• 제목/요약/키워드: Adaptive Back-Stepping Control

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적분 이득의 비선형 적응 백스텝핑 제어 기법을 적용한 IPMSM의 속도 제어 (Speed Control of IPMSM Using Nonlinear and Adaptive Back-Stepping Controller Including Integral Gain)

  • 정승환;최익;전용호
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제8권6호
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    • pp.881-889
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    • 2013
  • 본 논문은 IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 속도 제어를 위한 비선형 백스텝핑 제어 기법을 제안한다. 비선형 백스텝핑 제어기법의 이득은 정상상태 에러를 제거하고, 좀 더 안정한 결과를 얻을 수 있도록 에러의 적분 이득을 포함하여 설계하였다. 또한, 부하 토크를 추정할 수 있도록 설계하여 부하의 변동에 대하여 빠른 적응성을 가지도록 하였다. 모의 실험을 통하여 적분 이득을 가지는 백스텝핑 제어기가 일정한 토크 운전영역에서 안정한 제어기임을 검증하고, 적분 이득이 없는 백스텝핑 제어기와 성능을 비교하였다.

비선형 적응 백스텝핑 제어 기법과 EKF를 적용한 IPMSM의 센서리스 속도 제어 (Sensorless Speed Control of IPMSM Using an Extended Kalman Filter and Nonlinear and Adaptive Back-Stepping Control Technique)

  • 전용호;조황
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제7권6호
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    • pp.1413-1422
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    • 2012
  • 비선형 적응백스텝핑 제어기법은 외부 환경에 의한 여러가지 파라미터의 변동에도 불구하고 강인한 특성을 가진다. 이를 사용하여 IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 정밀한 속도제어기를 설계하기 위해서는 빠른 제어 주기를 가져야만 한다. 하지만 속도 측정을 위한 엔코더의 분해능의 제약으로 연산주기를 빠르게 가져가지 못하고, 결국 제어기의 성능을 높이지 못하게 된다. 본 논문은 빠르고 정밀한 속도 제어기를 설계하기 위하여 비선형 적응백스텝핑 제어기법을 적용한 센서리스 속도 제어기 설계 방법을 제안한다. 제어기는 EKF(Extended Kalman Filter)를 이용하여 추정된 속도정보를 이용하여 비선형 적응백스텝핑 제어기법을 사용하는 방식으로 IPMSM의 속도 제어를 수행한다. 제안된 제어기의 성능은 PSIM을 이용한 모의 실험을 통하여 검증하였다.

IPMSM의 비선형 적응 백스텝핑 속도 제어 (Nonlinear and Adaptive Back-Stepping Speed Control of IPMSM)

  • 전용호;정승환;최익;조황
    • 전력전자학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.18-25
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    • 2013
  • In this paper, a nonlinear controller based on adaptive back-stepping method is proposed for high performance operation of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM). First, in order to improve the performance of speed tracking, a nonlinear back-stepping controller is designed. In addition, since it is difficult to achieve the high quality control performance without considering parameter variation, a parameter estimator is included to adapt to the variation of load torque in real time. Finally, for the efficiency of power consumption of the motor, controller is designed to operate motor with the minimum current for the required maximum torque. The proposed controller is tested through experiment with a 1-hp Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM) for the angular velocity reference tracking performance and load torque volatility estimation, and to test the Maximum Torque per Ampere (MTPA) operation. The result verifies the efficacy of the proposed controller.

물류이송 및 제조용 이동형 매니퓰레이터의 경로 추적을 위한 백스테핑 제어 설계와 구현 (Design and Implementation of Back-stepping Control for Path Tracking of Mobile Manipulator of Logistics and Manufacturing)

  • 진태석
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제24권3호
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    • pp.301-306
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    • 2021
  • In this paper, we propose a modified back-stepping control method in view of the dynamic model of mobile manipulator has the nonholonomic constraints, these constraints should be considered to design a tracking controller for the mobile manipulator. The conventional back-stepping controller includes the dynamics and kinematics of the mobile robot systems. and the modified adaptive back0stepping method is applied to constructing the controller. The proposed controller can realize the tracking trajectory of the reference path. The efficiency and robustness of this control method is demonstrated by the simulation.

외란관측기를 갖는 RNN과 이중마찰관측기를 이용한 동적마찰모델에 대한 강인한 적응 백-스테핑제어 (Robust Adaptive Back-stepping Control Using Dual Friction Observer and RNN with Disturbance Observer for Dynamic Friction Model)

  • 한성익
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.50-58
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    • 2009
  • For precise tracking control of a servo system with nonlinear friction, a robust friction compensation scheme is presented in this paper. The nonlinear friction is difficult to identify the friction parameters exactly through experiments. Friction parameters can be also varied according to contact conditions such as the variation of temperature and lubrication. Thus, in order to overcome these problems and obtain the desired position tracking performance, a robust adaptive back-stepping control scheme with a dual friction observer is developed. In addition, to estimate lumped friction uncertainty due to modeling errors, a DEKF recurrent neural network and adaptive reconstructed error estimator are also developed. The feasibility of the proposed control scheme is verified through the experiment fur a ball-screw system.

Nonlinear Adaptive Control of Fermentation Process in Stirred Tank Bioreactor

  • Kim, Hak-Kyeong;Nguyen, Tan-Tien;Nam soo Jeong;Kim, Sang-Bong
    • Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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    • 제4권4호
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    • pp.277-282
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    • 2002
  • This paper proposes a nonlinear adaptive controller based on back-stepping method for tracking reference substrate concentration by manipulating dilution rate in a continuous baker's yeast cultivating process in stirred tank bioreactor. Control law is obtained from Lyapunov control function to ensure asymptotical stability of the system. The Haldane model for the specific growth rate depending on only substrate concentration is used in this paper. Due to the uncertainty of specific growth rate, it has been modified as a function including the unknown parameter with known bounded values. The substrate concentration in the bioreactor and feed line are measured. The deviation from the reference is observed when the external disturbance such as the change of the feed is introduced to the system. The effectiveness of the proposed controller is shown through simulation results in continuous system.

IPMSM 전동기의 비선형 적응 백스텝핑 속도 제어 (Nonlinear and Adaptive Back-Stepping Speed Control of IPMSM)

  • 전용호;조황
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제6권6호
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    • pp.855-864
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    • 2011
  • 본 논문은 IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 고성능 운전을 위해 비선형 제어를 기반으로 하는 적응 백스텝핑 제어기를 제안한다. 먼저 각속도의 추종성능을 향상시키기 위해서 비선형 백스텝핑 제어기를 설계한다. 파라메타 변동의 영향을 고려하지 않고 설계된 제어기는 고성능 운전이 어렵다. 부하토크의 변동에 대해 실시간 적응할 수 있는 파라메타 추정기를 설계에 포함하여 고성능 운전이 가능하게 한다. 또한 전동기의 효율적인 전력소비를 위하여 최대토크를 얻기 위한 최소전류의 운전을 할 수 있도록 제어기를 설계하였다. 제안된 제어기로 2마력급의 IPMSM에 적용하여 각속도 레퍼런스에 대한 추종성능과 부하토크 변동에 대한 추정, 그리고 MTPA(Maximum Torque per Ampere) 운전을 시험하여 일정토크 운전영역에서 안정화된 강건한 제어기임을 시뮬레이션을 통해 확인할 수 있었다.

용접용 이륜 이동로봇의 모델링 및 적응 추종 제어 (Modeling and Adaptive Motion Tracking Control of Two-Wheeled Welding Mobile Robot (WMR))

  • 서진호;;;김상봉
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.786-791
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    • 2003
  • This paper proposes an adaptive control algorithm for nonholonomic mobile robots with unknown parameters and the proposed control method is used in numerical simulations for applying to a practical twowheeled welding mobile robot(WMR). The proposed adaptive controller to track an arbitrary given welding path is designed by using back-stepping technique and is derived for a nonlinear model under the assumption such that the system parameters are partially known. Moreover, the proposed adaptive control system is stable in the sense of Lyapunov stability. Inertia moments of system are considered to be unknown parameters and their values can be estimated simply by using update laws proposed in an adaptive control scheme of this research. The simulation results are provided to show the effectiveness of the accurate tracking capability of the proposed controller for two-wheeled welding mobile robot with a smooth curved reference welding path.

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백스테핑제어기를 이용한 전기유압액추에이터의 위치제어 (Position control of Electro hydrostatic actuator (EHA) using a modified back stepping controller)

  • 도안녹치남;윤종일;안경관
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제9권3호
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    • pp.16-22
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    • 2012
  • Nowadays, electro hydrostatic actuator (EHA) has shown great advantages over the conventional hydraulic actuators with valve control system. This paper presents a position control for an EHA using a modified back stepping controller. The controller is designed by combining a backstepping technique and adaptation laws via special Lyapunov functions. The control signal consists of an adaptive control signal to compensate for the nonlinearities and a simple robust structure to deal with a bounded disturbance. Experiments are carried out to investigate the effectiveness of the proposed controller.