• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 V
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• pp.2811-2814
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• 2003

본 논문에서는 Sub-nano 수준의 위치정밀도와 분해능을 갖는 Piezo actuator 의 제어기 설계를 목적으로 하였다. 이산 시간 상태 공간에서의 Piezo actuator를 이용한 1 축 스테이지 드라이브 시스템 SISO 제어기를 설계하였다. Piezo actuator 의 소재 자체의 특성으로는 Hysteresis 가 있으며, 이는 정상상태에서 Piezo actuator 의 위치 오차를 발생하는 주요 원인이 된다. 제어기의 설계는 극점 배치 방법을 기본으로 하여 Hysteresis 에 대한 보상을 목적으로 적분제어방식과 외란 추정기를 각각 적용하였다. 모의실험을 통하여 제어기의 설계 및 시뮬레이션 하였으며, Hysteresis 에 대한 보상이 이루어짐을 보았고, 실험을 통하여 이를 증명하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.22-29
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• 2003

A piezoelectric actuator yields hysteresis effect due to its composed ferroelectric. Hysteresis nonlinearty is neglected when a piezoelectric actuator moves with short stroke. However when it moves with long stroke and high frequency, the hysteresis nonlinearty can not be neglected. The hysteresis nonlinearty of piezoelectric actuator degrades the control performance in precision position control. In this paper, in order to improve the control performance of piezoelectric actuator, an inverse modeling scheme is proposed to compensate the hysteresis nonlinearty. And feedforward - feedback controller is proposed to give a good tracking performance. The Feedforward controller is an inverse hysteresis model, base on neural network and the feedback control is implemented with PID control. To show the feasibility of the proposed controller and hysteresis modeling, some experiments have been carried out. It is concluded that the proposed control scheme gives good tracking performance.

• 전력전자학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.293-301
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• 2006

배전급 STATCOM(Distribution-network STATic synchronous COMpensator)에 적용 가능한 공간 벡터 변조 (Space Vector Modulation, SVM) 기법을 이용한 히스테리시스 전류제어기를 제안하였다. 히스테리시스 전류제어기는 빠른 응답 특성, 쉬운 구현, 파라미터 변화에 대한 둔감성 등 많은 장점에도 불구하고 높은 스위칭 주파수와 제한되지 않는 전류 오차 때문에 스위칭 주파수에 영향을 받는 배전급 STATCOM 전류제어기로는 적합하지 않았다. 또한 전압 벡터의 인가방식에서도 뚜렷한 근거가 없어 전류오차가 제한되지 않았다. 이에 본 논문에서는 구역판별기, SVM, 그리고 외부와 내부 히스테리시스 제어기를 이용하여 높은 스위칭 주파수를 저감하고 특정 밴드 내에서 전류 오차를 줄인 개선된 SVM 기반의 히스테리시스 전류제어기를 제안하고 모의실험을 통해 제안한 기법의 유효성을 입증하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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• pp.189-193
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• 1996

Piezoelectric actuator is widely used in precision positioning applications due to its excellent positioning resolution. However, serious hysteresis nonlinearity of the actuator deteriorates its open loop positioning capability. Generally, a nonlinear hysteresis model is used in feedforward loop to improve positioning accuracy. In this study, however, a simple lead compensator is proposed as a substitution for a complex nonlinear hysteresis model and tested through experiments for precision position control.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.129-137
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• 2010

이 논문에서는 압전작동기를 이용하여 유연 보 구조물의 위치추적제어를 실험적으로 고찰하였다. 작동기의 히스테리시스 특성을 보상하기 위한 앞먹임 보상기와 PID 되먹임 제어기를 함께 구성하여 정밀한 위치 추적제어를 수행할 수 있도록 하였다. 히스테리시스 보상기는 압전작동기의 예측 변위를 바탕으로 한 프라이작 모델을 사용하여 구성하였다. 히스테리시스 보상기의 유무에 따른 PID 되먹임 제어의 성능을 조화가진과 랜덤 가진 실험을 통하여 평가하였으며, 보상기와 되먹임 제어기를 함께 사용하였을 때, 우수한 위치추적제어 성능을 가지는 것을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.514-516
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• 2005

압전 구동기(Piezo actuator)는 수 나노미터 수준의 위치정밀도와 고분해능을 가지고 있으나 비선형 특성인 히스테리시스(Hysteresis)는 정상상태에서 위치 오차를 발생하는 주요 원인이 된다. 현재까지 히스테리시스를 보상하기 위해 피 프 포워드 제어 방법, Pl 제어 방법, $H_{\infty}$제어 방법 등이 연구되어 왔지만 저주파 대역의 외란(disturbance)까지 고려하여 시스 템을 주파수 영역에서 설계, 분석하는 방법에 대한 연구는 미흡하였다. 본 논문은 압전 구동기의 위치 제어를 위한 제어기의 설계와 이를 주파수 영역에서 분석하는 내용을 다룬다. 제어기의 설계는 히스테리시스를 보상하기 위해 극점 배치 방법과 외란 관측기(Disturbance observer)를 기본으로 하였으며 적분제어를 적용하여 시스템 민감도(sensitivity)를 개선하였다. 시뮬레이션과 실험을 통하여 설계한 제어기가 히스데리시스에 대한 보상과 민감도의 개선에 효율적임을 검증하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권5호
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• pp.694-699
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• 2012

본 논문은 수식모델과 히스테리시스 제어기를 사용하여 엔코더, 속도추정기 및 PI 제어기가 필요 없는 새로운 영구자석 직류전동기 센서리스 속도제어 방법을 제안한다. 본 논문의 제어는 영구자석 직류전동기와 수식모델의 토크 차이를 억제하도록 전압을 인가함으로써 전동기의 속도를 설정치인 수식모델의 속도에 추종시키는 방법이며, 순시 토크 제어에 히스테리시스 제어기를 사용하였다. 히스테리시스 제어기는 수식모델 토크 지령치와 전기자전압 및 전류 정보를 이용하여 추정한 전동기 토크를 비교하여 오차를 계산한 후, 히스테리시스 밴드를 거쳐 그 오차를 최소화하는 전압을 선정하여 전동기에 출력하는 방법이다. 본 논문은 제안한 방식의 이론적인 배경 및 타당성에 대해 기술하였으며 실험을 통해 제안된 방식의 우수성을 검증하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.173-178
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• 2010

전기철도는 전력공급시스템과 전기차로 구성되어 있다. 전기철도의 전기차는 대규모의 견인력을 얻을 수 있어 대량수송과 고속운전에 적합하다. 전기차는 모터블록과 견인전동기에 의해서 구동되며, 지령속도에 따라 모터블록에서 견인전동기에 전력을 공급하여 속도가 제어된다. 전기차의 속도제어는 모터블록과 견인전동기의 최소 에너지로 속도를 제어하는 것이 목표이다. 최근의 견인전동기는 직류 및 동기전동기에서 유도전동기를 사용하고 있다. 대부분의 유도전동기는 벡터제어기법을 사용하여 유도전동기의 속도를 제어한다. 본 논문에서는 유도전동기의 벡터제어기법을 이용하여 유도전동기의 속도를 제어하였다. Simulink를 이용하여 제어시스템을 모델링하고, PI 제어기와 Hysteresis 제어기를 이용하여 펄스를 제어하여 전동기의 속도를 제어하였다. 실시간 제어를 위해 IGBT 인버터를 사용하였고, 유도전동기 구동실험에 의해 시스템 성능을 입증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.253-261
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• 2002

본 논문에서는 TMS320F240 DSP를 통해 제어되는 디지털 히스테리시스 제어기를 사용한 Switched Reluctance Motor(SRM)의 위치제어시스템을 제안하였다. SRM은 구조가 간단하고 효율이 놀지만 전동기 구동 특성상 전력용 반도체 소자를 이용한 구동 시스템이 필수적이기 때문에 일반 전동기 제어시스템에 비해 전체 시스템의 제작비용이 증가하게 된다. 이러한 단점을 극복하고 SRM의 활용성을 높이기 위해서는 제어용 드라이브가 필수적으로 요구되는 서보시스템으로서와 SRM 제어시스템을 개발하는 것이다. 따라서 본 연구에서는 시스템 개발과 구현에 있어 아날로그 히스테리시스 제어기를 사용할 경우 하드웨어적인 방법에 의한 파라메타 수정 및 제작의 문제점을 해결하고 전체적인 시스템의 개발단가를 낮추기 위해 DSP내에서의 연산을 통해 제어되는 디지털 히스테리시스 제어기를 설계하여 SRM의 위치제어 시스템을 구현하였으며, 실헐을 통해 제어 및 응답특성을 고찰함으초써 서보 구동 시스템으로서의 SRM의 이용 가능성을 확인하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제45권1호
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• pp.31-40
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• 2008

본 논문에서는 자기변형재료를 이용한 미세 구동기의 개발과 실시간 제어 알고리즘에 관한 내용을 다룬다. 자기변형재료는 빠른 응답속도, 미세변위동작, 높은 에너지 효율 등의 장점을 가지고 있어 미세 구동기의 재료로 적합하지만 히스테리시스 특성도 함께 갖고 있어 제어에 많은 어려움이 따른다. 본 논문에서는 자기변형재료의 히스테리시스를 제어하기위해 Preisach model을 바탕으로 구동기를 모델링 하였다. 기존의 Preisach 모델은 실험적 데이터를 바탕으로 하기 때문에 정밀한 제어를 하기 위해서는 많은 양의 데이터가 필요하고 결과적으로는 처리해야할 데이터의 양이 많아져 연산하는데 많은 시간이 걸리는 문제가 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 기존의 Preisach 모델의 데이터를 선행 처리하여 일정구간 구동기의 움직임을 저장해 놓은 확장된 Preisach 모델을 제안하였다. 본 논문에서는 Tefenol-D라는 자기변형재료를 사용하여 미세구동기를 제작하고 제어 실험을 통하여 제안된 모델의 우수성을 증명하였다.