• 제목/요약/키워드: Tracking observer

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외란 관측기를 이용한 BLDC 전동기의 속도제어 (Speed Control of the BLDC Motor using the Disturbance Observer)

  • 전용호
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제11권10호
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    • pp.955-962
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    • 2016
  • 본 논문은 BLDC 전동기의 정밀한 속도제어를 위하여 외란 관측기의 설계 및 영향을 제거하는 제어기 설계방법을 제안한다. BLDC 전동기의 외부에서 회전축에 작용하는 부하의 변동과 전기적인 시스템에서 발생하는 역기전력을 외란으로 가정하고, 외란은 구간에 대한 상수로 가정하여 루엔버거 관측기를 설계한다. 시스템 상태에 대한 관측기의 오차가 0으로 수렴할 수 있도록 적절한 이득을 설정하는 방법을 보이고, 추종성능을 향상시킬 수 있는 적절한 PI제어기의 이득을 설정하기 위한 방법을 제시한다. 제안된 제어기를 120W급의 BLDC 전동기에 적용하여 속도 그리고 전류 레퍼런스를 추종하는 능력을 시뮬레이션 시험하였다. 상수부하의 변동을 외란으로 적용하였고, 그 결과 설계된 제어기의 정상상태 오차가 0.1 [%] 이내를 가짐으로 상태 추종성능에 대해 유용한 제어기임을 보일 수 있었다.

Tracking Position Control of DC Servo Motor in LonWorks/IP Network

  • Song, Ki-Won;Choi, Gi-Sang;Choi, Gi-Heung
    • International Journal of Control, Automation, and Systems
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    • 제6권2호
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    • pp.186-193
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    • 2008
  • The Internet's low cost and ubiquity present an attractive option for real-time distributed control of processes on the factory floor. When integrated with the Internet, the LonWorks open control network can give ubiquitous accessibility with the distributed control nature of information on the factory floor. One of the most important points in real-time distributed control of processes is timely response. There are many processes on the factory floor that require timely response. However, the uncertain time delay inherent in the network makes it difficult to guarantee timely response in many cases. Especially, the transmission characteristics of the LonWorks/IP network show a highly stochastic nature. Therefore, the time delay problem has to be resolved to achieve high performance and quality of the real-time distributed control of the process in the LonWorks/IP Virtual Device Network (VDN). It should be properly predicted and compensated. In this paper, a new distributed control scheme that can compensate for the effects of the time delay in the network is proposed. It is based on the PID controller augmented with the Smith predictor and disturbance observer. Designing methods for output feedback filter and disturbance observer are also proposed. Tracking position control experiment of a geared DC Servo motor is performed using the proposed control method. The performance of the proposed controller is compared with that of the Internal Model Controller (IMC) with the Smith predictor. The result shows that the performance is improved and guaranteed by augmenting a PID controller with both the Smith predictor and disturbance observer under the stochastic time delay in the LonWorks/IP VDN.

A Maximum Power Control of IPMSM with Real-time Parameter Identification

  • Jun, Hyunwoo;Ahn, Hanwoong;Lee, Hyungwoo;Go, Sungchul;Lee, Ju
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제12권1호
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    • pp.110-116
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    • 2017
  • This paper proposed a new real-time parameter tracking algorithm. Unlike the convenience algorithms, the proposed real-time parameter tracking algorithm can estimate parameters through three-phase voltage and electric current without coordination transformation, and does not need information on magnetic flux. Therefore, it can estimate parameters regardless of the change according to operation point and cross-saturation effect. In addition, as the quasi-real-time parameter tracking technique can estimate parameters through the four fundamental arithmetic operations instead of complicated algorithms such as numerical value analysis technique and observer design, it can be applied to low-performance DSP. In this paper, a new real-time parameter tracking algorithm is derived from three phase equation. The validity and usefulness of the proposed inductance estimation technique is verified by simulation and experimental results.

계통연계형 태양광 발전시스템의 태양전지 전류 추정을 위한 슬라이딩 모드 관측기 설계 (Design of Sliding Mode Observer for Solar Array Current Estimation in the Grid-Connected Photovoltaic System)

  • 김일송;백인철;윤명중
    • 전력전자학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.411-419
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    • 2005
  • 본 논문에서는 계통연계형 태양광 발전시스템의 태양전지 전류 추정을 위한 슬라이딩 모드 관측기 설계 방법이 제시되었다. 태양전지 전류 추정 정보는 슬라이딩 모드 관측기에서 얻어지고, 기준전압을 갱신하기 위한 최대전력 추적기의 입력정보로 사용되어 진다. 계통연계형 인버터의 입력 커패시턴스 값은 규정치의 50[$\%$] 정도까지 바뀔 수 있으며, 선형 관측기는 파라미터 변화나 외란이 존재하는 조건에서는 정확한 상태값을 추정할 수 없다. 슬라이딩 모드 관측기의 구조는 간단하지만, 파라미터 변화나 외란에서도 슬라이딩 모드 관측기는 강인한 추종능력을 보여주고 있다. 본 논문에서는 등가 입력조건을 이용한 슬라이딩 모드 관측기를 설계하는 방법이 제시되고, 제시된 관측기의 수렴조건에 대해 서술하였다. 수학적인 모델링과 실험결과로서 제안한 방법의 타당성을 입증하였다.

AC 서보 모터의 위치제어를 위한 비선형 적응제어 (Nonlinear adaptive control for position tracking of AC servo-motors)

  • 이현배;박정동;국태용
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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    • pp.314-317
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    • 1996
  • In this paper, we present a nonlinear adaptive controller for position tracking of induction motors. In constructing the adaptive controller, a backstepping approach is used under the condition of full state information, while a nonlinear observer is adopted for rotor flux estimation. The adaptive controller is shown to drive the state variables of system to the desired ones asymptotically and whose effectiveness is also shown via computer simulation.

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터보 젯 엔진을 위한 강인성 궤환 제어기의 설계 : 시간영역 해석 (Design of Robust Feedback Controller for Turbo let Engine : Time Domain Approach)

  • 손영창;김승우;지원호
    • 한국추진공학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.38-46
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    • 1998
  • 본 연구에서는 강인성 제어의 한 분야인 LQG용 observer를 이용한 단축 터보 젯 엔진의 RPM 속도제어에 대하여 이론을 전개하고 실제 엔진 모델에 대한 시뮬레이션을 실시하였다. 일반적인 시불변 선형연속 시스템에 대하여 상태 출력 궤환 제어기를 설계하여 asymptotic stability를 얻기 위한 충분 조건을 도출하고, 다음으로 실제 터보 젯 엔진으로부터 구한 시스템 모델에 대하여 observer를 이용하여 추적 제어를 실시하였다. 실제 엔진과 더 가까운 상황을 재현하기 위해 제어 입력부의 saturation을 함께 고려하였다.

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구호로봇용 연성 매니퓰레이터를 위한 조인트 제어 및 충돌감지 알고리즘 (Development of Joint Controller and Collision Detection Methods for Series Elastic Manipulator of Relief Robot)

  • 정병진;김태근;원건;김동섭;황정훈
    • 로봇학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.157-163
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    • 2018
  • This paper deals with the development and application of control algorithms for series elastic relief robots for rescue operations in harsh environment like disasters or battlefield. The joint controller applied in this paper has a cascade structure combining inner loop for torque control and outer loop for position control. The torque loop contains feedforward and feedback controller and disturbance observer for independent, decentralized joint control. The effect of the elastic component and motor dynamics are treated as the nonlinear disturbance and compensated with the disturbance observer of torque controller. For the collision detection, Band Designed Disturbance Observer is configured to recognize/respond to external disturbance robustly in the continuously changing environment. The controller is applied to a 7-dof series elastic manipulator to evaluate the torque tracking and collision detection/response performance.

가변 구조 제어를 이용한 상전도 흡인식 자기 부상 시스템의 성능 향상에 관한 연구 (Performance Improvement for an Electromagnetic Suspension System Using Variable Structure Control)

  • 이정욱;이상빈;이인호;유지윤
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1997년도 하계학술대회 논문집 F
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    • pp.2174-2176
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    • 1997
  • The purpose of this paper is to improve tracking performance for an EMS system using variable structure control. To improve current control of characteristics and to reduce chattering, a reaching law is applied. A disturbance observer using sliding observer is designed to compensate the influence of disturbances. This observer compensates modelling uncertainty and steady state error as well as external disturbance. The effectiveness of the proposed control scheme is demonstrated by experiments

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관측기 기반 하의 최적 슬라이딩 모드 제어기 설계 (Optimal Sliding-Mode Controller Design based on State Observer)

  • 홍민석;유관호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2005년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.119-121
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    • 2005
  • The sliding-mode control technique could make a system unstable which external disturbance and uncertainty exists in. This paper suggests a robust sliding-mode control algorithm which can be applied to a linear system with parameter uncertainties. To reduce the chattering effect, the whole system is comprised of using a state variable in which the state's estimated value is added. The condition of estimated state results from state observer. The proposed control algorithm uses the optimal feedback controller following the dynamic system equation which consists of a state variable resulting from its own state variable, controller input, estimated state variable. Through comparison with the time optimal control algorithm using simulation, the suggested algorithm shows the improved stability and robustness while it manifests the fast tracking characteristics.

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2자유도를 갖는 서보 시스템의 2축 추적제어 (2-axis tracking control of servo system with two-degree-of-freedom)

  • 이제희;박호준;허욱열
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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    • pp.844-847
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    • 1996
  • This paper describes the servo position control for the 2-axis positioning table the servo controller consists of conventional feedback loops, disturbance observer. To reduce the contour error, which occurs in the multi-dimensions machines, cross-coupled controller(CCC) is suggested. A weak point of the CCC is their low effectiveness in dealing with arbitrary nonlinear contour such as circles and parabolas. This paper introduces a new nonlinear CCC that is based on control gains that vary during the contour movement The gains of CCC and adjusted in real time according to the shape of nonlinear contour. The feedback controller based on the disturbance observer compensated for external disturbance, plant uncertainty and bad effectiveness by friction model. Suggested servo controller which improve the contouring accuracy, apply to the 2-axis system. Simulation results on 2-axis table verify the effectiveness of the proposed servo controller.

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