유도 전동기의 출력 토오크는 자속에 기준 하는 전류의 크기와 방향에 의해 제어되므로 전동기 구동 시스템에 의해 전류와 전압이 제한된 조건에서 고성능 토오크와 제어 시스템의 응답 특성을 향상시키기 위하여 벡터 제어 방식이 널리 이용되고 있다. 본 논문에서는 기존의 벡터 제어에 자속 제어기와 히스테리시스 제어기를 추가한 새로운 제어 방식을 제안하였다. 특히, 전압이 부족한 조건에서 과도시의 부하 응답 특성 및 안전성이 향상됨을 시뮬레이션과 실험을 통하여 확인하였다.
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.
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.
최근, 비선형시스템인 DC-DC 컨버터의 출력전압제어를 위해서 많은 제어방법들이 연구되고 있으며, 본 논문은 Buck type DC-DC 컨버터에 슬라이딩 모드 제어기와 뉴럴 네트워크 제어기를 이용한 제어 알고리즘을 제시하였고, 또한 컨버터의 이론해석을 통한 이론특성과 Psim을 이용한 시뮬레이션특성, DSP(TMS320C32)를 이용한 실험특성을 비교 검토하여 제안한 방법의 유용성을 입증하였다. 기존의 히스테리시스 제어기를 이용한 제어방법과 제안한 슬라이딩 모드 제어기와 뉴럴 네트워크 제어기를 이용한 제어방법과 비교한 결과 제안한 제어기가 우수한 특성을 얻었으며, 향후, 다른 전력변환장치에 유용하게 적용될 것으로 생각된다.
This paper presents an improved hys- teresis current control method for three-phase PWM power inverters using 3-level comparator. Hysteresis current controller using 3-level comparator has an advantage of constant switching frequency compared with conventional hysteresis current controller. However, this method has disadvantage that the longer sampling period, the larger current error because the switching is performed without considering current error magnitude of each phase. The proposed method improves the control performance by selecting the optimum switching pattern in which the magnitudes of current errors are considered introducing space vector concept. Simulation results using Matlab/Simulink show that the proposed control method reduces current error keeping the merit of previous hysteresis current control method.
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.
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.
Piezo actuators are mainly used in precision position control system because of their high position resolution. Although there have been many approaches in open loop control of this, those method turn out to be not effective in precision control due to hysteresis and creep. To overcome the problems, closed loop PI control method is used in commercial products. However, it is very difficult to obtain fast response with conventional PI control although piezo actuator has fast response. In this paper, we propose a fuzzy PI control method with the proposed fuzzy PI controller, we obtains faster settling response over the conventional PI controller. We verify the effectiveness of the proposed method with experimental results.
A BLDC motor with higher number of phases has several advantages, compared to the conventional three-phase BLDC motors. It can reduce the commutation torque ripple and the iron loss without increasing the voltage per phase and increase the reliability and power density. Higher number of phases increase the torque-per-ampere ratio for the same machine volume and output power by widening the electrical conduction period. In this paper, the proposed seven-phase BLDC motor drive system is made into several functional modular blocks, so that it can be easily extended to other ac motor applications: back-EMF block, hysteresis current control block, pwm inverter block, phase current block, and speed/torque control block. Also in a system of BLDC motor drive, the PI controller has been widely used in the speed controller because of the simple implementation. To obtain a good speed response in a general drive system using the PI controller, the high bandwidth of a controller is established. therefore, in this paper, a Fuzzy controller is applied to the 7-phase BLDC motor drive system in order to improve the speed control performance. The Fuzzy controller is compared with a conventional PI controller through the experiment with respect to speed dynamic responses. These experimental results show that the Fuzzy controller of the 7-phase BLDC motor drive system is superior over the conventional PI controller. The algorithm using the Fuzzy controller can improve a comfortable ride in the field of high performance 7-phase BLDC motor drive applications.
A hysteresis control is widely used to control output current of inverter. A hysteresis bandwidth is affected by system parameters such as source voltage, device on/off time, load inductance and resistance. The frequency limiter is used to protect switching devices overload. In the conventional hysteresis controller, a lock-out circuit with D-latch and timer is used to device protection circuit. But switching delay time and harmonic components are appeared in output current. In this paper the performance of lock-out circuit is tested, and new circuit for switching device fault protection is proposed ad it's performance is simulated.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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