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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김훈모
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 성균관대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수4
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본 논문에서는 전기-유압 액추에이터 시스템의 제어에 필요한 센서들의 고장허용 제어시스템을 연구한다. 실린더의 위치와 속도를 제어하기 위한 위치센서와 압력센서, 모터의 토크를 제어하기 위한 전류 센서에 관해 각각 발생할 수 있는 고장들의 유형과 영향을 분석한다. 각 센서의 데이터 라인에 영향을 미치는 노이즈와 같은 전기적인 외란에 의해 일시적이고 불규칙적인 파형을 갖는 센서의 Error를 제거하고 정상 파형을 추정하기 위해 칼만필터(Kalman filter)를 이용하여 센서 Error 복구 알고리듬을 설계한다. 또한, 센서 하드웨어에 외부 힘이나 진동, 열에 의한 충격, 자체적인 결함 등에 의해 영구적인 고장이 발생 시 시스템에 치명적인 영향을 주어 시스템 전체에 생길 수 있는 문제를 신속하게 복구시킬 수 있는 슬라이딩모드 옵저버를 통해 센서들의 파형을 정상적으로 추정하는 센서의 Failure 복구 알고리듬을 설계한다. 제안된 센서 고장허용 제어시스템을 평가하기 위해 일시적인 고장과 영구적인 고장으로 구분한 상황별 시뮬레이션을 MATLAB/Simulink를 이용하여 진행하고 프로토타입의 전기-유압 액추에이터와 NI사의 PCI를 이용하여 실험을 진행하였다. 그 결과 시뮬레이션과 실험을 통해 일시적인 고장에 대해 칼만필터는 허용치 이내의 지연시간과 오차를 갖고 원래의 파형으로 추정하는 것을 확인하였고, 4가지의 영구적인 고장에 대하여 슬라이딩모드는 지연시간과 채터링이 정상범위 내 허용되어 임의 일시적이거나 영구적인 고장에 대응하는 센서 고장복구 알고리듬을 검증하였다.
목차
제 1 장 서 론 91.1 연구배경 91.2 연구동향 101.3 연구목적 111.4 연구내용 12제 2 장 센서의 고장 분석 142.1 센서의 고장 정의 142.2 센서의 고장 분석 14제 3 장 센서 Error 복구 알고리듬 173.1 시스템의 구성 173.2 작동 원리 18제 4 장 센서 Failure 복구 알고리듬 204.1 시스템의 구성 204.2 작동 원리 21제 5 장 센서 Error 복구 시험 및 성능평가 245.1 위치센서 Error 복구 시험 및 성능평가 245.2 전류센서 Error 복구 시험 및 성능평가 265.3 압력센서 Error 복구 시험 및 성능평가 28제 6 장 센서 Failure 복구 시험 및 성능평가 316.1 위치센서 Failure 복구 시험 및 성능평가 316.2 전류센서 Failure 복구 시험 및 성능평가 386.3 압력센서 Failure 복구 시험 및 성능평가 45제 7 장 센서 Error 복구 시험 적용 527.1 위치센서 Error 복구 시험 적용 557.2 전류센서 Error 복구 시험 적용 567.3 압력센서 Error 복구 시험 적용 58제 8 장 센서 Failure 복구 시험 적용 608.1 위치센서 Failure 복구 시험 적용 607.2 전류센서 Failure 복구 시험 적용 677.3 압력센서 Failure 복구 시험 적용 74제 9 장 결론 81* 참고문헌 83
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