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6 자유도를 갖는 능동 자기베어링 시스템의 강인 퍼지 제어기 (Robust Fuzzy Controller for Active Magnetic Bearing System with 6-DOF)

  • 성화창;박진배;주영훈
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제22권3호
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    • pp.267-272
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    • 2012
  • 본 논문에서는 6 방향 자유도를 지닌 능동 자기베어링 시스템의 강인 디지털 퍼지 제어에 대한 내용을 다루고자 한다. 6방향 자유도에 대한 기본 모델은 회전자 구조와 원뿔형의 능동 자기베어링 시스템의 자기력 간의 상관관계에 의해 결정된다. 구성된 모델은 비선형 동적방정식으로 구성되기 때문에, 제어 목적을 달성하기 위한 제어 입력 신호의 설계가 어려우며, 외부 환경의 영향에 따른 시스템 파라미터 변화율에도 많이 민감한 편이다. 이를 보완하기 위하여, 획득한 동적방정식을 기반으로 TS 퍼지 모델에 기반 한 디지털 제어 목적에 적합한 구조로의 변환이 이루어진다. 여기서 말하는 제어 목적이란, 회전자의 회전을 외부의 물리적 접촉 없이 자기장의 힘만으로 동작하도록 베어링의 위치를 최대한 센터에 위치케 하는 것을 말한다. 본 논문에서는 6자유도를 지닌 능동 자기베어링 시스템의 비선형성에 대한 해석 방안으로 퍼지 모델링을 통해 시스템을 재해석하게 되며, 외부 파라미터 변화에 따른 대응을 위하여 강인 제어기 설계를 목적으로 한다. 제안된 강인 제어 알고리즘은 시뮬레이션 과정을 통해 검증된다.

Linear Quadratic Servo Design for Magnetic Levitation Systems Considering Disturbance Forces from Linear Synchronous Motor

  • Kim, Chang-Hyun;Ahn, Hanwoong;Lee, Ju;Lee, Hyungwoo
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제12권2호
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    • pp.944-949
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    • 2017
  • Recently, the demand of maglev systems in the manufacturing industry for LCD and OLED display panels, which are required to be very clean and possess vacuum systems, has been increasing due to their characteristics such as being non-contact, noise free and eco-friendly. However, it is still a challenge to simultaneously control both the propulsion and levitation for their interactive effect difficult to be exactly measured. In this paper, we proposed a new tuning method for controlling the magnetic levitation force robustly against the levitation disturbance caused by a propulsion system, based on LQ servo optimal control. The disturbance torque of the LSM propulsion system is calculated through FEM analysis in such a way that the LQ servo controller is determined in order to minimize the effect of the disturbance. The robust performance of the proposed LQ servo control method for the in-track type magnetic levitation systems is demonstrated via simulations and experiments.

460[V]/400[A]/85[kA] 배선용 차단기의 아크런너 변형을 통한 차단성능 향상 (Improvement of Short Circuit Performance in 460[V]/400{A]/85(kA] Molded Case Circuit Breakers)

  • 이승수;허준;윤재훈;강성화;임기조
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.394-394
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    • 2009
  • Owing to the increasing number of intelligent homes(or called Smart home), the corresponding cost is much higher. Low voltage circuit breakers are widely used in the intelligent homes to interrupt fault current rapidly and to assure the reliability of the power supply. The distribution of magnetic field induced by arc current in the contact system of molded case circuit breaker(hereafter MCCB) depends on the shape, arrangement, and kinds of material of arc runner. This paper is focused on understanding the interrupting capability, more specifically of the arc runner, based on the shape of the contact system in the current MCCB. The magnetic driving force was calculated by using the flux densities induced by the arc current, which are obtained by three-dimensional finite element method. There is a need to assure that the optimum design required to analyze the electromagnetic forces of the contact system generated by current and the flux density be present. This is paper present our computational analysis on contact system in MCCB.

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광센서를 이용한 점핑링의 위치검출과 교육용 시스템 제작 (Detection of Levitated Ring using Photo Sensor and Construct of an Education System)

  • 박성욱
    • 센서학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.365-370
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    • 2002
  • 교류 220V에 의해 동작하는 점핑링 장치를 제작하고 광센서를 사용하여 링의 높이정보를 받아 부상한 링의 높이를 실시간으로 검출하고 교육적 효과를 높이기 위해 디지털 높이정보를 아날로그 변환하여 쉽게 높이를 알 수 있도록 하였다. 교육용 시스템을 직접 제작하여 시스템을 모형화하여 제어신호를 구하고 제어 프로그램에 의해 원하는 높이로 링을 부상할 수 있도록 하였다. 본 논문은 광센서를 사용하여 링의 위치를 실시간으로 검출하였고 광센서의 배열과 높이 정보를 발광다이오드 5개로 디지털 값을 보여주었고, D/A변환하여 교육용 시스템을 제작하여 A/D 변환기를 통해 데이터 신호처리 하였다. 교육용 시스템을 모형 화하여 원하는 링의 높이를 실시간으로 제어 할 수 있게 하였다.

CONTROL PERFORMANCE IMPROVEMENT OF AN EMV SYSTEM USING A PM/EM HYBRID ACTUATOR

  • Ahn, H.J.;Chang, J.U.;Han, D.C.
    • International Journal of Automotive Technology
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    • 제8권4호
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    • pp.429-436
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    • 2007
  • In this study, we improved control performance of an EMV (electromechanical valve) system using a PM/EM (permanent magnet/electromagnet) hybrid EMA (electromagnetic actuator) and showed the feasibilities of both soft landing and fast transition of the EMV system using a simple PID control. The conventional EMV systems using only EM show significant nonlinear characteristics. Therefore, it is very difficult to control the valve position and several complex control schemes are used. This paper focused on the control performance improvement using a PM/EM hybrid actuator. In particular, a PM is used as a key design parameter such as a bias current of a magnetic bearing in order to improve the linear characteristic of the actuator, although most PM/EM hybrid actuators use a PM as a power saver during valve-open and -closed states. First, a FE (finite element) analysis was performed to confirm its linear static force characteristics. Then, both a test rig and a valve control system were built in order to prove experimentally the control performance improvement of the actuator. Finally, feasibilities of both soft landing and fast transition of the system were shown experimentally through gain-scheduled PID (proportional derivative integral) control.

전동 지게차용 3 상 유도 모터의 소음 진동 특성에 대한 연구 (A Study on the Characteristic of Noise and Vibration in 3-Phase Induction Motor for the Forklift)

  • 김우형;정진태
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
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    • pp.764-769
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    • 2007
  • This paper is studied the noise and vibration characteristics analysis of the three-phase induction AC motor of the electrical forklift. And we suggest the method which the reduction orders the noise and vibration to be the mechanical. In other to investigate these characteristics, we considered the mechanical characteristics, the electromagnetic effects, and these interactions. In mechanical, we studied the characteristic of the stator, the bearing supported condition of the rotor, and the sound radiation. In electronically, this paper is considered the harmonic effect which is related the magnetic motive force (mmf) with respect to the characteristic of the slot number of the rotor and the stator and the pole number of the motor. Finally we investigated the overall noise and vibration of the induction motor by relations between the electronically harmonic and the mechanical resonance of the stator. By the analysis of the generally three-phase induction motor, we suggest the design methodology to low noise and vibration.

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격자 지지구조체에 묶여있는 실린더 형 봉의 삽입위치에 따른 진동특성 (Vibration Characteristic of a Cylindrical Rod according to the Mounting Locations on the Grid Support Structure)

  • 이강희;윤경호;송기남;김재용
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2006년도 추계학술대회논문집
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    • pp.515-518
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    • 2006
  • A vibration test for a cylindrical rod inserted on the grid support structure was tested using the sine sweep excitation method with closed loop force control. The effect of the mounting location of a test rod on the vibration characteristics of a rod continuously supported by the full size($16{\times}16$) grid support was identified. An electromagnetic vibration shaker, non-contact displacement sensor and HP/VXI data acquisition device were used and TDAS software was also used as a data sampling and processing tools. The natural frequencies and mode shape of the test rod were consistent with the previous works of a rod vibration test with partial grids($3{\times}3,\;5{\times}5\;and\;7{\times}7$). The frequency characteristics of the rod according to the mounting location were shown clear discrepancies, but mode shapes were nearly same. As the test rod closes to the bottom clamping region of the spacer grid, peak vibration amplitudes of the rod become smaller.

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유한요소법을 이용한 지중케이블 단락전자력 Modeling 연구 (Study on the Short-Circuit Electromagnetic Force Modeling for Underground Transmission Cable by Using Finite Element Method)

  • 박흥석;강지원;장태인;배주호;김두진;최경규;홍동석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.2087_2088
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    • 2009
  • 최근 도심지 전력수요의 증가로 송전선로 건설의 필요성이 증대되고 있으나, 가공송전선로가 가지고 있는 한계 때문에 지중송전선로의 건설이 증대되고 있는 추세이다. 이러한 상황에서 지중 및 가공을 포함하는 거시적인 관점에서 지락 및 단락과 같은 고장시의 대전류 현상에 대한 연구는 어느 정도 시도된 바가 있으나, 지중케이블 시스템 자체에 미치는 영향에 대해서는 그 연구가 미비한 것이 현실이다. 특히 단락고장의 경우 고장전류의 크기도 크지만 고장전류 발생에 따른 전자력을 동반하게 되어 케이블 및 접속함, 각종 금구류에 전기적, 기계적인 스트레스를 야기할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 최근 발생한 단락고장 상황을 고려하여 전자력에 의한 케이블의 거동특성을 확인하기 위해 154kV OF케이블 3상단락 실증시험을 시행하였고, 실증시험시 촬영된 고속카메라 영상을 이용한 변위분석 결과와 유한요소법을 이용하여 계산된 케이블의 변위 특성을 비교 분석하여 유한요소법을 이용한 계산방법이 케이블 거동특성 분석에 적합한지 그 실효성을 검증하고자 한다.

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클리트 간격에 따른 지중케이블 전자력 영향 검토 (Review on the Electromagnetic Force of Underground Cable According to the Cleat Distance)

  • 강지원;박흥석;장태인;탁의균;김양상;윤종건;이관성;장우석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.2091_2092
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    • 2009
  • 지중케이블 시스템에서의 고장은 필연적으로 대전류 현상을 수반하는 경우가 대부분으로서 고장전류는 고장 케이블 자체와 인접해 있는 타 선로 및 통신선 등에 악영향을 미칠 가능성이 크고, 초고압 케이블의 운전전압 레벨이 지속적으로 증가하고 있는 상황에서 사고의 파급 및 위험정도 또한 지속적으로 증가하고 있다. 특히, 단락 고장의 경우 고장전류의 크기도 크지만 고장전류 발생에 따른 전자력을 동반하게 되어 케이블 및 접속함, 각종 금구류에 전기적, 기계적인 스트레스를 야기할 수 있다[1]. 따라서 본 논문에서는 지중케이블의 삼각배열 구간의 단락전자력 영향을 최소화하기 위한 방안을 모색하기 위하여 154kV OF케이블 3상 단락 실증시험을 2회 시행하였고, 유한요소법을 이용하여 단락전자력 발생시 클리트 설치간격에 따른 케이블 변위를 계산함으로써 케이블의 단락 전자력 영향 검토결과를 기술하였다.

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460[V]/400[A]/85[kA] 배선용 차단기의 그리드 및 아크런너 변형을 통한 차단성능 향상 (Improvement of Short Circuit Performance in 460[V]/400[A]/85[kA] Molded Case Circuit Breakers)

  • 이승수;정의환;윤재훈;강성화;임기조
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.1451_1452
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    • 2009
  • Owing to the increasing number of intelligent homes(or called Smart home), the corresponding cost is much higher. Low voltage circuit breakers are widely used in the intelligent homes to interrupt fault current rapidly and to assure the reliability of the power supply. The distribution of magnetic field induced by arc current in the contact system of molded case circuit breaker depends on the shape, arrangement, and kinds of material of grids. This paper is focused on understanding the interrupting capability, more specifically of the grid and the arc runner, based on the shape of the contact system in the current MCCB. The magnetic driving force was calculated by using the flux densities induced by the arc current, which are obtained by three-dimensional finite element method. There is a need to assure that the optimum design required to analyze the electromagnetic forces of the contact system generated by current and the flux density be present. This is paper present our computational analysis on contact system in MCCB.

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