커플링구조를 이용한 가동위어의 동기제어시스템 설계 = The Synchronous Control System Design of a Movable Weir using Coupling Structure

국문 초록 (Abstract)

조석수조에서 수위를 조절하기 위한 위어는 자체에 부착된 2대의 전동실린더에 의해 상하로 이송된다. 이때 발생되는 좌ㆍ우 전동실린더의 이동거리 차는 위어의 불균형과 마찰을 일으키므로, 위어는 목표지점으로 이송될 수 없게 된다. 본 연구에서는 위어를 신속하고 정확하게 이송하기 위한 동기제어시스템이 구축된다. 교차결합구조에 기초한 이 동기제어시스템은 두 개의 I-PD제어기와 한 개의 진상보상기로 구성된다. 각 I-PD제어기는 전동실린더가 오버슈트와 입력포화를 발생시키지 않고 위치지령을 정확히 추종하도록, 그리고 진상보상기는 신속하고 안정적으로 동기가 되도록 설계된다. 끝으로 시뮬레이션을 통해 설계된 동기제어시스템이 동기오차의 제거에 효과적임을 나타낸다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The weir to regulate water level in a tide generation tank is above and below carried by two electric cylinders which are mounted on right and left of weir itself. In this case, a movement difference between right and left cylinder causes unbalance of weir and friction between weir and guide. And then, the weir will not be sent to target point. In this study, a synchronous control system is developed to take accurate and quick equilibrium of the weir. The control system based on cross coupled structure consists of two I-PD controllers and a lead compensator. Each of the I-PD controllers is designed in order that the electric cylinder may exactly follow the reference signal without overshoot and input saturation. And the lead compensator is designed to achieve stable and accurate synchronization. Finally, the simulation result shows that the designed synchronous control system is effective for elimination of synchronous error.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• Ⅰ. 서론
• Ⅱ. 가동위어장치
• Ⅲ. 제어시스템 설계
• Ⅳ. 시뮬레이션 및 고찰
• Ⅴ. 결론
• References

참고문헌 (Reference)

1 전용호, "외란 관측기를 이용한 BLDC 전동기의 속도제어" 한국전자통신학회 11 (11): 955-962, 2016

2 변정환, "소형 선박용 듀얼 전기추진시스템의 동기제어시스템 설계" 한국전자통신학회 12 (12): 85-92, 2017

3 D. Kim, "The Synchronous Position Controller of Hydraulic Cylinders for Sluice Gate" 2268-2273, 2012

4 S. Jeong, "Precise position synchronous control of multi-axis servo system" 18 (18): 129-140, 2008

5 P. Dupont, "Friction Modeling and PD Compensation at Very Low Velocities" 117 (117): 8-14, 1995

6 M. Iwasaki, "Disturbance-Observer-Based Nonlineal Friction Compensation in Table Drive Systems" 4 (4): 3-8, 1999

7 C. Canudas, "Adaptive Friction Compensation in DC-motor Drives" 3 (3): 681-685, 1987

8 Y. Shin, "A novel cross-coupling control for Bi-axis motion" 42 (42): 1539-1548, 2002

9 J. Byun, "A Study on the Position Synchronous Control of Coupling Structure by Approach" 26 (26): 2052-2059, 2002

10 A. Tesfaye, "A Sensitivity Optimization Approach to Design of a Disturbance Observer in Digital Motion Control System" 5 (5): 32-38, 2000

11 변정환, "A Method of Synchronous Control System for Dual Parallel Motion Stages" 한국정밀공학회 13 (13): 883-889, 2012

12 양경욱, "4축 전동실린더의 동기제어시스템 설계" 한국전자통신학회 11 (11): 1209-1218, 2016