• 제목/요약/키워드: Simulation-based gain tuning

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전동기 제어시스템 기계정수의 점근적 추정에 관한 연구 (A Study on Successive Approximation Measurement of Mechanical Parameters for Motor Control System)

  • 안종건;박승규;안호균
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2001년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.138-141
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    • 2001
  • This paper presents a study on successive approximation measurement of mechanical parameters for motor control system. At the first step of servo system installation, control system gain tuning is troublesome work. Recently, autotuning method of motion controller for motor drive system is based on parameter measurement and identification. On the case of first order mechanical system (mechanical parameters are modified by simple inertia and friction), it is necessary for good response to get the accurate measurement or identification of the mechanical parameters . In this paper, novel method applies the binary successive approximation measurement to the inertia and friction coefficient. Computer simulation and experiment for the proposed method will show verification of accuracy and usefulness.

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Optimum Design of Integer and Fractional-Order PID Controllers for Boost Converter Using SPEA Look-up Tables

  • Amirahmadi, Ahmadreza;Rafiei, Mohammadreza;Tehrani, Kambiz;Griva, Giovanni;Batarseh, Issa
    • Journal of Power Electronics
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    • 제15권1호
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    • pp.160-176
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    • 2015
  • This paper presents a method of designing optimal integer- and fractional-order proportional-integral-derivative (FOPID) controllers for a boost converter to gain a set of favorable characteristics at various operating points. A Pareto-based multi-objective optimization approach called strength Pareto evolutionary algorithm (SPEA) is used to obtain fast and low overshoot start-up and dynamic responses and switching stability. The optimization approach generates a set of optimal gains called Pareto set, which corresponds to a Pareto front. The Pareto front is a set of optimal results for objective functions. These results provide designers with a trade-off look-up table, in which they can easily choose any of the optimal gains based on design requirements. The SPEA also overcomes the difficulties of tuning the FOPID controller, which is an extension to the classic integer-order PID controllers and potentially promises better results. The proposed optimized FOPID controller provides an excellent start-up response and the desired dynamic response. This paper presents a detailed comparison of the optimum integer- and the fractional-order PID controllers. Extensive simulation and experimental results prove the superiority of the proposed design methodology to achieve a wide set of desired technical goals.

능동 인덕터를 이용한 주파수 가변형 대역통과 필터 설계 (Frequency-Tunable Bandpass Filter Design Using Active Inductor)

  • 이석진;최석우
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권7호
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    • pp.3425-3430
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    • 2013
  • 최근 이동통신 시장의 급속한 증가에 따라 단말기 설계는 다표준 방식으로 발전하고 있다. 본 논문에서는 다표준 이동통신 시스템에 적용할 수 있는 주파수 가변형 능동 RC 대역통과 필터를 능동 인덕터를 사용하여 설계하였다. 기존의 대역통과 필터 설계법에서는 저지대역의 감쇠 특성과 통과대역의 주파수 선택도를 향상시키기 위하여 필터의 차수를 높게 하거나 극점 Q를 증가시키는 설계법을 사용한다. 본 논문에서는 극점 Q가 높은 능동 인덕터로 대역통과 필터를 설계하여 주파수 특성이 향상되었다. 또한 설계된 대역통과 필터는 튜닝 회로를 이용하여 필터의 중심주파수와 이득을 간단히 조절할 수 있도록 제안하였다. 설계된 능동 RC 대역통과 필터 특성은 TSMC $0.18{\mu}m$ 공정 파라미터를 이용하여 해석하였다. 시뮬레이션 결과, Q=20.5를 갖는 능동 인덕터를 이용한 필터는 1.86GHz 중심주파수에서 90MHz의 대역폭을 갖고, 튜닝 회로의 커패시터 값으로 중심주파수를 1.86~2.38GHz 범위까지 튜닝이 가능하여 다표준 무선통신 시스템에 적용할 수 있다.

Transient-Performance-Oriented Discrete-Time Design of Resonant Controller for Three-Phase Grid-Connected Converters

  • Song, Zhanfeng;Yu, Yun;Wang, Yaqi;Ma, Xiaohui
    • Journal of Power Electronics
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    • 제19권4호
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    • pp.1000-1010
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    • 2019
  • The use of internal-model-based linear controller, such as resonant controller, is a well-established technique for the current control of grid-connected systems. Attractive properties for resonant controllers include their two-sequence tracking ability, the simple control structure, and the reduced computational burden. However, in the case of continuous-designed resonant controller, the transient performance is inevitably degraded at a low switching frequency. Moreover, available design methods for resonant controller is not able to realize the direct design of transient performances, and the anticipated transient performance is mainly achieved through trial and error. To address these problems, the zero-order-hold (ZOH) characteristic and inherent time delay in digital control systems are considered comprehensively in the design, and a corresponding hold-equivalent discrete model of the grid-connected converter is then established. The relationship between the placement of closed-loop poles and the corresponding transient performance is comprehensively investigated to realize the direct mapping relationship between the control gain and the transient response time. For the benefit of automatic tuning and real-time adaption, analytical expressions for controller gains are derived in detail using the required transient response time and system parameters. Simulation and experimental results demonstrate the validity of the proposed method.

새로운 전류모드 적분기를 갖는 다중 채널 CMOS 저전압 전류모드 필터 설계 (A Multi-channel CMOS Low-voltage Filter with Newly Current-mode Integrator)

  • 이우춘;방준호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제10권12호
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    • pp.3638-3644
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    • 2009
  • 본 논문에서는 새롭게 제안한 선형 캐스코드 전류모드 적분기를 기본으로 구성된 다중채널 CMOS 저전압 전류모드 필터를 설계하였다. 제안된 전류모드 적분기는 기존의 전류미러형 전류모드 적분기 비해서 높은 전류이득 및 단위이득 주파수 특성을 얻을 수 있다. 5차 체비셰프 함수로써 구성한 필터는 신호흐름선도(SFG)기법에 의하여 능동필터로 변환되었다. 1.8V-$0.18{\mu}m$ CMOS 공정파라미터를 사용한 HSPICE 시뮬레이션 결과, 설계된 필터는 0.51MHz에서 7.03MHz대역까지의 주파수 조정범위를 가지며 Bluetooth, DECT, WCDMA의 3채널의 기저대역에서 사용할 수 있음을 확인하였다.

세로축 자동조종 비행제어법칙 개선에 관한 연구 (A Study on the Improvement of Pitch Autopilot Flight Control Law)

  • 김종섭;황병문;이철형
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권11호
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    • pp.1104-1111
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    • 2008
  • 고등훈련기급에 탑재되어 있는 전기식 비행제어계통 (digital fly-by-wire flight control system)은 통합 다기능 감지기(IMFP : Integrated Multi-Function Probe)를 이용하여 항공기의 고도/속도/받음각 정보를 획득한다. 고등훈련기에는 3개의 IMFP가 장착되어 있으며, 이는 비행제어법칙에 3중의 공기정보를 제공한다. IMFP로부터 제공된 3개의 공기 정보는 중간 값을 채택하여 보다 신뢰성 있는 정보를 비행제어법칙에 제공한다. 초음속 비행시험 결과, 초음속 영역에서 발생하는 잡음이 포함된 IMFP로 인하여 고도유지모드 자동조종장치를 작동시켰을 때, 세로축으로 진동현상이 발생하였다. 이러한 현상은 자동조종장치를 이용하여 비행을 할 경우, 항공기 안정성 및 조종성을 저해할 수 있다. 본 논문에서는 초음속 영역에서 발생하는 IMFP 잡음정보가 자동조종장치에 영향을 미치지 않도록 비행제어법칙을 설계하였으며, 제어법칙설계 및 귀환이득을 조율하여 선회비행 시에 피치자세각 유지모드를 개선하였다. 설계된 비행제어법칙은 비실시간 시뮬레이션 및 비행시험을 통하여 검증하였다.