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문제 정의
- 논문에서는 고급제어기의 범용 전동기 드라이버 적용을 목적으로 하고 있기 때문에 전동기 제어 시스템에 인가되는 외란 제거에 우수한 성능을 보여주면서도 마이크로프로세서의 연산 부담을 줄일 수 있는 외란 관측기가 필요하다. 이러한 조건을 만족하는 외란 관측기를 구현하기 위해서 설계하기 간단하고 구현하기 쉬운 차 저 역 통과 필터를 사용하여 Q-필터를 설계하였다.
- 따라서 본 논문에서는 강인 제어 이론의 실제 전동기제어 시스템 적용에 관한 연구를 수행하였다. 슬라이딩 모드 제어기는 대표적인 강인제어기이지만 정상 상태 오차가 발생하고 불연속 입력으로 인한 채터링이 발생하는 단점이 있다[1-3].
- 따라서 본 논문에서는 특정분야에 특정한 용도로만 적용되던 고급 제어기를 범용 전동기 드라이버에 적용할 수 있도록 구현함으로써 사용자의 개별적인 파라미터 설정없이 정격 운전영역에서 신뢰성과 안정성을 확보할 수 있는 범용화된 고급제어기를 개발하고 검증하였다.
- 본 논문에 제안한 제어기를 검증하고자 모의시험 및 실험을 수행하였다. 본 실험에 사용된 전동기의 사양과 제어 시스템 사양은 표 1과 같다.
- 본 논문에서는 일반적인 전동기 제어시스템이 지니는 불확실성을 극복하고자 슬라이딩 모드 제어기를 도입하고, 슬라이딩 모드 제어기에서 발생하는 정상 상태 오차를 개선하고자 적분 슬라이딩 모드 제어기를 범용전동기 제어 드라이버에 구현하였다. 그리고 슬라이딩 모드 제어기 고유의 채터링 문제를 개선하기 위해 외란 관측기를 추가로 구현함으로써 부하변동에 따른 빠른 부하 관측이 가능하여 응답성이 향상되었고 불연속 제어입력 이득의 크기를 줄이고 가변이득을 적용함으로써 채터링(chattering)을 제거할 수 있었다.
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