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충격 응답 해석을 이용한 외란에 강인한 전기식 직구동 모터 설계
기태석(Taeseok Ki),박윤식(Youn-sik Park),박영진(Youngjin Park) 한국자동차공학회 2010 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2010 No.11
직구동 모터의 가장 큰 장점은 기어를 사용하지 않기 때문에 위에서 백래쉬가 없고 마찰에 의한 에너지 손실이 없어 에너지 효일이 높다는 것이다. 또한 높은 강성과 정밀한 위치제어도 가능하다. 하지만 직구동모터는 일반 모터에 비해 외란에 취약하다는 단점 또한 지니고 있다. 따라서 본 논문에서는 이렇게 외란에 취약한 직구동 모터의 단점을 외란에 강건한 구조적 설계 방안을 제안함으로써 해결하고자 한다. 현재 연구 대상인 직구동 모터는 전기식 모터의 가장 중요한 이슈는 영구 자석과 코일 권선 사이에 존재하는 아주 작은 공극(약1㎜)의 간격 유지이다. 직구동 모터가 차체에 탑재되어 주행할 경우 바닥으로부터 차체를 통해 진동이 입력되어, 이러한 공극이 변하거나 없어질 수 있다. 따라서 주어진 3가지의 모터 설계 방안에 대해, 약 30g의 가속도를 입력하여 충격 응답 해석을 통해 공극의 변화를 예측한다. 이를 토대로 각각의 설계 방안이 가지는 문제점과 그 원인 및 장점을 파악하고, 가장 외란에 강건한 설계 방안을 선택한다.
외란이 충격 신호일 때 공극 추정을 위한 직구동 모터의 관측 가능한 수학적 모델 수립
기태석(Taeseok Ki),박윤식(Youn-sik Park),박영진(Youngjin Park) 제어로봇시스템학회 2012 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.18 No.7
Observable mathematical model of DDM (Direct Dirve Motor) was suggested. The motor that operates the object system directly is called DDM. DDM has many strong points, however, it has a significant disadvantage, that it is more sensitive to the external force than the motor with reduction gear. In other word, if the force is applied, air gap of the motor can be perturbed. This causes not only difficulty in motor control but also even more serious problem, such as the breakdown of motor. However, if the air gap variation can be estimated, it can help prevent these problems. DDM should be modeled to estimate the air gap variation. The type of researched DDM is PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor) and precedent model of PMSM includes only characteristics of electro-magnetic system and rotational motion. However, suggested model should also include characteristics of translational motion of rotor to estimate the air gap variation. Also, this model should satisfy observability condition, because state observer is designed based on this model.
기태석(Taeseok Ki),박윤식(Youn-sik Park),박영진(Youngjin Park) 대한기계학회 2011 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2011 No.5
Direct drive motor has many strengths. However, it also has a typical problem that weak at disturbance. When disturbance applied, air gap, the distance between stator and rotor, is changed and it can cause difficulty of motor position control and even breakdown of a motor. Therefore, problems that caused by disturbance, can be controlled by measuring the change of air gap. In this paper, new air gap measuring method is suggested. Predicting the change of air gap by doing dynamic analysis of the DDM and current measuring. Also do the feasibility test by simulation to know about possibility of a new method.
박익수(Iksoo Park),홍석현(Seokhyun Hong),기태석(Taeseok Ki),박정우(Jungwoo Park) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.12
고체 추진제를 연료로 사용하는 DACS의 압력 및 추력을 동시에 제어하기 위한 제어기법을 제안하였다. 두 제어변수를 효과적으로 제어하기 위하여 각 변수의 물리적 특성을 고려한 연속형 루프 닫힘구조를 적용하였고, 부정정 구조를 가진 제어명령의 분배를 효율적으로 해결하기 위하여 가중벡터를 이용한 의사 역행열 기법을 적용하였다. 아울러 높은 가속도를 안정적으로 획득하기 위하여 압력 유도기법을 종말 호밍구간에 적용함으로써 추력과 압력에 관한 명령 분배의 효용성을 입증하였다. The control law for simultaneous pressure and thrust control of solid DACS is suggested. To regulate the two variables effectively, the control structure of sequential loop closer is applied to the system considering the physical characteristics of each variable and the weighted pseudo-inverse method is designed to allocate effective command for indeterminate system. Also, the pressure guidance law for safe and high acceleration is applied to the homing stage to verify the effectiveness of the command distribution.