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강인 PID 제어를 이용한 BLDC 모터의 속도제어 시스템 설계
Speed Controller Design for BLDC Motors Using Robust PID Control 원문보기

대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 D, 2000 July 17, 2000년, pp.2658 - 2660  

김인수 (부산대학교 대학원 지능기계공학과) ,  이영진 (부산대학교 대학원 지능기계공학과) ,  박성준 (부산대학교 대학원 지능기계공학과) ,  박한응 (해군사관학교 전기공학과) ,  이만형 (부산대학교 기계공학부)

초록
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본 논문은 주파수역에서의 모델매칭을 이용하여 강인한 성능의 PID 제어기 튜닝법을 제안하였다. 이를 이용하여 부하토크 외란에도 강인한 성능의 BLDC 모터의 속도제어기를 설계하였다. 부하토크 외란이 존재하여도 주어진 기준명령을 강인하게 추종하도록 $H_{\infty}$ 제어를 이용하여 속도제어기를 설계한 후, 설계할 PID 제어계의 루프 전달함수와 설계된 $H_{\infty}$ 제어계의 루프 전달함수간의 오차가 주파수역에서 최소가 되도록 PID 제어기 파라미터를 튜닝하였다. BLDC 모터의 속도제어 시뮬레이션을 통하여 설계된 강인 PID 제어기의 성능을 평가하였다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 모델매칭법을 이용하여 외란억제 성능 및 명령입력 추종성능을 만족하는 강인 PID 제어기 조정기법에 관하여 연구하였다. Hco 제어기와 동일한 성능의 강인 PID 제어기를 설계하기 위하여, 주어진 사양을 만족하는 표8 제어기를 설계한 후, 주파수역에서 루프 전달함수의 주파수 응답 비교를 통하여, 설계된 표8 제어기와 동일한 성능을 가지는 PID 제어기를 구성하였다.
  • 따라서, 이를 위해서는 특히 시스템 성능에 큰 영향을 미치는 플랜트 파라미터의 변동으로 인한 모델링 오차나 외란 등의 불확실성에 대한 체계적인 PID 제어기 설계법에 대한 연구가 필수적이다 [2]-(4]. 본 논문에서는 플랜트에 외란이 존재하여도 주어진 성능을 만족하는 강인 PID 제어기 설계법에 관하여 연구하였다. 외란억제 성능 및 강인한 명령추종 성능을 만족하는 강인 PID 제어기 설계를 위하여 Hoc 제어를 이용하여 설계된 제어기에 모델매칭법을적용하여 PID 제어기의 각 파라미터를 계산하였다.
  • 외란억제 성능 및 강인한 명령추종 성능을 만족하는 강인 PID 제어기 설계를 위하여 Hoc 제어를 이용하여 설계된 제어기에 모델매칭법을적용하여 PID 제어기의 각 파라미터를 계산하였다. 제안된 강인 PID 제어기 설계법으로부터 본 논문에서는 BLDC 모터의 속도제어기를 설계하여 제안된 제어기 설계법을 평가하였다. 시뮬레이션 결과로부터 설계된 강인 PID 제어기의 성능은 기준입력에 대한 명령추종 성능과 토크 외란에 대한 억제성능을 만족함을 보였으며 , 본 논문에서 제안된 강인 PID 제어기 조정기법의 BLDC 모터 속도제어 시스템 설계에 대한 응용가능성을 확인하였다.
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