모터제어 일기장

피드포워드 제어기 설계 (1) - 이론 설명 마지막으로 피드포워드 제어기를 설계하면서 그동안 만들었던 제어기의 동작과 성능을 확인하고자 한다. 피드포워드(Feed-Forward) 또는 전향보상 제어기라고도 부른다. 전향보상의 뜻에는 앞서 zin9.tistory.com 지난 시간에는 이론에 대해 알아보았으니, 검증을 해볼 시간이다. 세 가지를 알아볼 것이다. 1. 피드포워드 게인을 변경함에 따라 나타나는 속도 지령의 분담률을 알아보자. 2. 피드포워드 게인을 변경함에 따라 나타나는 위치 편차를 알아보자. 3. 피드포워드 게인을 1.0(=100[%])보다 크게 하여 과보상한 경우의 결과를 알아보자. 1. 피드포워드 게인을 변경함에 따라 나타나는 속도 지령의 분담률을 알아보자. 속도 피드포워드 제어기의 게인을..

제어기설계 2023. 10. 29. 10:50

마지막으로 피드포워드 제어기를 설계하면서 그동안 만들었던 제어기의 동작과 성능을 확인하고자 한다. 피드포워드(Feed-Forward) 또는 전향보상 제어기라고도 부른다. 전향보상의 뜻에는 앞서 보상해준다는 의미를 담고 있다. 그렇다면 어떻게 전향보상을 해준다는 걸까? 먼저 그림 1을 보자. 1. 피드포워드 제어기 구조 피드포워드 제어기는 그림 1의 파란선으로 표시한다. 속도 지령은 속도지령1(=위치제어기의 출력)과 속도지령2(=위치지령의 미분항)의 합이 된다. 이 때의 속도지령2가 속도 피드포워드 제어기의 출력이다. 마찬가지로, 토크지령은 토크지령1(=속도제어기의 출력)과 토크지령2(=속도지령2의 미분항에 관성모멘트를 곱한 항)의 합이 된다. 이 떄의 토크지령2가 토크 피드포워드 제어기의 출력이다. 피드..

제어기설계 2023. 10. 29. 09:33

이번 시간에는 외란 관측기를 설계하기 위한 이론적인 접근을 할 것이다. 외란 관측기를 왜 설계하는가? 모터가 동작하는 동안에는 수많은 외란이 입력된다. 점성마찰, 쿨롱마창, 감속기 마찰, 중력 등 다양한 형태의 외란이 토크에 입력되버린다. 이러한 외란 토크로 인해 실제보다 낮은 토크가 발생하게 되어 속도를 작게 만들고, 심지어 지령에 대한 추종이 안 되는 경우가 발생한다. 이러한 상황 속에서도 모터의 관성모멘트, 마찰계수 등 최소한의 정보만 알고 있다면, 외란을 추정해서 토크 지령을 보상해줄 수 있다. 이러한 역할을 하는 것이 외란 관측기이다. "외란 관측기를 통해 추정된 토크를 전향보상해준다"라고 생각하면 된다. 외란 관측기를 설계하기 위해 상태 관측기에 대한 이론 설명을 하도록 한다. 상태 관측기란 ..

제어기설계 2023. 1. 8. 20:12

속도 제어기 설계 (2) - 설계 이론 이번 시간에는 속도 제어기의 설계 이론에 대해 알아보고자 한다. Simulink로는 속도 제어기까지만 설계할 것이다. 굳이 위치 루프를 하나 더 만들어서 연산 시간을 오래 걸리게 하고 싶지 않기 때 zin9.tistory.com 지난 시간에는 속도제어기 설계와 PI 게인값을 설정하는 법, 이론적인 내용을 다뤘다. 속도 제어기에는 오버슈트가 있는 상태이므로, 이를 조절하는 방법에 대해 알아보고자 한다. 지난 시간에 식(1)이 유도되는 것을 확인했으며, 이번 시간에는 식(2)로 절점 주파수를 계산하고자 한다. 즉, 주파수 응답에서 -3[dB]가 되는 절점 주파수를 계산할 것이다. 전달함수의 크기가 0.707이 되는 주파수가 절점 주파수 ωc가 되므로 식(3)을 계산하면..

제어기설계 2023. 1. 8. 18:17

속도 제어기 설계 (1) - 모터 파라미터 전류 제어기를 설계했으니 이제 속도 제어기를 설계해보자. DQ변환 때메 골머리를 먹었는데 어느정도 해결이 되어 글을 다시 써본다. 속도 제어기 설계는 (2) 장부터 보길 바란다. 이번 시간에는 zin9.tistory.com 속도 제어기 설계 (3) - PI 게인 조정 속도 제어기 설계 (2) - 설계 이론 이번 시간에는 속도 제어기의 설계 이론에 대해 알아보고자 한다. Simulink로는 속도 제어기까지만 설계할 것이다. 굳이 위치 루프를 하나 더 만들어서 연산 시간 zin9.tistory.com 이번 시간에는 속도 제어기의 설계 이론에 대해 알아보고자 한다. Simulink로는 속도 제어기까지만 설계할 것이다. 굳이 위치 루프를 하나 더 만들어서 연산 시간을 ..

제어기설계 2023. 1. 8. 16:48

전류 제어기를 설계했으니 이제 속도 제어기를 설계해보자.DQ변환 때메 골머리를 먹었는데 어느정도 해결이 되어 글을 다시 써본다. 속도 제어기 설계는 (2) 장부터 보길 바란다.이번 시간에는 시뮬레이션을 위해 중요한 단위 변환을 중점으로 소개하고자 한다. 속도 제어기를 설계하기 전에 모터 파라미터를 짚고 넘어가자.내가 설계한 제어기는 DQ 변환 중 "상크기 불변" 방식을 사용하기 때문이다.DQ 변환은 "전력 불변"과 "상크기 불변" 방식이 있다."전기기기 제어론(설승기 저)"이나 "모터제어(김상훈 저)"를 보더라도, "상크기 불변" 방식을 사용하여 수식을 표현하고 있다.Simulink는 "상크기 불변"방식을 사용하므로 각 신호의 스케일을 조정해줘야 한다.(이 과정에서 조금 화가 난다.) 먼저 Simulin..

제어기설계 2023. 1. 8. 14:20

전기 시스템에서 정의하는 용어는 다음과 같다. 회전 기계 시스템에서 정의하는 용어는 다음과 같다. 출처) 1. 모터제어 (DC.AC.BLDC Motors, 김상훈 저) - 1장 전동기의 기본 원리

제어기설계 2022. 12. 31. 15:47

전류제어기 설계 (1)이번 시간에는 전류 제어기의 설계에 대해 알아본다. 내 주된 공부 자료는 "전기기기제어론(설승기 저)"이기 때문에 교과서의 내용을 그대로 적은 부분도 있다. 설명하면서 "대역폭", "게인값 설zin9.tistory.com 지난 시간에 이어 전류 제어기 설계에 대해 자세히 알아보고자 한다. 소개할 내용은 다음과 같다.1. 전류 측정2. 안티와인드업 1. 전류 측정전류제어기 설계에서 가장 중요한 것은 전류 측정이다.센싱된 전류값은 가장 안 쪽의 전류 루프에 사용되기 때문에, 가능하면 센싱 주기가 빠르고 정확하게 측정되어야 전류제어기의 성능을 높일 수 있다.전류 측정은 MCU에 내장된 "DAC(Digital-Analog Converter)" 기능을 사용하거나 "Δ-Σ IC"를 사용할 수 ..

제어기설계 2022. 12. 22. 22:59