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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김석균
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 한밭대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수14
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본 논문에서 다루는 제어 시스템의 대상인 BLDC 모터는 서보 시스템의 기계부로 사용되고 고효율 및 고신뢰성을 요구한다. 기계적인 접촉을 제거하여 발열 문제를 해결하고 수명을 향상시킴으로써 DC 모터의 한계를 극복했다. 하지만 전자적인 정류 실현을 위해 센서 신호의 피드백과 로직이 필요하다.
본 논문에서는 속도 및 가속도 추정을 위한 모델 독립형 속도 및 가속도 필터링 기술을 제안했다. 해당 속도 및 가속도 필터링 기술은 운전 조건에 따라 크게 바뀔 수 있는 파라미터 정보를 전혀 요구하지 않는다. 전류 피드백이 존재하지 않기 때문에 정밀함이 요구되는 전류 ADC 과정이 배제되어 전류 센서 고장에 강인하고 구매 비용을 제거할 수 있다. 본 논문에서 제안한 필터링 기술의 첫 번째 특징으로는 비선형 DOB의 차수 증가를 통해 고주파 외란 억제 성능을 유지하면서 속도 및 가속도 필터링의 성능을 보장한 것이다. 두 번째 특징은 이득 값 조정을 위한 행렬 연산 과정 없이 성능 복원 성질을 보장함으로써 필터링 성능을 일관되게 보장한다는 것이다. 본 연구에서는 제안한 필터링 성능을 확인하기 위해 기존 필터링 성능인 저역통과 필터 기술, Luenberger형 필터 기술과 비교하여 실험 데이터를 확보했다. 테스트 모터(400W BLDCM)와 부하 모터(700W PMSM)로 구축된 BLDC 다이나모 환경에서 실험을 진행하였고 제어기 구축을 위해 TI사의 LAUNCHXL-F28379D와 모터 드라이버 BOOSTXL-DRV8305를 사용했다. 또한 실시간 파형 획득을 위하여 Peak CAN 모듈과 MATLAB/Simulink를 사용하여 통신 환경을 구축했다.
본 논문에서는 속도 및 가속도 추정을 위한 모델 독립형 속도 및 가속도 필터링 기술을 제안했다. 해당 속도 및 가속도 필터링 기술은 운전 조건에 따라 크게 바뀔 수 있는 파라미터 정보를 전혀 요구하지 않는다. 전류 피드백이 존재하지 않기 때문에 정밀함이 요구되는 전류 ADC 과정이 배제되어 전류 센서 고장에 강인하고 구매 비용을 제거할 수 있다. 본 논문에서 제안한 필터링 기술의 첫 번째 특징으로는 비선형 DOB의 차수 증가를 통해 고주파 외란 억제 성능을 유지하면서 속도 및 가속도 필터링의 성능을 보장한 것이다. 두 번째 특징은 이득 값 조정을 위한 행렬 연산 과정 없이 성능 복원 성질을 보장함으로써 필터링 성능을 일관되게 보장한다는 것이다. 본 연구에서는 제안한 필터링 성능을 확인하기 위해 기존 필터링 성능인 저역통과 필터 기술, Luenberger형 필터 기술과 비교하여 실험 데이터를 확보했다. 테스트 모터(400W BLDCM)와 부하 모터(700W PMSM)로 구축된 BLDC 다이나모 환경에서 실험을 진행하였고 제어기 구축을 위해 TI사의 LAUNCHXL-F28379D와 모터 드라이버 BOOSTXL-DRV8305를 사용했다. 또한 실시간 파형 획득을 위하여 Peak CAN 모듈과 MATLAB/Simulink를 사용하여 통신 환경을 구축했다.
목차
표 목 차 ⅲ그 림 목 차 ⅲ사 진 목 차 ⅲ국 문 요 약 ⅳⅠ. 서 론 1Ⅱ. BLDC 모터의 거동 방정식 31. 전기자 회로 52. 기계 시스템 63. 문제 정립 7Ⅲ. 외란 관측기 기반 모델 독립형 필터 81. 외란 관측기 기반 필터 설계 82. 필터링 거동 분석 10(1) 속도 및 가속도 추정 거동 101) 1차 속도 추정 거동 102) 2차 가속도 추정 거동 11(2) 수렴성 131) 가속도 수렴성 132) 출력 및 속도 수렴성 16Ⅳ. 실 험 18- ii -1. 실험 환경 182. 성능 검증을 위한 속도 제어기 193. 튜닝 절차 20(1) 제안한 필터 20(2) 속도 제어기 204. 실험 결과 21(1) 속도 추종 성능 비교 21(2) 부하 인가 시 속도 유지 성능 비교 21Ⅴ. 결 론 23Ⅵ. 참고문헌 24ABSTRACT 26
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