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지능제어 알고리즘을 이용한 펄스 인버터 TIG 용접기의 성능 향상
Performance Improvement of TIG Welders Using Intelligent Control Algorithm 원문보기

전력전자학회 2000년도 전력전자학술대회 논문집, 2000 July 01, 2000년, pp.556 - 559  

김규식 (서울시립대학교 전자전기공학부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Pulse inverter-type TIG(Tungsten Inert Gas) arc welders are studied to investigate the dynamic performance of welding. Welding currents are controlled to be pulse waveforms resulting in stable are better welding performance. The hybrid-type controller is proposed to control the welding current. Tode...

AI 본문요약
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제안 방법

  • 본 논문에서는 일반적인 PI 제어기를 사용하는 경우와 그림 3에서 제시한 하이브리드 제어기를 사용한 경우에 대한 시뮬레이션을 비교 수행하였다,
  • 부하 전류를 피드백(feedback) 하여 제어기를 거쳐 원하는 출력 전류롤 제어하게 된다. 본 논문에서는 일반적인 PID 제어기에 제어기 파라메터의 자동 튜닝으로 인한 향상된 제어를 위해 퍼지 제어 시스템을 혼합한 하이브리드(hybrid) 제어 방식을 사용하게 된다.
  • 따라서 최초의 스타트 시에 고주파 아크 스타트 방식보다 직류 펄스 아크 스타트 방식이 유리하다, 실제 용접시의 에너지 효율에 대해서는 우선 입력 전원의 역률을 개선하는 것이 우선되어야 하고 다음으로는 아아크의 파우어를 개선해야 한다. 본 연구에서는 TIG 용접전류에 있어서 직류 아아크와 펄스 아아크의 파우어 관계를 분석한 다음, TIG 용접기롤 모델릭하여 여기에 두 가지 방식의 제어기를 사용한 최종 시뮬레이션을 통해 각 성늠을 비교 분석하도록 한다, 또한, 가장 기본적인 직류 아아드에 비해 우수한 펄스 아아크에 의한 절전형 TIG 용접기를 구성하게 된다.
  • . 오치-가 소속 함수의 정의된 범위 사이로 들어오기 시작하는 무분에서 퍼지 추론 시스템에 의한 그림 3의 b값의 빈화가 생기고 이후이 영향으로 비레 게안 항의 동적 변화가 생기면서 고정된 PID 제어기와 비교해 양호한 제어 특성을 보이게 된다, 제어기 입력 신호가 범위 내로 들어오기 전에서는 b값믜 변화가 없는 상태라 할 수 있다, 이에 대응하기 위해 보다 적극적인 방법으로 본 논문에서는 그림 5에서와 같이 오차(및 오차의 미분) 신호에 대해서 그 값이 커지는 부분에서 보다 민감한 제어를 할 수 있도록 소속 함수 (triangular MF)의 좌우 기울기를 키우는 방향으로 변경하였다. 초기에는 Ziegler-Nichols Method에 의한 PID 제어기의 각 게인을 구한 것을 초기값으로 한 제어가 수행되고 퍼지 추론 시스템의 규칙에 의해 점차 비레 게인의 값이 지속 일정 범위 내에서 가감되도록 조정된다.
  • 이러한 성분들의 적당한 쌍을 통한 펄스 전류를 제어하기 위해서 하이브리드 제어기롤 사용한 제어부 회로를 그림 3과 같이 구성하였다. 이 방식⑹에서는 기존의 PID 제어기에 퍼지 추론 시스템을 접목시켜 제어기 파근} 메터의 동적 변화를 구현하였다. 즉, 오차 및 오차의 미분 입력에 대한 퍼지 소속 함수의 값이 바뀜에 따라 결과적으로 비례 게인에 곱해지는 성분으로 사용되는 b의 값을 동적으로 변화시키게 된다.
  • 지능제어 알고리즘에 의한 제어기 구현을 위해 MATLAB 의 전력 시스템 블럭 (Fo 用 er System Blockset)과 시뮬레이션 전용 라이브러리(Simulink library)를 조합하여 구성하였다. 시뮬레이션을 위한 전체 회로를 아래 그림 4와 같이 구성하였다.
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