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제안 방법
- 다음과 같이 구성되었다. PI사의 PZT 액츄에이터(PI: P-62 LCL)를방진 테이블 위에 얹고 변위를 측정하기 위해 정전용량 센서(PI: D-100)를사용하였다. 스테이지를 구동하기 위해 LVPZT~ampliher와 PZT-servo controller! 설치하였고 dSPACE 장비를 이용하여 컴퓨터와의 인터페이스를 하였다.
- 본 논문에서는 PZT나노 시스템의 상태를 Kalman Filter를 이용하여 추정하고 불필요한 채터링을 없애기 위해 추정된 상태를 Lyapunov 함수 및 안정조건을 이용하여 구한 연속 슬라이딩 모드 제어기법에 적용한다. 기본적으로 시스템은 이산 시간 시스템에서 구현되므로 Kalman Filter 및 연속 슬라이딩 모드 제어기법은 이산시간시스템에서 적용 가능하도록 변형되어 적용되고 실험을 통해 그 성능을 인증하였다.
- 따라서 본 논문에서는 이산 시간에서 적용 가능한 연속 슬라이딩 모드를 유도하기 위해 Lyapunov 안정 조건 및 도달 조건을 이용하였다. 유도된 제어 입력을 이용하여 PZT 나노 스테이지의 위치 제어에 관한 모의 실험을 하였으며 실험의 결과로부터 본 논문에서 유도한 결과의 타당성을 입증하였다.
- 모드 제어 입력을 인가한다. 또한 슬라이딩 모드 제어의 중요한 특징인 강인성을 확인하기 위해 실제 시스템과 모델링 사이에 존재하는 불확실성과 외란을 인가하여 卫 결과를 관찰하였다.
- PI사의 PZT 액츄에이터(PI: P-62 LCL)를방진 테이블 위에 얹고 변위를 측정하기 위해 정전용량 센서(PI: D-100)를사용하였다. 스테이지를 구동하기 위해 LVPZT~ampliher와 PZT-servo controller! 설치하였고 dSPACE 장비를 이용하여 컴퓨터와의 인터페이스를 하였다.
- 슬라이딩 모드의 안정 조건을 만족시키기 위해 두 개의 제어입력을 교대로 사용한 기존의 방법대신 연속적인 형태의 제어 입력을 유도한다. 이를 통해 스위칭으로 인한 채터링을 제거 할 수 있다.
- 나타낸다. 시뮬레이션에 사용한 실제 시스템은 제어 입력으로 전압을 인가하여 측정한 압전소자의 변위를 다시 전압으로 출력하는 커패시티브 센서를 이용해 측정한다. 결과에서 보여지듯 시스템과 모델링 사이에 존재하는 오차와 외란의 영향을 완전히 무시하지는 못하지만 정밀 스테이지에서 측정 단위는 매우 작으므로 작은 노이즈 성분에 의해서도 시스템은 진동할 수 있다.
- 시뮬레이션은 PZT 시스템의 SI방법을 통한 상태 공간 방정식에 연속 슬라이딩 모드 제어 입력을 인가한다. 또한 슬라이딩 모드 제어의 중요한 특징인 강인성을 확인하기 위해 실제 시스템과 모델링 사이에 존재하는 불확실성과 외란을 인가하여 卫 결과를 관찰하였다.
이론/모형
- Lyapunov 함수를 이용한 도달법칙과 안정조건을 이용해 채터링 없는 연속 슬라이딩 모드 제어기법을 유도한다. 먼저 이산 시간에서의 선형 시스템을 고려한다.
- 실제로 PZT시스템을 수학적으로 모델링하기란 쉽지가 않다. 따라서 이와 같은 비선형 시스템을 모델링하기 위한 방법 중 하나인 시스템 식별법 (System Identification method)을 이용하여 이산 시간에서의 전달함수롤 구할 수 있다.
- 원인이 된다. 본 논문에서는 PZT나노 시스템의 상태를 Kalman Filter를 이용하여 추정하고 불필요한 채터링을 없애기 위해 추정된 상태를 Lyapunov 함수 및 안정조건을 이용하여 구한 연속 슬라이딩 모드 제어기법에 적용한다. 기본적으로 시스템은 이산 시간 시스템에서 구현되므로 Kalman Filter 및 연속 슬라이딩 모드 제어기법은 이산시간시스템에서 적용 가능하도록 변형되어 적용되고 실험을 통해 그 성능을 인증하였다.
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