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영구자석 동기전동기의 퍼지 속도제어기 및 퍼지 각가속도 관측기 설계
Design of a Fuzzy Speed Controller and a Fuzzy Angular Acceleration Observer for a Permanent Magnet Synchronous Motor 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.25 no.2, 2011년, pp.103 - 112  

정진우 (동국대(서울) 전자전기공학부) ,  최영식 (동국대 대학원 전자전기공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper proposes a new fuzzy speed controller for the precise speed control of a permanent magnet synchronous motor(PMSM). The proposed control system needs the information of the angular acceleration instead of the load torque, so the third-order fuzzy acceleration observer estimates it. Moreove...

주제어

#Angular Acceleration Observer   #Fuzzy Logic Control   #PMSM   #Speed Control  

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

문제 정의

  • 본 논문에서는 PMSM을 위한 퍼지 각가속도 기반의 퍼지 속도제어기에 대해 연구하였다. 또한 제안된 제어시스템의 안정성을 해석적으로 증명하였으며, 본 연구에서 제안된 제어기와 관측기의 성능을 검증하기 위하여 다양한 결과를 제시하였다. 결과로부터 제안된 퍼지 각가속도 관측기 기반의 퍼지 속도제어 기는 속도 지령치를 빠르고 정확하게 추종함을 확인 하였다.
  • 본 논문에서는 PMSM을 위한 퍼지 각가속도 기반의 퍼지 속도제어기에 대해 연구하였다. 또한 제안된 제어시스템의 안정성을 해석적으로 증명하였으며, 본 연구에서 제안된 제어기와 관측기의 성능을 검증하기 위하여 다양한 결과를 제시하였다.
  • 본 논문에서는 PMSM의 정밀한 속도 제어를 위하여 T-S 퍼지 모델을 이용한 퍼지 속도제어기를 제안한다. 또한 제안된 퍼지 속도제어기는 부하 토크 대신에 각가속도의 정보를 필요로 하므로, 3차 퍼지 각가속도 관측기를 사용하여 각가속도를 추정한다.
  • 본 논문에서는 모터 파라미터 및 부하 토크 변동에 매우 강인한 제어 성능을 보장하기 위해서 토크관측기 대신에 각가속도 관측기를 사용하고자 한다.
  • 제안된 퍼지 각가속도 관측기와 퍼지 속도제어기의 해가 존재하기 위한 LMI 조건을 유도하며, 이로부터 관측기 및 제어기 이득을 계산한다. 본 연구에서는 제안된 각가속도 관측기 기반의 퍼지 속도제어기의 안정도를 해석적으로 증명한다. 마지막으로 제안된 제어 알고리즘의 성능을 검증하기 위하여 모터 파라미터 변동 및 부하 변동 등 다양한 조건하에서 시뮬레이션 및 실험 결과가 주어진다.
  • 이제 최소 감쇠율(α=300)을 보장하는 퍼지 각가속도 관측기와 퍼지 속도제어기를 설계하고자 한다.

가설 설정

  • A3 : 속도 지령치(ωd)는 2차 미분이 가능하다.
  • 본 논문에서는 퍼지 각가속도 기반의 퍼지 속도제어기를 설계하기 위하여 다음의 가정을 사용한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
PMSM의 장점은? 전력전자 및 DSP 분야의 급속한 발달로 인하여 영구자석 동기전동기(PMSM)는 속도 및 위치 등의 고정밀 제어를 필요로 하는 산업분야에 폭넓게 사용되고 있다. PMSM은고효율, 저소음, 저관성, 강인성 등의 많은 장점이 있다. 그러나 PMSM은 비선형이고 시스템 파라미터 및 부하 토크 변동에 매우 민감하므로 속도제어가 쉽지 않다.
영구자석 동기전동기는 어느 분야에서 이용되고 있는가? 전력전자 및 DSP 분야의 급속한 발달로 인하여 영구자석 동기전동기(PMSM)는 속도 및 위치 등의 고정밀 제어를 필요로 하는 산업분야에 폭넓게 사용되고 있다. PMSM은고효율, 저소음, 저관성, 강인성 등의 많은 장점이 있다.
기존의PID 제어와 같은 선형 제어방식이 비선형인 PMSM 시스템의 제어에 만족스러운 성능을 보장할 수 없는 이유는? PMSM은고효율, 저소음, 저관성, 강인성 등의 많은 장점이 있다. 그러나 PMSM은 비선형이고 시스템 파라미터 및 부하 토크 변동에 매우 민감하므로 속도제어가 쉽지 않다. 그래서 기존의PID 제어와 같은 선형 제어방식은 비선형인 PMSM 시스템의 제어에 만족스러운 성능을 보장할 수 없다.
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참고문헌 (10)

  1. 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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  9. T. Tagaki and M. Sugeno, “Fuzzy identification of systems and its applications to modeling and control,” IEEE Trans. Syst., Man, Cybern., Vol. 15, no. 1, pp. 116-132, 1985. 

  10. S. Boyd, L. El Ghaoui, E. Feron, and V. Balakrishnan, “Linear Matrix Inequalities in System and Control Theory,” SIAM, Philadelphia, PA, 1994. 

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