부하토크 외란관측기와 속도센서리스벡터 제어를 이용한 철도모의장치의 Anti-Slip 제어 Anti-Slip Control of Railway Vehicle Using Load Torque Disturbance Observer and Speed Sensor-less Vector Control원문보기
철도차량시스템의 운송능력 증대를 위한 가감속 운전 성능향상과 고속화를 위해서는,견인 전동기의 동력 발생 성능의 향상과 더불어,공전을 빠르게 감소 시킬 수 있는 제어와 마찰력에 의한 견인력 전달 제한치인 최대 점착력을 충분히 활용할 수 있는 견인력 제어방법이 절대적으로 필요하다.그러므로 최근에는 이러한 제어를 수행하는 재점착 제어에 관심이 집중되고 있다.철도차량은 레일과 바퀴사이의 마찰로서 견인력을 전달하므로 점착력 이상의 구동력은 공전(slip)을 발생시킨다.그러므로 공전을 방지하기 위해서는 마찰력에 의한 견인력 제한치인 최대점착력을 충분히 활용할 수 있는 견인력제어 방법이 필요하다.그러나 이와같은 견인력 제어를 위해서는 점착력 계수를 필요로 하는데,점착력 계수를 검출할 수 있는 방법이 없다.점착력 계수를 추정하기 위해서는 전압,전류값 뿐만 아니라 자속이나 속도정보가 필수적이다.따라서 전동기의 회전속도를 정확하게 검출할 수 있는 속도센서가 필요하게 된다.그러나 속도검출을 위해 속도센서를 부착하는 것은 여러 가지 면에서 단점을 가지고 있다. 그러므로 본 논문에서는 최대 견인력 제어를 위해서 속도센서리스벡터제어와 ...
철도차량시스템의 운송능력 증대를 위한 가감속 운전 성능향상과 고속화를 위해서는,견인 전동기의 동력 발생 성능의 향상과 더불어,공전을 빠르게 감소 시킬 수 있는 제어와 마찰력에 의한 견인력 전달 제한치인 최대 점착력을 충분히 활용할 수 있는 견인력 제어방법이 절대적으로 필요하다.그러므로 최근에는 이러한 제어를 수행하는 재점착 제어에 관심이 집중되고 있다.철도차량은 레일과 바퀴사이의 마찰로서 견인력을 전달하므로 점착력 이상의 구동력은 공전(slip)을 발생시킨다.그러므로 공전을 방지하기 위해서는 마찰력에 의한 견인력 제한치인 최대점착력을 충분히 활용할 수 있는 견인력제어 방법이 필요하다.그러나 이와같은 견인력 제어를 위해서는 점착력 계수를 필요로 하는데,점착력 계수를 검출할 수 있는 방법이 없다.점착력 계수를 추정하기 위해서는 전압,전류값 뿐만 아니라 자속이나 속도정보가 필수적이다.따라서 전동기의 회전속도를 정확하게 검출할 수 있는 속도센서가 필요하게 된다.그러나 속도검출을 위해 속도센서를 부착하는 것은 여러 가지 면에서 단점을 가지고 있다. 그러므로 본 논문에서는 최대 견인력 제어를 위해서 속도센서리스벡터제어와 부하 토크 외란 관측기를 통하여 점착력 계수를 추정한다.추정한점착력 계수의 미분치를 PI토크 제어하여,추정된 점착력이 최대점착력에서 유지되도록 전동기를 토크 제어하는 Anti-slip제어 알고리즘을 제안한다.이와 같은 제어 알고리즘을 구현하기 위하여 1C1M(1-Controller1-Motor)철도모의장치를 이용하여 제안된 알고리즘을 시뮬레이션과 실험을 통하여 확인하였다.또한 실제 철도차량시스템의 경우 선로 표면의 상태 변화 및 차량속도의 가감에 따른 공전속도에 대한 점착력의 관계를 축소형 철도모의장치를 이용하여 구현하였다.
철도차량시스템의 운송능력 증대를 위한 가감속 운전 성능향상과 고속화를 위해서는,견인 전동기의 동력 발생 성능의 향상과 더불어,공전을 빠르게 감소 시킬 수 있는 제어와 마찰력에 의한 견인력 전달 제한치인 최대 점착력을 충분히 활용할 수 있는 견인력 제어방법이 절대적으로 필요하다.그러므로 최근에는 이러한 제어를 수행하는 재점착 제어에 관심이 집중되고 있다.철도차량은 레일과 바퀴사이의 마찰로서 견인력을 전달하므로 점착력 이상의 구동력은 공전(slip)을 발생시킨다.그러므로 공전을 방지하기 위해서는 마찰력에 의한 견인력 제한치인 최대점착력을 충분히 활용할 수 있는 견인력제어 방법이 필요하다.그러나 이와같은 견인력 제어를 위해서는 점착력 계수를 필요로 하는데,점착력 계수를 검출할 수 있는 방법이 없다.점착력 계수를 추정하기 위해서는 전압,전류값 뿐만 아니라 자속이나 속도정보가 필수적이다.따라서 전동기의 회전속도를 정확하게 검출할 수 있는 속도센서가 필요하게 된다.그러나 속도검출을 위해 속도센서를 부착하는 것은 여러 가지 면에서 단점을 가지고 있다. 그러므로 본 논문에서는 최대 견인력 제어를 위해서 속도센서리스벡터제어와 부하 토크 외란 관측기를 통하여 점착력 계수를 추정한다.추정한점착력 계수의 미분치를 PI토크 제어하여,추정된 점착력이 최대점착력에서 유지되도록 전동기를 토크 제어하는 Anti-slip제어 알고리즘을 제안한다.이와 같은 제어 알고리즘을 구현하기 위하여 1C1M(1-Controller1-Motor)철도모의장치를 이용하여 제안된 알고리즘을 시뮬레이션과 실험을 통하여 확인하였다.또한 실제 철도차량시스템의 경우 선로 표면의 상태 변화 및 차량속도의 가감에 따른 공전속도에 대한 점착력의 관계를 축소형 철도모의장치를 이용하여 구현하였다.
In electric motor coaches, the rolling stocks move by the adhesive effort between rail and driving wheel. Generally, the adhesive effort is defined by the function of both the weight of electric motor coach and the adhesive effort between rails and driving wheel. The characteristics of adhesive effo...
In electric motor coaches, the rolling stocks move by the adhesive effort between rail and driving wheel. Generally, the adhesive effort is defined by the function of both the weight of electric motor coach and the adhesive effort between rails and driving wheel. The characteristics of adhesive effort is strongly affected by the conditions between rails and driving wheel. When the adhesive effort decreases suddenly, the electric motor coach has slip phenomena. This paper proposes a re-adhesion control based on disturbance observer and sensor-less vector control. The numerical simulation and experimental results point out that the proposed readhesion control system has the desired driving wheel torque response for the tested bogie system of electric coach. Based on this estimated adhesive effort, the re-adhesion control is performed to obtain the maximum transfer of the tractive effort. For the analysis the traction part of the train system with the friction load is modelled as 2 mass system. In this modeling the adhesive effort between the wheel and rail is regarded as a disturbance load of a traction parts composed of traction motor, shaft, gear, wheels. From the simulations and the experiments, four inductional traction motors and inertial load equivalent to the train system the usefulness and the superiority of the proposed anti-slip control algorithm are verified. Therefore we hope to be extended in industrial application.
In electric motor coaches, the rolling stocks move by the adhesive effort between rail and driving wheel. Generally, the adhesive effort is defined by the function of both the weight of electric motor coach and the adhesive effort between rails and driving wheel. The characteristics of adhesive effort is strongly affected by the conditions between rails and driving wheel. When the adhesive effort decreases suddenly, the electric motor coach has slip phenomena. This paper proposes a re-adhesion control based on disturbance observer and sensor-less vector control. The numerical simulation and experimental results point out that the proposed readhesion control system has the desired driving wheel torque response for the tested bogie system of electric coach. Based on this estimated adhesive effort, the re-adhesion control is performed to obtain the maximum transfer of the tractive effort. For the analysis the traction part of the train system with the friction load is modelled as 2 mass system. In this modeling the adhesive effort between the wheel and rail is regarded as a disturbance load of a traction parts composed of traction motor, shaft, gear, wheels. From the simulations and the experiments, four inductional traction motors and inertial load equivalent to the train system the usefulness and the superiority of the proposed anti-slip control algorithm are verified. Therefore we hope to be extended in industrial application.
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