• 전력전자학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.88-95
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• 2004

스테핑 모터의 위치 분해능을 향상하고 기계적 공진을 방지하기 위한 제어방법으로 마이크로 스텝 구동방식이 많이 이용되고 있다. 이론적인 마이크로 스텝 구동방식은 정현파를 기준신호로 사용하며, 마이크로프로세서 및 ROM을 사용함으로써 구동회로가 복잡하고, 가격이 증가하는 단점을 가지게 된다. 본 연구에서는 기준신호를 사다리꼴 파형으로 사용함으로써 제어회로를 간략화하고 저가의 제어장치로 마이크로 스테핑 구동방식을 구현하는 방법을 제안하고 있다. 제안한 방식을 검증하기 위하여 저가의 CPLD(EPM9320RC208-15)를 이용하여 구동장치를 구성하였으며, 실험을 통하여 기존의 방식과 성능을 비교하였다. 또한 CPLD 내부에 고속검출회로를 구현하여 고속 구동시 모터의 탈조를 방지하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.361-368
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• 2010

본 논문에서는 스테핑 전동기의 고속 위치제어기를 제안하였다. 제안된 위치제어기는 폐루프 및 오픈루프 제어모드를 모두 가지고 있으며, 위치 제어를 위해 직접 토크 각도를 제어하는 방식을 적용하였다. 제안된 스테핑 전동기의 위치제어기는 고속 운전상태에서 위치결정 오차를 감소시키기 위해 메모리에 속도에 따른 내장된 토크 각도와 PI 제어기를 통하여 토크각도를 결정하는 폐루프 제어모드로 동작한다. 제안된 폐루프 제어모드에서 메모리에 내장된 토크각도는 선행적으로 속도에 따른 전동기의 토크각도를 룩-업 테이블로 저장하여 제어량을 결정하게 되므로, 빠른 응답특성을 가지게 되며, 부하 및 관성에 따른 위치오차는 PI 제어기의 제어량에 의해 보상되어질 수 있다. 또한, 저속 운전상태와 정지상태에서는 3가지로 구분된 오픈루프 제어모드가 각각 잔여 위치오차를 보정하게 되며, 급속 정지상태에서의 다이나믹 브레이크 동작을 지원하게 된다. 제안된 위치제어기는 2상 스테핑 전동기의 실시험을 통하여 그 성능을 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.49-51
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• 2002

In this paper, we have developed the sandwich type digital actuator in order to improve the thrust of automatic moving device. Also it was analyzed by Finite Element Analysis(FEA) and Virtual Work Method. As a result of this paper, it was confirmed that the thrust characteristics of sandwich type digital actuator was improved considerably.

• 융합정보논문지
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• 제9권8호
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• pp.45-52
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• 2019

본 논문에서는 다양한 실시간 이더넷 프로토콜에 쉽게 적용할 수 있는 폐루프 스테핑 모터 드라이브를 개발하는 방법을 제안한다. 제안 방법은 다양한 유형의 실시간 이더넷 프로토콜에 공용으로 재사용할 수 있는 모터 드라이브 모듈과 각 실시간 이더넷 프로토콜마다 개발되는 통신 인터페이스 모듈로 나누어진다. 또한 계층적 구조를 사용하여 모션 제어알고리즘을 다양한 실시간 이더넷 프로토콜과 모션 프로파일에 독립적으로 재사용할 수 있도록 하였다. 제안하는 방법을 검증하기 위해 EtherCAT 및 Mechatrolink III를 활용하여 폐루프 모터 드라이브를 개발하였으며, 실시간 이더넷 기반에서 정상적으로 제어되는 것을 확인하였다. 개발한 EtherCAT 및 Mechatrolink III의 실시간 통신 성능을 확인하기 위해 Cycle time을 측정하였으며, 그 결과 32개의 모터 드라이브를 연결한 경우 EtherCAT이 Mechatrolink III 보다 7.5배 정도 더 빠른 것을 확인하였다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.23-31
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• 2005

The purpose of this study is to design a disturbance observer for a micro-stepping stage to eliminate the disturbances from cables, friction, mass unbalance of the moving part, etc. The disturbance observer is designed for air-floating X-Y precision micro-stepping X-Y stage which widely used in stepper machine or semiconductor manufacturing systems. The micro-stepping X-Y stage has a weak point of the variation of characteristics with position locations, which caused by various disturbances. In this study, it will be described that a simple and high throughput disturbance observer algorithm improves the dynamic error and settling time of the micro-stepping stage.

• 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.

• 전자진흥
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• 제9권8호
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• pp.9-14
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• 1989

• 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.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.26-34
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• 1998

본 연구에서는 복권형 하이브리드 스테핑 전동기의 Lead Angle에 따른 순시 상전류값의 변화를 보이고 이를 실험적으로 확인하였다. Lead Angle에 따른 순시 상전류값의 변화는 상권선이 여기된 시점에서의 회전자 위치에 대한 정보를 제공한다. 따라서 복권형 하이브리드 스테핑 전동기의 폐루프 운전을 위한 회전자 위치검출 방법으로서 전동기의 순시 상전류를 이용할 수 있음을 보였다. 복권형 하이브리드 스테핑 전동기의 모델링을 통해 Lead Angle 함수로 주어지는 순시 상전류 식을 제시하였으며, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 순시 상전류와 회전자 자극위치와의 관계를 도시하고 분석하였고, 상전압 인가후 $\pi/2$ 시점에서의 순시 상전류값을 측정하여 회전자 자극위치 정보를 얻을 수 있음을 실험적으로 확인하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제27권9호
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• pp.43-51
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• 2010

Speed, accuracy and smoothness are the important properties of pan-tilt camera. In the case of a high ratio zoom lens system, low vibration characteristic is a crucial point in driving pan-tilt mechanism. In this paper, a novel micro-stepping controller with a function of reducing vibration was designed using field programmable gate arrays (FPGA) technology for high zoom ratio pan-tilt camera. The proposed variable reference current (VRC) control scheme reduces vibration decently and optimizing coil current in order to prevent the step motor from occurring missing steps. By employing VRC control scheme, the vibration in low speed could be significantly minimized. The proposed controller can also make very high speed of 378kpps micro-step driving, and increase maximum acceleration in motion profiles.