic Algorithms : HFCGAs)을 이용한 회전형 역 진자 시스템의 최적 2-자유도 제어기 설계를 제안한다. 비선형이며 불안정한 운동을 하는 회전형 역 진자 시스템은 회전지렛대(rotating arm) 위의 폴(pole)이 적당한 제어력이 없는 상황에서 중력에 의해 어느 한 쪽 방향으로 넘어지려고 할 때, 외부에서 회전지렛대에 힘을 가하여 회전지렛대의 특정위치와 폴의 각도를 유지시키는 시스템으로, 본 논문에서는 두 개의 피드백 제어루프를 갖는 2-자유도 제어기를 구성한다. 각각의 제어기는 PD 제어기로 구성하고, 조기수렴 문제를 내재하고 있는 기존의 유전자 알고리즘의 해결방안중 하나인 HFCGAs를 이용하여 최적의 제어기 파라미터들을 구한다. 마지막으로 실제 공정에 적용하여 설계된 제어기의 성능을 평가한다.