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[국내논문] 피드포워드 제어기를 사용한 동기발전기의 과도특성 개선
Improvement of Transient Performance of Synchronous Generator using Feedforward Controller 원문보기

전기학회논문지. The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers. P, v.67 no.2, 2018년, pp.57 - 62  

안영주 (Dept. of Control and Instrumentation Engineering, Pukyong National University)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A brush-less type synchronous generator driven by an internal-combustion engine is used for emergency electric source. These types of generators have to maintain a certain range of output voltage even under the sudden load change conditions such as full load application and removal. This paper descr...

주제어

#Synchronous generator   #PID control   #Feedforward control  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 원래의 PID제어기를 갖는 자동전압조정기에 피드포워드 제어기를 추가하여 발전기 출력전압의 과도특성을 개선하는 것이다. 기존의 방식으로는 최대 부하변동조건에서 출력전압의 변동이 정격전압의 약 15%까지 이르고 지속시간이 길기 때문에 부하 운전에 나쁜 영향을 초래할 수 있으나, 제안한 방식은 이보다 개선된 결과를 얻는 것이 기대된다.
  • 본 논문에서는 브러시리스형 동기발전기에 있어서 부하의 급격한 변동에 대한 출력전압의 빠른 회복을 위해 기존의 PID를 적용한 피드백 제어 시스템에 피드포워드 제어 루프를 추가한 피드백-피드포워드 시스템을 제안하였다. 피드백제어 시스템만으로 발전기 출력전압을 적절히 제어하지만 부하 급변에 의한 출력전압의 빠른 감쇄와 상승은 시스템에 연결된 부하장치에 나쁜 영향을 초래한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
피드포워드 제어기는 어떤 역할을 하는가? 이러한 외란 입력은 제어량이 설정점을 벗어나기 전에 조작변수들을 조정할 수 있는 기회를 갖고 있다. 또한 피드포워드 제어기는 제어를 위해 제어량을 사용하지 않는 방법이며, 일반적인 피드백 시스템과 결합하여 피드백의 중요한 기능은 그대로 유지한 채 필요한 과도성능을 개선하는 것이다.
PID 제어방법을 적용한 기존의 자동전압조정기의 단점을 어떻게 개선하기 위해 요구되는 기능은? 기존의 방법은 부하 변동에 따라 발전기의 출력전압이 과도하게 변할 뿐만 아니라 지속시간도 긴 특성이 있다. 발전기의 출력전압은 발전기를 구동하는 원동기의 속도변화와 자동전압조정기의 특성에 따라 변동폭이 서로 다르며, 주어진 원동기에 대해서 가능한 한 자동전압조정기의 기능만으로 이들 전압 변동 폭 및 지속시간을 최소화하는 기능이 요구된다.
자동전압조정기의 역할은 무엇인가? 내연기관으로 구동되는 동기발전기는 예비용 및 비상용전원공급원으로 주로 사용되고 있다. 안정된 전원을 공급하기 위하여 동기발전기에는 출력전압을 조정하는 자동전압조정기(Automatic Voltage Regulator)가 적용되고 있으며, 자동전압조정기는 동기발전기의 보조계자 여자전류를 조정하여 주계자 권선에 가해지는 전압을 제어하고, 제어된 주계자전압에 의해 주계자 전류의 크기에 따라 동기발전기의 발전전압을 일정하게 유지하는 역할을 한다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (12)

  1. Sang-Hoon Park, Jae-Sung Yu, Sang-Seuk Lee, and Chung-Yuen Won, "Output voltage control of synchronous generator for ships using a PMG type digital AVR," International Conference on Energy Conversion Congress and Exposition, pp. 417-421, 2009. 

  2. Dong-Hee Lee, Tae-Hyoung Kim, and Jin-Woo Ahn, "Control of digital AVR in stand alone generator for improved dynamic characteristics," IEEE Power Electronics Specialists Conference, pp. 1978-1982, 2008. 

  3. Nirgudkar Saurabh S., and Sarode Uday B., "Implementation of Digital Automatic Voltage Regulator (AVR) for small laboratory alternator," International Conference on Energy Systems and Applications, pp. 338-341, 2015. 

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  5. Arne and Rudibert King, "Combined Feedback-Feedforward Control of Wind Turbines Using State-Constrained Model Predictive Control," IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol. 21, no. 4, pp. 1117-1128, July 2013. 

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  6. Annea Barkefors, Mikael Sternad and Lars-Johan Brannmark, "Design and Analysis of Linear Quadratic Gaussian Feedforward Controllers for Active Noise Control," IEEE/ACM Transactions on Audio, Speech and Language Processing, vol. 22, no. 12, pp. 1777-1791, December 2014. 

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  7. Allan Soon Chan Roong, Chong Shin-Horng and Mohamed Azmi B. Said, "Position Control of a Magnetic Levitation System via a PI-PD Control with Feedforward Compensation," Proceedings of the SICE Annual Conference, pp. 73-79, September 2017. 

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  9. Michal Malek, Pavol Makys and Marek Stularjter, "Feedforward Control of Electrical Drives - Rules and Limits," Power Engineering and Electrical Engineering, vol. 9, no. 1, pp. 35-42, March 2011. 

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  11. Sergei Basovich and Shai Arogeti, "Feedforward Control of LTI System with Uncertainty and Disturbance," IEEE 2016 14th International Conference on Control, Automation, Robotics & Vision, November 2016. 

  12. Joke Pratilastiarso, Erik Tridianto, Hendrik Prasetya, Ratna Patmasari and Affan Romadhon, "Three Element Controls on Fuel Tank with Feedback - Feedforward Using Simulink," 2017 International Conference on Electrical Engineering and Informatics (ICELTICs 2017), pp. 124-128, October 2017 

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