외란 관측기 기반의 BLDC 전동기 추종제어

전용호(Yong-Ho Jeon),이신원(Shin-Won Lee) 한국전자통신학회 2020 한국전자통신학회 논문지 Vol.15 No.5

전동기의 수학적 모델 오차와 작용하는 외란을 고려하여 제어기를 설계하는 것이 강건하며 정밀한 제어 성능을 좌우한다. 강건하며 정밀한 제어를 위하여 기계적인 부분과 전기적인 부분의 외란 관측기를 설계하여 외란을 추정하고, 공칭 시스템으로 설계된 속도제어기와 전류 제어기에 나누어 적용하였다. 설계된 시스템의 제어 성능을 확인하고자 120 [W]급의 BLDC 전동기에 적용하여, 속도 추종제어의 결과 외란을 극복하고 정상상태 오차가 영으로 수렴하며, 점근적 안정한 결과를 확인할 수 있다. When designing a controller, a motor can have robust and precise control performance only by considering the error of the motor s mathematical model and the disturbance acting on it. For robust and precise control, the mechanical and electrical disturbance observers were designed to estimate the disturbance, and applied to the speed controller and current controller designed as a nominal system. To confirm the control performance of the designed system, it is applied to a 120 [W] class BLDC motor, and the result of the speed tracking control overcomes disturbances, the steady state error converges to zero, and the asymptotically stable result can be confirmed.

딥 스쿼트 시 발의 외회전이 자세 안정성 요인들에 미치는 영향

이재우,권문석,임영태 한국문화융합학회 2022 문화와 융합 Vol.44 No.3

본 연구의 목적은 딥스쿼트 시 발의 외회전이 자세 안정성 요인에 미치는 영향을 분석하는데 있었다. 본 연구에는 남자 19명(나이: 20.74±2.28세, 키: 177.16±5.61cm, 체중: 73±8.69kg), 여자 9명(나이: 21.11±0.93세, 키: 161.67±4.47cm, 체중: 55.53kg) 체육전공 대학생들이 연구대상자로 참여하였다. 딥 스쿼트 시 두 가지 NFP와ERFP 조건에서 발생하는 신체 가속도와 감쇄율을 비교하기 위하여 SPSS 24.0(IBM Corp, Armonk, NY)을 이용하여 paired sample t-test를 실시하였다(  ). ML 방향으로의 무릎관절 RMS 가속도 값은 ERFP 조건에서 유의하게 증가하였다. ERFP 조건에서 몸통의 RMS 가속도 값은 ML 방향으로 유의하게 감소하였으나, VT 방향으로는 증가하였다. 발목관절에 대한 무릎관절의 RMS 가속도 감쇄율은 NFP 조건보다 ERFP 조건에서 유의하게 증가하였다. 그리고 무릎관절에 대한 몸통, 골반에 대한 몸통의 RMS 가속도 감쇄율은 NFP 조건보다 ERFP 조건에서 유의하게 증가한 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 발의 외회전이 딥 스쿼트 동작 시 신체 안정성 요인에 영향을 주었음을 의미한다. 그러므로 초보자들의 경우 딥 스쿼트를 수행할 때 발의 외회전을 하였을 경우 11 자 발 위치 조건에 비해 보다 효과적인 자세 안정성을 가질 수 있을 것으로 기대한다.

6D-IMU 센서와 전륜 가속도 센서를 이용한 차량 서스펜션 상대속도 추정

김병준(Byungjun Kim),최세범(Seibum Choi) 한국자동차공학회 2019 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2019 No.11

본 논문은 차량 서스펜션의 상대속도를 정확하게 추정하기 위해 6D-IMU 센서를 이용한다. 서스펜션의 상대속도는 차량의 승차감 개선을 위해 필요한 서스펜션 제어에 필수적인 정보이다. 차량 앞부분 서스펜션의 경우 전륜에 수직방향 가속도 센서가 존재하기 때문에 이전 연구를 이용하여도 상대속도를 추정할 수 있다. 그러나 전 차량 모델(Full car model)을 이용할 경우 시스템의 가관측성(observability)에 문제가 있어 오차가 크다. 기존의 1/4 차량 모델 혹은 1/2 차량 모델을 이용할 경우 제한적인 모델에서 생기는 오차가 발생한다. 이러한 오차는 차량의 피치, 롤 움직임이 심할 경우 커진다. 이를 6D-IMU 센서를 이용하여 모델을 보정하고 칼만필터를 이용하여 정확한 상대속도를 추정하는 방법을 제안한다. 이후 차량 시뮬레이션을 통해 향상된 추정 성능을 검증하였다.

외연적 유한요소법을 이용한 자동차 Hub Bearing의 Orbital forming 해석

조현직(Hyunjik Cho),구정서(Jeongseo Koo),배원락(Wonrak Bae),임종순(Jongsoon Lim) 한국자동차공학회 2006 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 Vol.- No.-

In this paper was analysed the orbital forming of an automotive hub bearing using the explicit finite element method. To find an efficient solution technique on the orbital forming, axisymmetric finite element model s and 3D solid element models were solved and compared numerically. The time scaling and mass scaling techniques were used to reduce long computational time for fine element models in case of using the explicit finite element method. It was found from the numerical results that the axisymmetric element models showed the similar results to the 3D solid element models in forming loads whereas the deformations of them caused by O/F were quite different.

외란 관측기를 이용한 BLDCM의 위치 및 속도제어

전용호(Yong-Ho Jeon) 한국전자통신학회 2020 한국전자통신학회 논문지 Vol.15 No.5

전동기의 제어에 있어서 전동기의 수학적 모델 오차와 작용하는 외란에 대해서 강건하며 정밀한 제어의 성능을 요구한다. 강건하며 정밀한 제어를 위하여 외란 관측기를 설계하여 부하변동을 추정하고, 공칭 시스템으로 설계된 백스텝핑 제어기에 적용하였다. 설계된 시스템의 제어 성능을 확인하고자 120 [W]급의 BLDCM(Brushless Direct Current Motor)에 적용하여, 위치제어 및 속도제어의 결과 외란을 극복하고 정상상태 오차가 영으로 수렴하며, 점근적 안정한 결과를 확인할 수 있다. Motor control requires robust and precise control performance even in the presence of errors in the mathematical model of the motor and disturbances acting on the motor. For robust and precise control, a disturbance observer was designed to estimate the load fluctuation and applied to a back-stepping controller designed as a nominal system. The control performance of the designed system was verified by applying it to the 120 [W] Brushless Direct Current Motor. As a result of the position control and speed control, the disturbance is overcome from the steady state error converges to zero, and asymptotically stable results can be confirmed.

외란 관측기를 이용한 BLDC 전동기의 속도제어

전용호(Yong Ho Jeon) 한국전자통신학회 2016 한국전자통신학회 논문지 Vol.11 No.10

본 논문은 BLDC 전동기의 정밀한 속도제어를 위하여 외란 관측기의 설계 및 영향을 제거하는 제어기 설계방법을 제안한다. BLDC 전동기의 외부에서 회전축에 작용하는 부하의 변동과 전기적인 시스템에서 발생하는 역기전력을 외란으로 가정하고, 외란은 구간에 대한 상수로 가정하여 루엔버거 관측기를 설계한다. 시스템 상태에 대한 관측기의 오차가 0으로 수렴할 수 있도록 적절한 이득을 설정하는 방법을 보이고, 추종성능을 향상시킬 수 있는 적절한 PI제어기의 이득을 설정하기 위한 방법을 제시한다. 제안된 제어기를 120W급의 BLDC 전동기에 적용하여 속도 그리고 전류 레퍼런스를 추종하는 능력을 시뮬레이션 시험하였다. 상수부하의 변동을 외란으로 적용하였고, 그 결과 설계된 제어기의 정상상태 오차가 0.1 [%] 이내를 가짐으로 상태 추종성능에 대해 유용한 제어기임을 보일 수 있었다. In this paper, we propose a design method for speed controller, current control of a Brushless Direct Current(: BLDC) motor using disturbance rejection techniques. Disturbance assumes a back electromotive force occurring in the electrical system and the variation of the load acting on the rotary shaft from the outside of the motor. And it assumed to be constant during the time interval and the Luenberger’s observer design. So that the error of the observer about the system status can converge to zero show how to set the appropriate gain. Further, to stabilize the whole system, and proposes a method for setting the appropriate PI gain control to improve the tracking performance. By applying the proposed controller to 120W BLDC motors were tested for the ability to follow the velocity and current reference. Since the simulation results of the steady state error is within 0.1%, we were able to show the usefulness of the tracking performance of the proposed controller.

외연적 유한요소법을 이용한 자동차 Hub Bearing의 Orbital Forming 해석에 관한 연구

조현직(Hyunjik Cho),구정서(Jeongseo Koo),배원락(Wonrak Bae),임종순(Jongsoon Lim) 한국자동차공학회 2008 한국 자동차공학회논문집 Vol.16 No.1

In this paper, the orbital forming analysis of an automotive hub bearing was studied to predict forming performances using the explicit finite element method. To find an efficient solution technique for the orbital forming, axisymmetric finite element models and 3D solid element models were solved and numerically compared. The time scaling and mass scaling techniques were introduced to reduce the excessive computational time caused by small element size in case of the explicit finite element method. It was found from the numerical simulations on the orbital forming that the axisymmetric element models showed the similar results to the 3D solid element models in forming loads whereas the deformations at the inner race of bearing were quite different. Finally the strains at the inner race of bearing and the forming forces to the peen were measured for the same product of the numerical model by test, and were compared with the 3D solid element results. It was founded that the test results were in good agreements with the numerical ones.

속도 측정치를 이용한 헬리콥터의 가속도계 외란 추정

이상철(Sang Cheol Lee),홍성경(Sung Kyung Hong) 한국항공우주학회 2016 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2016 No.11

외란 관측기 타입의 속도 추정 기법을 이용한 능동 흡음기에 대한 연구

조영은(Youngeun Cho),왕세명(Semyung Wang),박기환(Kihwan Park) 대한기계학회 2014 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2014 No.5

Electroacoustic absorber uses pressure sensor and velocity sensor in order to make acoustic impedance of diaphragm satisfy impedance matching with characteristic impedance of air. If electroacoustic absorber array is made, the system becomes complicated and its cost increases. To overcome this problem, this paper suggest to use disturbance-observer-type velocity estimation scheme instead of velocity sensor for measuring velocity of the electroacoustic absorbers diaphragm. Explanation of electroacoustic absorber and disturbance-observer-type velocity estimation is included. Finally, the possibility of applying disturbance-observer-type velocity estimation is included. Finally, the possibility of applying disturbance-observer-type velocity estimation to electroacoustic absorber is verified thorough experimental results.

외란 관측기 기반 PMSM 슬라이딩 모드 속도 제어

주상훈(Sanghoon Ju),송희수(Heesue Song),이현석(Hyunseok Lee),이근호(Guenho Lee) 한국자동차공학회 2022 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2022 No.11