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퍼지 PI를 이용한 배수갑문용 유압실린더 제어기 설계
Design of Control System for Hydraulic Cylinders of a Sluice Gate Using Fuzzy PI Algorithm 원문보기

한국지능시스템학회 논문지 = Journal of Korean institute of intelligent systems, v.20 no.1, 2010년, pp.109 - 115  

혜무은 (대구대학교 전자공학과) ,  최철희 (대구대학교 전자공학과) ,  최병재 (대구대학교 전자공학과) ,  홍춘표 (대구대학교 전자공학과) ,  류석환 (대구대학교 전자공학과) ,  권영태 (한국기계연구원)

초록
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수문 제어의 주요기술은 두 개의 실린더가 하나의 수문을 동시에 10[m] 이상 들어 올리는 행정 동안 정밀하게 제어되도록 하여 동기 작동 시키는 것이다. 실린더에 공급되는 유량 및 압력이 일정하지 않으며, 실린더 피스톤의 비선형적인 마찰력에 의해 두 개의 실린더 위치 오차가 발생하게 되면 수문의 개폐 시 비틀림 현상을 야기 시켜서 수문의 마모를 발생시키고, 수문의 개폐작동 불능 현상을 만들기도 한다. 배수갑문용 유압실린더의 위치 및 동기 제어기를 설계하기 위하여 fuzzy PI 제어기를 이용하여 두 개의 실린더의 위치 및 동기제어기를 설계하고, 시뮬레이션을 통해 효용성을 제시한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A main technology of opening and closing a sluice gate is accurate synchronous and position control for the two cylinders when they are moving with the sluice gate together over 10[m]. Since the supply flow and supply pressure of cylinders are not constant and a nonlinear friction force of the pisto...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 두 실린더의 위치 제어 및 동기제어를 위하여 퍼지 PI 제어기를 사용하는 제어기 구조를 제안한다. 아울러 제안한 제어기를 사용하여 배수갑문의 위치 및 동기제어에 대하여 시뮬레이션을 수행하고, 그 효용성을 제시한다.
  • 본 논문에서는 배수갑문용 유압실린더의 위치 및 동기 제어기에 대하여 시스템을 모델링하고, 퍼지 PI 제어기를 설계하였으며, 시뮬레이션을 통하여 설계요구사항에 따른 성능을 확인하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
수문 제어의 주요기술은? 수문 제어의 주요기술은 두 개의 실린더가 하나의 수문을 동시에 10[m] 이상 들어 올리는 행정 동안 정밀하게 제어되도록 하여 동기 작동 시키는 것이다. 실린더에 공급되는 유량 및 압력이 일정하지 않으며, 실린더 피스톤의 비선형적인 마찰력에 의해 두 개의 실린더 위치 오차가 발생하게 되면 수문의 개폐 시 비틀림 현상을 야기 시켜서 수문의 마모를 발생시키고, 수문의 개폐작동 불능 현상을 만들기도 한다.
유압기술이란? 유압기술은 액체를 동력전달의 매체로 사용하는 기술로, 동력원이나 동력전달기구로 물을 이용하는 기본개념에서 발전되었다. 처음에는 군사용의 목적으로 제 1차 세계대전, 제 2차 세계대전에 이용되면서 우수한 성능을 평가받고 고도로 발전하여 산업용 유압기술의 기반이 되었다.
배수갑문용 유압실린더의 신흥시장은 어디인가? 배수갑문용 유압실린더는 독일, 프랑스, 미국, 일본 등의 기계 산업 선진국에서 원천기술을 독점하고 세계시장을 주도하고 있다. 최근 동남아시아와 중국 등의 신흥시장에서 상대적으로 가격경쟁력이 우수한 국내업체의 제품에 대한 수요가 발생하기 시작하였고, 우리나라도 성장의 발판을 형성할 수 있는 기술개발이 필요하게 되었다. 수문개폐의 주요기술은 각 견인력 250톤급 두 개의 실린더가 300톤급 하나의 수문을 동시에 10[m]이상 들어 올리는 행정 동안 정밀하게 제어되도록 하여 동기 작동 시키는 것이다.
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참고문헌 (10)

  1. Jong Hwa Kim, "A suggestion of Nonlinear Fuzzy PID Controller to Improve Transient Responses of Nonlinear or Uncertain Systems," 한국 퍼지 및 지능 시스템학회 논문지, Vol. 5, No. 4, pp, 87-100, 1995. 

  2. Chuen Chien Lee, "Fuzzy logic in Control system," IEEE Trans. On Syst. Man. and Cybernetics, Vol. 20, No. 2, March/April, 1990. 

  3. Kyung Soo Kim, "Synchronous Position Controller Design of Hydraulic Cylinders for A Sluice Gate," Graduate School Chungnam National University, 2008. 

  4. 박장호, "퍼지 PID제어기의 성능개선과 비선형 유압실린더 위치제어에의 응용," 한국해양대학교 대학원 석사학위논문, 1992. 

  5. 박근석, "Fuzzy sliding mode control of a hydraulic servo system subjected to disturbances," 충남대학교 대학원 박사학위논문, 2004. 

  6. I.H.Kim, "Nonlinear Hydraulic System Control using Fuzzy PID Controller," Journal of the Korean Society of Marine Engineers, 1999. 

  7. Jin-Kyu Kim, "A Position Control of Nonlinear Hydraulic System using Variable Design- Parameter Fuzzy PID Controller," Journal of the Korean Society of Marine Engineers, 2003. 

  8. 이동권, "유압 서보 시스템의 위치제어를 위한 관측-제어기의 일현화 여구," 서울대학교대학원 석사학위논문, 1986. 

  9. 윤일로, 염만오, "A study on position control of hydraulic single-rod cylinder subjected to load disturbance," 한국정밀공학회지, 제20권, 제12호, pp. 89-95, 2003. 

  10. 안수병, "뉴로-퍼지 제어기를 이용한 유압서보시스템의 추적제어," 충남대학교 대학원 기계설계공학과 공학석사 학위논문, 2000. 

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