새로운 Auto-Tuning PI 제어 방법을 이용한 선형 추진 브러시리스 직류 전동기에 대한 위치 제어기 설계

최중경(Jung Keyng Choi),박승엽(Seung Yub Park),전인효(In Hyo Jun) 대한전자공학회 1999 대한전자공학회 학술대회 Vol.1999 No.6

휠인 모터 구동을 위한 제어 및 계측 시스템 설계

최중경(Jung-Keyng Choi) 한국지능시스템학회 2015 한국지능시스템학회논문지 Vol.25 No.4

본 논문은 회전 동력을 직접 바퀴에 전달하는 휠-인 직구동 모터를 제어 대상으로 하여 속도 계측 및 제어시스템을 설계하는 방법에 대한 논문이다. 지능 제어기로서 16비트급 모션제어 전용의 dsPIC30F2010 마이크로프로세서를 사용한다. 프로세서의 여러 기능 중 내부의 최소 기능인 시스템 클럭, PWM, I/O, Timer 및 통신만을 사용하였고, 홀 신호 계측 및 제어 소프트웨어 기능에 대한 동작 특성을 시험하였다. 또한 이러한 기능을 이용하여 PDFF 속도제어 프로그램을 구현하고, 그 실험 결과를 보인다. This paper suggests speed measurement and control system design methods to drive the Wheel-in Motor that is transfer rotational force to the hub of the wheel and drives it directly. The dsPIC30F2010 16 bit microprocessor specified to motion controller is used as a intelligent controller. The minimum functions of dsPIC30F2010, system clock, PWM output, I/O, timer, communication, applicable to motor control are used and operating characteristics of hall signal measurement and control software functions are tested. Also the algorithm including PDFF speed control program was implemented using this software functions and show the experimental results.

공간벡터 변조법을 적용한 BLOC 전동기에 대한 슬라이딩 모드 속도 제어기 설계

최중경(Jung Keyng Choi),박승엽(Seung Yub Park),황정원(Chung Won Hwang) 대한전자공학회 1999 대한전자공학회 학술대회 Vol.1999 No.6

채터링 저감특성을 갖는 정현파형 브러시리스 직류전동기 (BLDC Motor)의 적분 슬라이딩 모드 속도제어기 설계

김세일,최중경,박승엽,Kim, Sei-Il,Choi, Jung-Keyng,Park, Seung-Yub 대한전자공학회 2001 電子工學會論文誌-SC (System and control) Vol.38 No.2

본 논문에서는 정현파형 브러시리스 직류 전동기의 속도제어를 위해 두 개의 스위칭 라인에 의해 구성된 채터링 둔감영역을 갖는 가변구조 속도제어기를 설계한다. 슬라이딩 모드 과정중 과도상태에서 발생하는 고주파 채터링을 저주파로 한정시키기 위해 데드 존(Dead Zone) 함수의 도입을 제안하고, 정상상태에서의 채터링 감소 및 정상상태 오차를 제거하기 위해서는 제어입력에 지변이득을 적용한다. 제안된 데드 존 함수는 두 개의 스위칭 함수로 구성된 슬라이딩 영역을 표시하며 이 영역에 시스템의 상태가 존재 시 제어구조를 비례-적분 제어기로 변경하여 채터링이 발생하지 않으며 이 영역의 이탈 시만 가변구조제어를 적용하므로 채터링이 발생하게되어 과도상태의 고주파 채터링을 저주파로 감소시킬 수 있다. 설계된 속도 제어기에 대해 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 성능을 보인다. In this paper, a chattering alleviation VSS controller for the sinusoidal type BLDC motor is designed. Dead Zone function is proposed to change the chattering occurring in the transient state from high frequency to low frequency and time varying gains arc applied for the control input to eliminate the steady state excessive chattering in the conventional ISM. The proposed Dead Zone function represents the sliding layer composed of two switching surfaces and if a state vector exists in this layer, the chattering don't occur. Simulation and experimental results confirm the useful effects of the above algorithm.

자동 조립 및 공급을 위한 BLDC 서보 전동기 제어시스템 설계

심동석,최중경,Sim, Dong-Seok,Choi, Jung-Keyng 한국정보통신학회 2012 한국정보통신학회논문지 Vol.16 No.5

본 논문은 DSP 제어기와 IGBT 구동기를 이용하는 조립과 공급의 자동처리를 위한 BLDC 서보 모터 제어시스템 설계를 제안한다. 조립, 공급 자동처리 시스템은 다양한 동작을 위해 서보모터의 토크, 속도, 위치 제어를 필요로한다. 본 논문은 이러한 서보제어를 벡터제어와 공간벡터 PWM 기법을 이용하여 구현한다. 제어기의 CPU 로서 PWM 파형발생기, A/D 컨버터, SPI 통신 포트 및 많은 입/출력 포트를 갖는 TMS320F240 DSP를 채택하였다. 이 제어시스템은 메인 호스트 PC 가 위로부터의 명령을 전달하고 끝단의 서보제어기의 상태들을 모니터링하는 세 개의 부 DSP시스템을 관리하는 3레벨의 계층적 구조로 이루어져 있다. 각 부 DSP 시스템은 DSP와 IPM을 사용하여 BLDC 서보모터를 제어하는 8개의 BLDC 서보모터제어부를 운영한다. 호스트 시스템과 중간의 DSP는 RS-422을 이용하여 통신하며, 주프로세서와 제어기는 SPI 포트를 이용하여 통신한다. This paper presents a design of a BLDC servo motor control system for the auto process of assembly and supply using DSP(Digital Signal Processor) controller and IGBT driver. The assembly and supply auto processing system needs torque, speed, position control of servo motor for variable action. This paper implements those servo control with vector control and space vector PWM(Pulse Width Modulation) technique. As CPU of controller, TMS320F240 DSP was adopted because it has PWM waveform generator, A/D converter, SPI(Serial Peripheral Interface) port and many input/output port etc. This control system consists of 3-level hierarchy structure that main host PC manages three sub DSP system which transfer downward command and are monitoring the states of end servo controllers. Each sub DSP system operates eight BLDC servo controllers which control BLDC motor using DSP and IPM. Between host system and sub DSP communicate with RS-422, between main processor and controller communicate with SPI port.

BLDC 서보 모터 펌프를 이용하는 직동력(PBW) 구동시스템의 DSP 제어기 및 구동기 설계

주재훈,심동석,최중경,Joo, Jae-Hun,Sim, Dong-Seouk,Choi, Jung-Keyng 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.5

본 논문은 BLDC 서보모터 펌프를 사용하는 PBW(power-by-wire) 시스템을 위한 DSP(Digital Signal Processor) 제어기에 대한 연구를 제시한다. PBW 유압 엑츄에이터는 BLDC 서보모터에 의해 구동되는 유압펌프와 유압 실린더 그리고 제어기로 구현된다. 이 PBW 시스템은 유압 실린더의 선형 추진 동작을 위해 서보 모터의 속도 제어를 필요로 한다. 본 논문에서는 벡터 제어 방법과 MIN-MAX PWM 기술을 활용하는 서보 제어기를 구현한다. 제어기로서, PWM 파형발생기, A/D변환기, SPI(직병렬인터페이스) 포트 그리고 많은 입/출력 포트 등을 가지고 있는 이유로 TMS320F2812 DSP가 채택되었다. This paper presents a study on the DSP(Digital Signal Processor) controller for the PBW(power-by-wire) system using BLDC(Brushless Direct Current) servo motor pump. The PBW hydraulic actuator was realized with hydraulic pump driven by BLDC servo motor, hydraulic cylinder and controller. This PBW system needs speed control of servo motor for linear thrust action of hydraulic cylinder. This paper implements a servo controller with vector control algorithm and MIN-MAX PWM technique. As CPU of a controller, TMS320F2812 DSP was adopted because it has PWM waveform generator, A/D converter, SPI(Serial Peripheral Interface) port and many input/output port etc.

동기 전동기의 절대 위치 검출을 위한 엔코더 복합 신호의 분석

주재훈,김동현,최중경,Joo, Jae-Hun,Kim, Dong-Hyun,Choi, Jung-Keyng 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.5

최대 토크를 발휘하도록 정현파형 영구자석형 동기전동기를 구동하기 위해서는 회전자 절대위치에 동기화된 120도 위상차를 갖는 3상 정현파 전류 입력이 고정자 코일에 요구된다. 그러므로 회전자 절대위치 검출이 필연적이다. 그리고 고정자 자계와 회전자 자계 사이의 90도 위상 관계가 정류 동작에 의해 유지되어야 한다. 정류를 위한 절대 위치 검출은 일반적으로 모터 축에 부착된 엔코더 출력 신호의 분석에 의해 이루어진다. 본 연구는 현대의 엔코더 시스템을 부착한 모터의 절대위치를 검출 할 수 있는 신호처리 논리회로 설계를 목적으로 하며, 고정자 코일에 정현파 전류 입력을 만들어주기 위한 삼상 기준파형을 발생시킨다. For the driving of the sinusoidal type permanent magnet synchronous motor with a maximum continuous torque, the 1200 delayed three phase sinusoidal current inputs which matched with the absolute rotor position are needed at the stator coil. Therefore, the detection of a absolute rotor position is required inevitably. And the right angle relationship between stator magnetic field and rotor magnetic field has to be preserved at a stator by this commutation action. The detection of a absolute position for the commutation can be made generally by the output signal analysis of the encoder attached at a motor shaft. The purposes of this study are to design signal processing logic circuits which could detect the absolute position of motor with a modern encoder system and generate the three reference wave for making sinusoidal current input at a stator coil.

비상용 디젤 발전기 구동 및 모니터링을 위한 입출력 회로 설계

주재훈,김진애,최중경,Joo, Jae-Hun,Kim, Jin-Ae,Choi, Jung-Keyng 한국정보통신학회 2009 한국정보통신학회논문지 Vol.13 No.8

본 논문에서는 비상 디젤 엔진 발전기 제어 및 모니터링을 위해 제안된 디지털 기반의 입/출력 인터페이스 회로를 소매한다. 비상 발전기의 동작 상태를 모니터링 하고 제어하기 위해 제어 및 감시 회로는 5개의 아날로그 입력 채널과 2개의 픽업(Pick-up)코일 계측 회로, 브로컨 와이어(Broken Wire) 감지 기능을 가지는 10개의 디지털 입력 채널 및 7개의 릴레이 제어 신호 출력 채널이 요구된다. 본 연구에서는 아날로그 입력 단에 간단한 필터 회로와 포토커플러, 비교기 회로를 이용하여 입력 신호에 대한 신호처리를 수행하였으며, 중요한 릴레이 출력 신호들은 이중으로 단속될 수 있도록 설계하여 오동작을 철저히 방지하였다. 그리고 픽업코일 신호를 디지털 처리하는 회로를 적용하여 속도 신호 입력의 정확성을 향상 시켰다. This paper presents an digital based input/output interface circuit for controlling and monitoring the Diesel Engine Generator for emergency. In order to monitor and control of the Emergency Diesel Engine Generator, controlling and monitoring circuits need 5 analog input channels, 2 pick-up coil measuring circuits, 10 digital input channels containing Broken Wire Detect function, and 7 relay control signal output channels. This system performs signal processing of input signal taking advantage of simple filter circuit, photo-coupler and comparator circuit at analog input parts, and output signals for main relay is designed acting by double control, so it prevents malfunction completely. And it improves accuracy of speed input signal by applying digital circuit that processes rick-up coil signal.

온라인 동조 PI 제어기법을 이용한 영구자석형 동기전동기의 속도 제어기 설계

전인효,임상덕,최중경,박승엽,Jun, In-Hyo,Im, Sang-Duck,Choi, Jung-Keyng,Park, Seung-Yub 대한전자공학회 1998 電子工學會論文誌, S Vol.s35 No.12

본 논문은 브러시리스 직류 전동기의 속도제어를 위해 파라메타의 추정 없이 입력과 출력의 패턴을 관찰하여 PI 이득을 온라인(On-line)으로 설정하는 방법을 제안한다. 비례이득은 한계입력을 인가하여 가장 빠른 속도 상승을 유도하는 과정에서 설정되고, 적분이득은 비례제어 과정 중에 오버슈트 방지와 안정된 수렴이 적절히 이루어지도록 설정된다. 따라서 제안된 PI이득 조정은 온라인으로 제어와 동시에 수행됨으로써 시스템 파라메타 추정 등의 부가적인 작업이 필요 없다. 본 논문에서 제안하는 PI이득 조절기법은 직류전동기의 속도제어에 있어서 빠른 응답과 오버슈트 문제를 동시에 해결할 수 있고, 기존의 Auto-tuning 방법보다 간편하고 실용적이다. 컴퓨터 시뮬레이션과 실제 실험을 통하여 제안하는 방법의 유용성과 안정성을 보인다. In this paper, a method of on-line PI gain-tuninng is proposed for the speed control of brushless D.C. motor by investigating the pattern of input and output without estimating parameter. Proportional gain is tuned in the process to obtain a fast speed response by supplying the maximum constant input. And integral gain is appropriately tuned in the process of proportional control so that the response may be stably converged and the overshoot may be prevented. Therefore because both control and gain-tuning are executed concurrently, additional works that estimate parameters and so on aren't required in the proposed method. In the proposed method, both fast-response and overshoot problem are well solved, and it is more useful and convenient than existing auto-tuning methods in the speed control of D.C. motor. It is illustrated by simulations and experimental results that the proposed method is useful and stable.

Design of a Robust Speed Controller for Induction Motor

金善彬(Sun-Bin Kim),崔重暻(Jung-Keyng Choi),柳志潤(Ji-Yoon Yoo),朴貴泰(Gwi-Tae Park) 대한전기학회 1993 전기학회논문지 Vol.42 No.1