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본 논문은 홀 센서와 엔코더가 장착된 소형 BLDC(Brushless Direct Current) 전동기의 속도 및 위치 제어기 설계를 주목적으로 한다.
제어 연산을 위한 마이크로프로세서는 FPU(Floating Point Unit)가 내장된 32비트 급 고성능 DSP(Digital ...

본 논문은 홀 센서와 엔코더가 장착된 소형 BLDC(Brushless Direct Current) 전동기의 속도 및 위치 제어기 설계를 주목적으로 한다.
제어 연산을 위한 마이크로프로세서는 FPU(Floating Point Unit)가 내장된 32비트 급 고성능 DSP(Digital Signal Processor) TMS320F28377S를 사용한다. 해당 DSP는 산업용 전력 제어 분야에 특화된 마이크로프로세서로 인버터 구동을 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 신호 생성 기능, 전동기의 위치와 속도를 판별하기 위한 홀센서 및 엔코더 신호 처리 기능, ADC(Analog to Digital Converter) 기능, 그리고 외부 장치와의 데이터 송・수신을 위한 다양한 통신 기능을 내장하고 있다. 24V 직류 링크 전압을 BLDC 전동기에 인가되는 3상 교류 전류로 변환하기 위한 인버터 회로는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)와 게이트 드라이버 IC(Integrated Circuit)를 사용하여 구성하였다.
본 논문에서 BLDC 전동기 구동을 위한 연산이 간결하게 수행될 수 있도록 전압 벡터 생성 알고리즘을 제안한다. 전동기의 속도 제어는 PDFF(Pseudo Derivative Feed-Forward Gain) 제어 방식으로 이루어지며, 속도 궤적 추종 시작부터 위치 제어 연산이 시작되는 방법을 제시한다.
마지막으로 설계된 시스템을 소형 기어드 BLDC 전동기에 적용하여 속도 및 위치 제어 응답 특성을 확인해 봄으로써 본 시스템의 성능을 평가한다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this thesis, the main object is to design speed and position controller
of compact BLDC(Brushless Direct Current) motor equipped with Hall
sensor and encoder.
The microprocessor for control calculation uses 32 bit high performance
DSP(Digital Signal Processor) TMS320F28377S with b...

In this thesis, the main object is to design speed and position controller
of compact BLDC(Brushless Direct Current) motor equipped with Hall
sensor and encoder.
The microprocessor for control calculation uses 32 bit high performance
DSP(Digital Signal Processor) TMS320F28377S with built in FPU(Floating
Point Unit).bThis DSP is a microprocessor specialized in the field of
industrial power control and has a PWM(Pulse Width Modulation) signal
generation function for inverter driving, hall sensor and encoder signal
processing function for distinguishing the position and speed of the motor,
ADC(Analog to Digital Converter) function, and various communication
functions for sending and receiving data with an external device. The
inverter circuit for converting the 24V DC link voltage to the 3-phase AC
current applied to the BLDC motor was constructed using
MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) and gate
driver IC(Integrated Circuit).
The speed control proposes an algorithm that can be executed concisely
using the PDFF(Pseudo Derivative Feed-Forward Gain) control method
and voltage control, and the method of starting the position control
operation from the start of speed trajectory is presented.
Finally, the performance of this system is evaluated by applying the
designed system to a compact geared BLDC motor and checking the
speed and position control response characteristics.

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