• 제목/요약/키워드: PI-controller

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풍력발전시스템 개별피치제어설계 및 피로해석에 관한 연구 (Design of Individual Pitch Control and Fatigue Analysis of Wind Turbine)

  • 전경언;노태수;김국선
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권1호
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    • pp.1-9
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    • 2014
  • 로터에 작용하는 불균형한 반복 하중은 풍력발전기에 구조적 하중을 발생시키고 이러한 하중이 구조물에 지속적으로 누적되면 피로 파괴와 수명 단축을 발생시킨다. Individual pitch control(IPC)는 이러한 구조적 하중을 저감시키고 풍력발전기의 작동 수명 연장에 효과가 있는 제어 방법이다. 본 연구에서는 Decentralized LQR(DLQR)과 Disturbance accommodating control(DAC)를 이용한 IPC 설계를 제시한다. DLQR은 로터 회전속도 제어를 위해 사용하였고 DAC는 블레이드에 외란으로 작용하는 바람(난류) 효과를 상쇄하도록 구성하였다. 제시된 IPC제어기의 구조적 하중 저감 효과는 Gain-scheduled PI로 설계된 Collective pitch control(CPC)과 비교하여 확인하였다. 또한, IPC의 구조물 하중 저감 효과를 확인하기 위해 피로 누적에 의한 손상정도를 나타내는 피로등가하중(DEL)을 이용하였다.

연료전지 전원을 갖는 3상 Z-소스 동적 전압 보상기 (Three-Phase Z-Source Dynamic Voltage Restorer with a Fuel Cells Source)

  • 정영국
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제22권10호
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    • pp.41-48
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    • 2008
  • 본 연구에서는 전압품질에 민감한 설비를 위한 3상 Z-소스 동적 전압 보상기(Z-DVR : Z-Source Dynamic Voltage Restorer)를 제시하였다. 제안된 시스템은 수동필터와 Z-소스 토폴로지의 직렬형 능동필터로 구성된다. Z-DVR의 ESS(Energy Storage System)로는 친환경적인 고분자 전해질 연료전지(PEMFC : Proton Exchange Membrane Fuel Cells)를 사용하였다. 고조파 검출은 동기좌표계의 $i_{d}-i_{q}$ 이론에 의하였으며, 부하전압 보상을 위하여 PI제어를 사용하였다. 3상 전원이 모두 전압 sag가 발생하는 경우, PSIM에 의하여 제안된 방법과 배터리 스택을 적용하는 종전의 방법에 대하여 시뮬레이션을 수행하였으며, 전압 보상성능이 유사함을 알 수 있었다. 또한 전압 sag와 swell이 동시에 또는 독립적으로 발생하는 다양한 전원 조건하에서 제안된 시스템의 전압 보상 성능과 전압에 대한 %THD(%Total Harmonic Distortion)를 검토하였다.

Modified Direct Torque Control using Algorithm Control of Stator Flux Estimation and Space Vector Modulation Based on Fuzzy Logic Control for Achieving High Performance from Induction Motors

  • Rashag, Hassan Farhan;Koh, S.P.;Abdalla, Ahmed N.;Tan, Nadia M.L.;Chong, K.H.
    • Journal of Power Electronics
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    • 제13권3호
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    • pp.369-380
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    • 2013
  • Direct torque control based on space vector modulation (SVM-DTC) protects the DTC transient merits. Furthermore, it creates better quality steady-state performance in a wide speed range. The modified method of DTC using SVM improves the electrical magnitudes of asynchronous machines, such as minimizing the stator current distortions, the stator flux with electromagnetic torque without ripple, the fast response of the rotor speed, and the constant switching frequency. In this paper, the proposed method is based on two new control strategies for direct torque control with space vector modulation. First, fuzzy logic control is used instead of the PI torque and a PI flux controller to minimizing the torque error and to achieve a constant switching frequency. The voltages in the direct and quadratic reference frame ($V_d$, $V_q$) are achieved by fuzzy logic control. In this scheme, the switching capability of the inverter is fully utilized, which improves the system performance. Second, the close loop of stator flux estimation based on the voltage model and a low pass filter is used to counteract the drawbacks in the open loop of the stator flux such as the problems saturation and dc drift. The response of this new control strategy is compared with DTC-SVM. The experimental and simulation results demonstrate that the proposed control topology outperforms the conventional DTC-SVM in terms of system robustness and eliminating the bad outcome of dc-offset.

직류 전동기 속도제어를 위한 회로 설계 및 모델링 (Circuit design and modeling for DC motor speed control)

  • 윤용호
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.131-136
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    • 2021
  • 직류 전동기 (DC Motor)는 유도전동기와 더불어 광범위한 영역에서 사용되고 있는 중요한 구동원이다. 비록 구조가 복잡하고 유지보수의 측면에서 불리한 점이 있어 오늘날 산업의 동력원으로서 대부분의 수요를 유도전동기에 내어준 상태이지만 우수한 제어성능으로 인하여 소형의 제어용 전동기로는 직류 전동기가 꾸준하게 사용되는 중이다. 또한 계자에 영구자석을 쓸 수 있는 구조로 자석재료의 발달과 더불어 고출력, 고효율 운전이 가능한 구조의 직류 전동기가 개발되고 있다. 그리고 인버터를 이용한 유도전동기의 경우보다 제어기의 구성이 단순하여 아직도 직류 전동기를 선호하는 수요도 무시할 수 없을 정도여서 여전히 중요한 동력원으로 자리를 차지하고 있는 전동기이다. 이러한 경향을 고려하여 본 논문에서는 시뮬레이션을 통한 모델링, EPLD를 이용한 PWM 발생회로 및 전동기구동회로, 프로세서 이용한 PI 제어 등의 하드웨어 구현을 통한 직류전동기의 제어성능을 살펴보고자 한다.

전자기형 리타더의 전력회수장치 및 전압제어 (Electromagnetic Retarder's Power Recovery Device and Voltage Control)

  • 정성철;윤인식;고종선
    • 전력전자학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.396-403
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    • 2016
  • Usually, large-sized buses and trucks have a very high load. In addition, frequent braking during downhill or long-distance driving, causes the conventional method using the brake friction to have a problem in safety because of brake fade and brake burst phenomenon. Auxiliary brakes dividing the braking load is essential. Hence, environment-friendly auxiliary brakes, such as contactless brake rather than the engine auxiliary brake system are needed. A study aimed at improving the energy efficiency by recharging electric energy with changing mechanical to electrical energy that occurs when braking is actively in progress. In this paper, the voltage control method is utilized to recover the electric energy generated in the electromagnetic retarder instead of the eddy current. To regenerate the braking energy into the electrical energy, the resonant L-C circuit is configured in the retarder. The voltage generated in the retarder is simply modeled as a transformer. However, retarder voltage control in this paper is simulated by modeling the induction generator because this induction generator modeling is more practical than transformer modeling. The changes in the voltage of the resonance circuit, which depends on the switch pulse duration of the control device, were analyzed. A PI controller algorithm to control this voltage is proposed. The feasibility of modeling retarder and voltage controller are shown by using MATLAB Simulink in this paper.

DSP 인버터를 이용한 반송용 선형기기의 추력제어를 위한 슬립 각 주파수 벡터제어 (Vector Control using a Slip Angle Frequency for the Thrust Control of SLIM Used a Conveyor by the Inverter Based DSP)

  • 신동률;허태원;박지호;조용길;노태균;우정인
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.29-37
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    • 2000
  • 본 논문에서는 TMS320C32 DSP를 사용하여 저속에서 구동되는 반송용 펀측식 전행 유도전동기의 슬립 각 주파수에 의한 벡터제어를 이용하여 추력제어하였다. 먼저, 반송용 편촉식 선형 유도전동기를 설계 및 제작하고, 이를 해석하였다. 저속에서 제풍의 운반시에 안정성있은 구동올 위해서 벡터제어에 의한 추력제어를 하였고, 정위치 제어를 하기 워해서 Ziegles- Nichols법을 이용하여 PiD제어기를 설계하였다. 저속에셔의 종량부하흘 갖는 반송용 선형기기에서 PID제어기에 추력제어가 가능한 벡터제어기법을 부가한 결과는 제품외 운반시에 안정성있는 구동을 하였으며, 정위치제어를 위한빠른 응답특쟁 및 soft start/stop을 이루었으며, 부하 변동시에도 제동시에 정위치제어를 위한 빠른 응탑 특성의 결과를 얻었다.

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매트릭스 컨버터로 구동되는 유도전동기의 직접토크제어를 위한 모델예측제어 기반의 SVM 기법 (Model Predictive Control for Induction Motor Drives Fed by a Matrix Converter)

  • 최우진;이은실;송중호;이영일;이교범
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제20권9호
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    • pp.900-907
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    • 2014
  • This paper proposes a MPC (Model Predictive Control) method for the torque and flux controls of induction motor. The proposed MPC method selects the optimized voltage vector for the matrix converter control using the predictive modeling equation of the induction motor and cost function. Hence, the reference voltage vector that minimizes the cost function of the torque and flux error within the control period is selected and applied to the actual system. As a result, it is possible to perform the torque and flux control of induction motor using only the MPC controller without a PI (Proportional-Integral) or hysteresis controller. Even though the proposed control algorithm is more complicated and has lots of computations compared with the conventional MPC, it can perform torque ripple reduction by synthesizing voltage vectors of various magnitude. This feature provides the reduction of amount of calculations and the improvement of the control performance through the adjustment of the number of the unit vectors n. The proposed control method is validated through the PSIM simulation.

평행주차를 위한 자동 조향 제어시스템 개발 및 성능평가 (Development and Evaluation of Automatic Steering System for Parallel Parking)

  • 이대현;김용주;김태형;정선옥;최창현
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제13권1호
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    • pp.18-26
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    • 2016
  • This research is conducted to develop an automatic steering system for parallel parking, and the performance of the system was evaluated by parallel parking a conventional vehicle. The automatic steering system consisted of MDPS (motor driven power steering) to control steering, ESC (electronic stability control) to acquire wheel speed, ultrasonic sensors to recognize the parking space, and a controller to communicate and handle data. The parallel parking process using the automatic steering control consisted of parking space recognition, parking path generation, and parking path tracking. The path for parallel parking was generated based on a kinematic model of a conventional vehicle, and a PI controller was used to control the steering angle for path tracking. Parallel parking using the automatic steering control was conducted according to vehicle speed conditions. The results show that the errors on the x-axis and y-axis were below 0.54 m and 0.14 m, respectively, and the error on the steering angle was less than $1^{\circ}$. Therefore, it is possible to implement parallel parking using an automatic steering control system for conventional vehicles.

디지털 록인 앰프를 이용한 비정현 계통 전압 하에서 강인한 단상계통 연계 인 버터용 고조파 보상법 (A Robust Harmonic Compensation Technique using Digital Lock-in Amplifier under the Non-Sinusoidal Grid Voltage Conditions for the Single Phase Grid Connected Inverters)

  • 칸 아마드 레이안;아쉬라프 모하마드 노만;최우진
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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    • pp.95-97
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    • 2018
  • The power quality of Single Phase Grid-Connected Inverters (GCIs) has received much attention with the increasing number of Distributed Generation (DG) systems. However, the performance of single phase GCIs get degraded due to several factors such as the grid voltage harmonics, the dead time effect, and the turn ON/OFF of the switches, which causes the harmonics at the output of GCIs. Therefore, it is not easy to satisfy the harmonic standards such as IEEE 519 and P1547 without the help of harmonic compensator. To meet the harmonic standards a certain kind of harmonic controller needs to be added to the current control loop to effectively mitigate the low order harmonics. In this paper, the harmonic compensation is performed using a novel robust harmonic compensation method based on Digital Lock-in Amplifier (DLA). In the proposed technique, DLAs are used to extract the amplitude and phase information of the harmonics from the output current and compensate it by using a simple PI controller in the feedforward manner. In order to show the superior performance of the proposed harmonic compensation technique, it is compared with those of conventional harmonic compensation methods in terms of the effectiveness of harmonic elimination, complexity, and implementation. The validity of the proposed harmonic compensation techniques for the single phase GCIs is verified through the experimental results with a 5kW single phase GCI. Index Terms -Single Phase Grid Connected Inverter (SPGCI), Harmonic Compensation Method, Total Harmonic Distortion (THD) and Harmonic Standard.

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Implementation of Speech Recognition and Flight Controller Based on Deep Learning for Control to Primary Control Surface of Aircraft

  • Hur, Hwa-La;Kim, Tae-Sun;Park, Myeong-Chul
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제26권9호
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    • pp.57-64
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    • 2021
  • 본 논문에서는 음성 명령을 인식하여 비행기의 1차 조종면을 제어할 수 있는 장치를 제안한다. 음성 명령어는 19개의 명령어로 구성되며 총 2,500개의 데이터셋을 근간으로 학습 모델을 구성한다. 학습 모델은 TensorFlow 기반의 Keras 모델의 Sequential 라이브러리를 이용하여 CNN 모델로 구성되며, 학습에 사용되는 음성 파일은 MFCC 알고리즘을 이용하여 특징을 추출한다. 특징을 인식하기 위한 2단계의 Convolution layer 와 분류를 위한 Fully Connected layer는 2개의 dense 층으로 구성하였다. 검증 데이터셋의 정확도는 98.4%이며 테스트 데이터셋의 성능평가에서는 97.6%의 정확도를 보였다. 또한, 라즈베리 파이 기반의 제어장치를 설계 및 구현하여 동작이 정상적으로 이루어짐을 확인하였다. 향후, 음성인식 자동 비행 및 항공정비 분야의 가상 훈련환경으로 활용될 수 있을 것이다.