슬라이딩모드 제어를 이용한 MATS용 IPMSM의 위치제어에 관한 연구 = (A) Study on position control of IPMSM using the sliding mode controller for MATS

국문 초록 (Abstract)

본 논문은 최근 많이 사용하고 있는 IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 위치제어를 위하여 슬라이딩모드 제어와 PI제어를 함께 사용하는 방법을 제안하였다. 외란에 대하여 운전 궤적을 추정하는 특성이 뛰어난 슬라이딩 모드 제어의 장점과, 빠른 제어 응답성과 정상상태에서 리플이 적은 PI제어를 적절하게 적용하는 제어기법을 제안하였다. 슬라이딩 모드 제어는 오버슈트가 발생하지 않기 때문에 엘리베이터, 차량 간격 자동 제어(ACC : Adaptive Cruise Control), 미사일 위치 제어(MATS)에 적용할 수 있다. 엘리베이터, 차량 간격 자동 제어 등에 슬라이딩 모드 제어기를 적용 시 실시간으로 변화하는 파라미터와 외란에 강인한 제어 특성을 갖기 때문에 안정적이고 정확한 제어가 가능하다는 장점을 갖는다. 또한 슬라이딩 모드의 특성상 제어의 위치오차를 최소화 하여 미사일의 위치제어와 같은 안정적이고 정확한 위치제어를 필요로 하는 시스템에 적용이 가능하다. 2.2[kW] IPMSM이용하여 시뮬레이션과 실험으로 슬라이딩 모드 제어와 PI제어를 위치오차에 따라 비율적으로 적용하는 개선된 슬라이딩 모드 제어기의 성능을 검증하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor) Position for the sliding mode control with PI controller is proposed. Sliding controller has no overshoot, disturbance characteristics for the driver to estimate the trajectory of sliding mode control with excellent benefits and fast control response and low ripple in the steady state appropriate to apply the PI control is proposed control scheme Applying the sliding mode does not occur according to overshoot the elevator, automatic vehicle distance control (ACC: Adaptive Cruise Control), the missile can be applied to control the initial position. Elevator to the sliding mode controller applied, the gap in real-time parameter variations and disturbances automatic control variables that occur due to be applied where precise control is safe and has the advantage of being.. The advantages are that there is no overshoot its initial position, missile control, hazardous materials move through the simulation to verify the performance of IPMSM Position Control experiments performed using 2.2kw IPMSM sliding mode control and mixed PI control and improve performance of verified.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1-1. 연구배경 및 필요성 1
• 1-2. 논문의 구성 4
• 제 2 장 영구자석 동기 전동기의 수학적 모델링 5
• 2-1. 영구자석 동기 전동기의 구조 및 특징 5
• 2-2. 영구자석 동기 전동기의 등가 모델 및 등가 회로 7
• 2-3. 영구자석 동기 전동기의 d-q 변환 12
• 2-4. 영구자석 동기 전동기의 벡터도와 토크식 16
• 2-5. 공간전압벡터(SVPWM : Space Vector Pulse Width Modulation) 20
• 제 3 장 매입형 영구자석 동기 전동기의 벡터 제어 25
• 3-1. 매입형 영구자석 동기 전동기의 벡터 제어 25
• 3-2. 매입형 영구자석 동기 전동기의 MTPA 제어 27
• 제 4 장 슬라이딩 모드 제어기를 이용한 IPMSM 위치 제어 32
• 4-1. 슬라이딩 모드 원리 32
• 4-2. 슬라이딩 모드 제어기를 이용한 IPMSM 위치 제어 42
• 제 5 장 시뮬레이션 48
• 5-1. 시뮬레이션 배경 48
• 5-2. 시뮬레이션 결과 50
• 제 6 장 실험 결과 56
• 6-1. 실험장치의 구성 56
• 6-2. 실험 결과(정방향) 58
• 6-3. 실험 결과(역방향) 63
• 제 7 장 결 론 67
• 참고 문헌 68
• ABSTRACT 70