[논문]다중 퍼지제어기를 이용한 유도전동기의 직접 토크제어

문주희; 고재섭; 최정식; 강성준; 장미금; 백정우; 정동화

다중 퍼지제어기를 이용한 유도전동기의 직접 토크제어
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문주희 (순천대학교 전기제어공학과) , 고재섭 (순천대학교 전기제어공학과) , 최정식 (순천대학교 전기제어공학과) , 강성준 (순천대학교 전기제어공학과) , 장미금 (순천대학교 전기제어공학과) , 백정우 (순천대학교 전기제어공학과) , 정동화 (순천대학교 전기제어공학과)

An induction motor operated with a conventional direct self controller(DSC) shows a sluggish response during startup and under changes of torque command. Fuzzy logic controller(FLC) is used in conjunction with DSC to minimize these problems. A FLC chooses the switching states based on a set of fuzzy variables. Flux position, error in flux magnitude and error in torque are used as fuzzy state variables. Fuzzy rules are determinated by observing the vector diagram of flux and currents. This paper proposes hybrid FLC for direct torque control(DTC) of induction motor drives. This controller is controlled speed using hybrid FLC. The performance of the proposed induction motor drive with hybrid FLC is verified by analysis results at various operation conditions.

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문제 정의

유도전동기의 드라이브 시스템을 구성하여 제시한 제어기를 적용하여 다양한 응답 특성을 분석한다. 그리고 본 논문의 효용성을 입증하기 위하여 종래의 방식과 비교하여 결과를 제시한다.
본 논문에서는 유도전동기 드라이브의 DTC 제어를 위한 하이브리드 퍼지제어기를 제시하였다. 유도전동기의 속도제어를 위하여 AFLC(Adaptive Fuzzy Logic Controller)를 이용하였으며, 토크와 자속제어를 위하여 FLC(Fuzzy Logic Controller)를 사용하였다.

제안 방법

최근에는 DTC(Direct Torque Control)가 인버터의 스위칭 상태를 적절하게 선정하여 요구되는 오차 폭 내에서 고정자 자속과 전자기적인 토크를 제어하기 위하여 제시되었다^[3]-[6]. DTC 드라이브는 종래의 벡터제어 드라이브와 비교하여 전류 루프를 사용하지 않고 폐루프 시스템의 방법으로 토크와 자속을 제어하였다. 본 논문에서는 하이브리드 퍼지제어기를 이용하여 유도전동기의 DTC 제어를 수행한다.
DTC 드라이브는 종래의 벡터제어 드라이브와 비교하여 전류 루프를 사용하지 않고 폐루프 시스템의 방법으로 토크와 자속을 제어하였다. 본 논문에서는 하이브리드 퍼지제어기를 이용하여 유도전동기의 DTC 제어를 수행한다. 속도제어를 위하여 AFLC (Adaptive Fuzzy Learning Controller)를 사용하고 토크와 자속을 제어하기 위하여 FLC를 사용한다.
속도제어를 위하여 AFLC (Adaptive Fuzzy Learning Controller)를 사용하고 토크와 자속을 제어하기 위하여 FLC를 사용한다. 유도전동기의 드라이브 시스템을 구성하여 제시한 제어기를 적용하여 다양한 응답 특성을 분석한다. 그리고 본 논문의 효용성을 입증하기 위하여 종래의 방식과 비교하여 결과를 제시한다.

이론/모형

속도제어를 위하여 AFLC (Adaptive Fuzzy Learning Controller)를 사용하고 토크와 자속을 제어하기 위하여 FLC를 사용한다.
유도전동기의 속도제어를 위하여 AFLC(Adaptive Fuzzy Logic Controller)를 이용하였으며, 토크와 자속제어를 위하여 FLC(Fuzzy Logic Controller)를 사용하였다.

성능/효과

(d)의 속도오차는 본 논문에서 제시한 AFLC 제어기의 속도오차가 종래의 PI 제어기에 비하여 현저하게 작게 나타난다.
본 논문에서 제시한 AFLC가 종래의 PI 제어기에 비하여 오버슈트가 작고 안정화 시간이 빠르게 나타나고 있다.
또한 FLC는 자속각, 토크오차, 자속 오차를 입력으로 받아 인버터의 스위칭 상태를 출력한다. 본 논문에서 제시한 HFLC 제어기는 종래의 PI 제어기에 비하여 지령속도 및 부하토크 변화에 대하여 양호한 응답특성을 나타냈다. 따라서 본 논문의 타당성을 입증할 수 있었다.

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