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표면부착형 영구자석 동기전동기의 적응속도제어기 설계
Design of an Adaptive Speed Regulator for a Surface-Mounted Permanent Magnet Synchronous Motor 원문보기

전력전자학회 논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics, v.15 no.6, 2010년, pp.425 - 431  

최영식 (동국대 전자전기공학부) ,  유동영 (동국대 전자전기공학부) ,  정진우 (동국대 전자전기공학부)

초록
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본 논문에서는 표면부착형 영구자석 동기전동기의 속도 제어를 위하여 적응속도제어기를 제안한다. 제안된 적응 제어기는 모터 파라미터와 부하토크의 정확한 정보를 필요로 하지 않으므로 이들의 변동에 매우 둔감하다. 또한 제안된 제어시스템의 안정성을 해석적으로 증명한다. 본 연구에서 제안된 적응속도제어기의 성능을 검증하기 위하여, 모터 파라미터 및 부하토크 변동 하에서 시뮬레이션 및 실험 결과가 주어졌다. 본 결과를 통하여 제안된 속도제어기는 영구자석 동기전동기의 속도를 정확하게 제어할 수 있음을 검증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper proposes a new adaptive speed controller for the speed control of a surface-permanent magnet synchronous motor. The proposed adaptive controller is very insensitive to model parameter and load torque variations since it does not require any accurate information on the motor parameter and ...

주제어

#Adaptive control   #PMSM   #Robust controlSpeed control  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 PMSM의 정밀한 속도제어를 보장하는 적응속도제어기를 제안한다. 제안된 속도제어기는 모터 파라미터와 부하토크의 정확한 정보를 필요로 하지 않으므로 그들의 변동에 매우 둔감한 특성을 갖는다.
  • 특히, 속도제어기가 부하토크의 변동을 적절하게 고려하지 않는다면, 시스템의 제어 성능은 현저히 저하될 수 있다. 본 논문에서는 모터 파라미터와 부하토크의 정확한 정보를 필요로 하지 않고 이들의 변동에도 불구하고 안정성을 보장하는 적응속도제어기가 설계된다.
  • 본 논문에서는 영구자석 동기전동기를 위한 적응속도제어기를 제안하였다. 제안된 속도제어기는 모터 파라미터와 부하토크의 정확한 정보를 필요로 하지 않는다.
  • 본 논문에서는 제안된 적응제어기의 성능을 비교하기 위하여 기존의 PI 제어기에 대한 시뮬레이션 결과도 보여준다. 그림 6과 7은 기존의 PI 제어 방식에 대한 시뮬레이션 결과를 보여주며, 본 논문에서 PI 제어기의 이득은 다음과 같이 선정하였다.

가설 설정

  • 대부분의 논문에서는 위의 A1-3 가정을 사용하며, 또한 A4 대신에 ki값이 정확하게 알려져 있다는 가정을 사용하지만, 본 논문에서 제안하는 적응속도제어기는 매우 강인하므로 정확한 시스템 파라미터를 필요로 하지 않음에 유의해야 한다.
  • 정리 1 : 오차방정식 (3)과 적응제어기 (7)과 (8)의 폐회로 시스템을 고려하면 속도 오차 e2는 0으로 수렴하고 파라미터 추정값 ξi는 유한하다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
영구자석 동기전동기의 장점은? 영구자석 동기전동기(PMSM)는 고효율, 저유지 비용, 저소음, 저관성, 강인성 등의 장점 때문에 CNC 공작기계나 산업용 로봇 등 서보 응용 분양에 폭넓게 사용되고 있다.[1]-[5] 그러나 PMSM은 비선형이고 외부 외란, 모터 파라미터 등과 같은 불확실한 특성을 가진다.
영구자석 동기전동기를 위한 적응속도제어기의 특징은 무엇인가? 본 논문에서는 영구자석 동기전동기를 위한 적응속도제어기를 제안하였다. 제안된 속도제어기는 모터 파라미터와 부하토크의 정확한 정보를 필요로 하지 않는다. 따라서 제안된 제어기는 시스템 파라미터 및 부하변동에 매우 둔감한 특성을 갖는다. 또한 본 연구에서는 제안된 제어시스템의 안정성을 해석적으로 증명하였다. 시뮬레이션 및 실험결과로부터 제안된 적응속도제어기는 기존의 전류제어기와 함께 사용하면 강인하고 정밀하게 속도를 제어할 수 있음을 확인하였다.
영구자석 동기전동기가 사용되는 분야는? 영구자석 동기전동기(PMSM)는 고효율, 저유지 비용, 저소음, 저관성, 강인성 등의 장점 때문에 CNC 공작기계나 산업용 로봇 등 서보 응용 분양에 폭넓게 사용되고 있다.[1]-[5] 그러나 PMSM은 비선형이고 외부 외란, 모터 파라미터 등과 같은 불확실한 특성을 가진다.
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참고문헌 (8)

  1. K. Y. Cho, S. S. Hong, D. S., Oh, and M. J. Youn, "Speed control of permanent magnet synchronous motor using boundary layer state observer", Electron. Lett., Vol. 26, No. 25, pp. 2081-2083, 1990. 

    상세보기 crossref

  2. K. H. Kim and M. J. Youn, "A nonlinear speed control for a PM synchronous motor using a simple disturbance estimation technique", IEEE Trans. Ind. Electron., Vol. 49, No. 3, pp. 524-535, 2002. 

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  3. K. B. Lee and F. Blaabjerg, "Robust and stable disturbance observer of servo system for low-speed operation", IEEE Trans. Industry Applications, Vol. 43, No. 3, pp. 627-635, 2007. 

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  4. Y. Zhang, C. M. Akujuobi, W. H. Ali, C. L. Tolliver, and L. S. Shieh, "Load disturbance resistance speed controller design for PMSM", IEEE Trans. Ind. Electron., Vol. 53, No. 4, pp. 1198-1208, 2006. 

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  5. T. H. Liu, H. T. Pu, and C. K. Lin, "Implementation of an adaptive position control system of a permanent magnet synchronous motor and its application", IET Electr. Power Appl., Vol. 4, No. 2, pp. 121-130, 2010. 

    상세보기 crossref

  6. K. J. Astrom and B. Witternmark, Computer-Controlled Systems - Theory and Design, Prentice Hall Inc., Englewood Cliffs, NJ, 1990. 

  7. C. A. Desoer and M. Vidyasagar, "Feedback Systems: Input-Output Properties", Academic Press, New York, NY, 1975. 

  8. J. J. E. Slotine and W. Li, "Applied Nonlinear Control", Prentice Hall Inc., Englewood Cliffs, NJ, 1991. 

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