공대생 말하는 고구마

1. 폐루프 제어(Closed-Loop Control) : 피드백 제어 제어 대상값 Y(s)를 입력으로 피드백(Feedback)해서 그 목표 값 R(s)와 비교하여 그 오차가 작아지도록 제어 입력 값 U(s)를 변경하는 제어 방법이다. 이 경우 피드백을 위한 제어 대상 값의 검출용으로 센서가 필요하다. 폐루프 제어에서는 오차를 감소시켜주는 피드백 제어기 Gc(s)의 역할이 매우 중요하다. (1) 비례(Proportional, P) 제어기 비례 제어기는 현재 오차 e(t)(=r(t) - y(t))에 비례한 제어 입력값 u(t)를 출력한다. 따라서 오차가 크면 제어 입력 값이 커지고, 작으면 제어 입력 값이 작게 된다. 그 정도는 비례 이득(Gain) Kp에 의해 다음처럼 결정된다. 비례 제어기는 오차의 크..

1. 역기전력 정의 역기전력은 전류와 역방향, 즉 전류를 방해하는 방향으로 발생하는 전압 기호로는 e (순시값), E (실효값)로 표현한다. 2. 역기전력 기본 개념 자기장 B 내에 놓여있는 도체에 전압을 인가하여 전류 I 를 흐르게 하면 그림처럼 힘 F 가 발생하여 회전을 시작한다. (왼손 법칙) 자기장 B 내에서 도체가 힘 F 방향으로 움직이기 시작했기 때문에 처음 전류 I 와는 반대 방향으로 전류 I' 가 발생한다. (오른손 법칙) => 처음 전류 I 를 방해하는 I' 를 흐르게 하는 전압이 역기전력이다. 3. 모터와 발전기 모터는 모터이면서 발전기이며, 즉 모터와 발전기 동시에 작동 가능하다. 그래서 모터를 에너지 변환 장치라고 하며 전기 에너지를 일로 변환하면 모터, 역으로 일을 전기 에너지로 ..

1. SPMSM(Surface mounted PMSM) SPMSM은 영구자석이 회전자 주변으로 일정한 두께로 배치되어 있어 d축, q축 인덕턴스가 동일하다. SPMSM의 토크는 위 식 처럼 마그네틱 토크만 고려하면 된다. SPMSM은 설계시, 원호 형태의 자석이 필요하고, 표면에 부착하기 때문에 원심력에 의해 튕겨져 나갈 수 있어 어려움이 많다 하지만 자기회로가 간단해 비교적 간단한 제어 알고리즘으로 토크/속도 제어를 수행할 수 있다. 2. IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor) IPMSM은 영구자석이 회전자 주변으로 자석이 균일하지 않아 d축, q축 인덕턴스가 다르다. d축으로 봤을 때는 자석과 air gap이 동시에 존재하지만, q축으로 봤을 때는 ..

1. 변수 설정 float 형 설정 후 뒤에 'F' 를 붙여서 float인 것을 표시 extern : 외부 변수 사용 -> SelEncoder 라는 외부 변수 사용 : SelEncoder은 인버터 보드1의 J5 커넷터에 에코더 케이블이 연결되어 있을 경우 Expressions 창에서 "SelEncoder" 값을 "0"으로 설정. Uint16 같은 type은 표와 같이 사용 cc : Curent Control sc : Speed Control ul : unlimmit fb : feedback ff : feedfoward M2_inverter에 없는 부분 Uint16 align_mode = 1; // 초기값 1 Uint16 Forback_mode = 1; //초기값 0 2. M1_Inverter 3. M1_..

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1. 모터 제너레이터란 모터 제너레이터 (M-G) 세트는 공통 축을 통해 기계적으로 결합 된 모터 및 발전기로 구성된 복합 장치를 나타낸다. 실질적으로 모터 발전기 세트는 모터와 발전기가 연결된 오히려 단일 회로에 배치한다. 전력을 한 형식에서 다른 형식으로 변환하는 데 사용되는 장치입니다. 그것은 주로 전력을 다른 유형의 전력으로 변환한다. 모터 제너레이터 세트는 전원의 전압, 위상 및 주파수를 변환하는데도 사용된다. 또한 공급 라인에서 전기 부하를 분리하여 응용할 수 있다. 그림의 M-G세트에서 모터와 발전기는 단일 샤프트를 사용해 함께 연결된다. 그들은 단일 회 전자 주위에 감겨 있고 커플 링에 필요한 조건은 모터와 발전기의 정격 속도가 같아야한다는 것이다. 2. 모터 제너레이터 세트의 작동 원리 ..

1. 인버터의 정의와 사용 목적 인버터는 사전적으로 정의할 때 전기적으로 직류를 교류로 변환하는 역변환 장치라는 뜻을 갖게 된다. 하지만 FA 용어로 정의 시 인버터는 사전적 정의보다 좀 더 세부적인 의미를 갖게 되는데, FA 용어로 정의한 인버터는 상용 전원으로부터 공급된 전력을 입력받아 자체 내에서 전압과 주파수를 가변하고 전동기에 공급해 사용자가 전동기 속도를 효율적으로 이용할 수 있도록 제어하는 장치이다. 기본적으로 인버터를 사용하는 목적은 모터의 속도를 보다 효율적으로 제어하는 데에 있다. 2. 인버터의 장점 인버터로 모터 속도 제어 시 사용자가 얻을 수 있는 장점에는 ▲에너지 절약 ▲제품 품질 향상 ▲생산성 향상 ▲유지보수성 향상 ▲쾌적한 환경 ▲저소음화 등이 있다. 먼저 에너지 절약의 경우,..

*BLDC vs PMSM BLDC 모터와 PMSM 모터의 차이점은 감은 코일의 차이인데, BLDC는 각 상(Phase)당 한곳에 집중적으로 감은 것이고, PMSM은 각 상(Phase)을 분산시켜 감은 것이다. 차이점은 고토크, 고속이냐 고효율 정밀제어냐 차이이다. *역기전압의 형태에 따른 모터의 분류 1. 역기전력(Back-EMF)란? - 착자된 자석에 의해 stator coil에 유기되는 전압 - 회전 속도가 빠를수록, 강한 자석을 사용할 수록 높은 전압이 유기됨 모터가 회전하면, 회전자가 고정자 코일에 근접 이동하는데, 회전자(영구자석)에 의해 고정자 코일에 자기장에 변화가 생기기 때문에 역기전력(back-EMF)이 코일에 유도된다. 역기전력은 속도에 정비례한다. (back-EMF = RPM/V) 역..

0. 전기 모터의 분류 1. DC 모터 (1) Brushed DC motor 브러쉬 모터는 브러쉬의 접촉을 통해서 회전에 따라 전기자 전류의 극성이 바뀌게 된다. 따라서 기계적 소음과 전기적 잡음이 심하며 브러쉬의 소모로 내구성이 떨어진다는 단점이 있다. (2) BLDC motor (2)-1. BLDC 모터의 구조 (BRUSHLESS MOTOR) BLDC 모터는 브러쉬가 없는, 기계적 접촉이 없느 모터이다. stator은 코일, rotor은 영구자석으로 되어 있으며, 홀센서를 이용해 회전자의 극성을 파악하여 고정자 코일을 제어한다. 브러쉬가 없어 수명이 길고 내구성이 좋아 전기 자동차용으로 사용할 수 있는 모터이다. DC모터의 stator의 영구자석과 rotor의 코일이 바뀐 형태이다. BLDC 모터 구..

1. DC모터 위에 있는 장비들은 자르거나, 갈거나, 구멍을 뚫는 기계들로 고속으로 회전하는 모터를 사용하며 220V에 연결한다. 우리나라에서 일반적으로 사용하는 220V는 AC 혹은 교류전압이며, 이러한 AC 전압을 사용하는 모터를 AC 모터라고 한다. AC 모터는 동급출력을 내는 DC 모터에 비해서 상대적으로 저렴하며, 효율이 좋고, 수명이 길다는 장점이 있다. 때문에 큰 힘을 필요로 하는 공작기계 (위에 있는 장비들), 컴프레서 등에 많이 사용되곤 한다. 하지만, 속도 및 방향 제어가 까다롭다. 토크를 일정하게 하면서 속도를 제어하기 위해서는 주파수를 변조하거나, 코일에 유도전류를 만들어내는 시간차를 잘 조절해야 한다. 반면에, DC 혹은 직류전압을 사용하는 모터는 DC 모터라고 부르며, 아마 가장..

세상에는 여러 종류의 모터가 있습니다. 그 종류는 크게 서보모터, DC모터, BLDC, AC모터 그리고 이번에 다뤄 볼 엔코더 모터가 있습니다. 엔코더 모터는 DC모터에 엔코더가 부착되어 있는 모터로 속도 제어, 위치 제어에 용이하다. 1-1.엔코더 모터(Encoder motor) 엔코더 모터는 위치제어와 속도제어가 요구되는 곳에 사용된다. 엔코더에서 나오는 펄스의 개수로 위치제어를 할 수 있으며, 펄스 사이의 시간 간격을 이용하여 속도제어를 할 수 있다. 1-2.로터리 엔코더 로터리 엔코더는 회전하는 물체의 회전속도(각속도 등)을 측정하기 위해 사용되는 기기로서 엔코더의 회전축에 측정하고자 하는 회전체의 축을 서로 연결하여 돌아가는 방향과 횟수를 정밀하게 측정하는 것을 목표로 사용된다. 2.엔코더의 종..

=> 슈미트 트리거는 신호 노이즈를 제거하기 위한 소자이다. => Hysteresis & comparator 사용 1.특징 슈미트 트리거 입력은 양의 스위칭 임계값과 음의 스위칭 임계값 사이의 최소 분리를 제공하도록 설계되었다. 따라서 일반적인 CMOS 입력에서 진동 또는 과도한 전류 요구와 같은 문제를 일으킬 수 있는 노이즈가 있거나 느린 입력이 가능하다. 이러한 회로는 온도를 보상받으며 가장 느린 입력 램프에서 트리거 될 수 있으며 여전히 깨끗하고 지터가 없는 출력 신호를 제공한다. Low에서 High로 신호가 변경 될 때와 High에서 Low로 변경 될 때 동작되는 전압이 달리 동작한다. 슈미트 트리거 인버터를 이용하여 만든 발진기는 이 전압 차이를 이용한 발진기이다. 2.용도 완전한 구형파를 만들..

1.스위칭 레귤레이터의 기본 : 출력 피드백 제어 방식 스위칭 레귤레이터의 출력 전압은 기본적으로 안정화되어 있다. 즉, 설정한 전압치를 일정하게 유지하는 기능을 구비하고 있다. 이러한 안정화를 위해, 스위칭 레귤레이터는 출력을 제어 회로에 피드백한다. 제어 회로는 크게 분류하면 전압 모드 제어, 전류 모드 제어, 히스테리시스 제어의 3가지 방식이 있다. 전압 모드 제어 (PWM의 예) 전압 모드 제어는 가장 기본적인 방식이다. 피드백 루프를 통해, 출력 전압 만을 피드백 한다. 그리고, 에러 엠프에서 기준전압과 비교한 차분의 전압을 삼각파와 비교함으로써, PWM 신호의 펄스 폭을 결정하여 출력 전압을 제어한다. - 이 방식의 장점은 전압에만 해당하는 피드백 루프이므로 제어가 비교적 간단하고, ON 시간..

*PID control 1.PID 제어란? P만 사용하면 steady state의 에러가 생긴다. 정상 상태 오차를 없애려면 적분기(과거항)를 비례기와 나란하게 설치해야 한다. 적분기는 누적 합계를 유지하면서도 시간 경과에 따른 입력 신호의 총량을 계산한다. 이전에 일어났던 일에 대한 메모리가 존재한다. 플랜트가 원하는 고도 이하에서 정상 상태에 도달하면 오차항이 0이 아닌 상태가 되며, 0이 아닌 값이 적분되면 출력은 증가한다. 적분기 경로에서 이렇게 값이 높아지면 프로펠러 속도가 빨라지고 드론은 계속 상승하게 된다. 비례경로와 적분 경로는 함께 작동하며 오차를 0으로 낮춘다. If 오차가 너무 작기 때문에 비례경로는 사실상 0이지만, 이 시점에 드론은 여전히 상승하고 있기 때문에 적분 경로는 100r..

*평활회로 교류(AC)를 직류(DC)로 바꾸는 여러 과정 가운데 맥류를 완전한 직류로 바꾸어주는 전원공급장치이다. => 전원공급장치의 핵심이 되는 정류회로의 일부이다. -정류 교류를 직류로 바꾸는 것을 정류라고 하는데, 교류를 직류로 바꿀 때는 여러 전원공급장치가 필요하다. 교류 전압을 낮출 때 사용하는 감압회로가 감압 트랜스이다. 전압이 낮아진 교류 전원을 정류회로에서 + 전압만 존재하는 맥류로 걸러준다. -맥류 맥류란 +전압만 가진 전류이지만, 전압이 안정되지 않아 아직 완전한 직류가 아닌 전류를 말한다. 맥류는 다이오드를 통해 걸러진다. 이렇게 걸러진 맥류는 다시 완전한 직류로 바뀌는 과정을 거치는데, 이 때 사용하는 회로가 평활회로이다. 평활회로는 전압이 바뀌는 맥류를 일정한 전압으로 바꾸어주는 ..

*Capacitor (저주파에서 사용되는 용어, 큰 전류에서) 에너지를 전압의 형태로 저장하는 역할로 전압을 충전 또는 방전시킨다. Signal coupling(AC Coupling) Capacitor => 직류신호는 차단, 교류 신호는 통과 Decoupling or Bypass Capacitor => 회로에 노이즈를 분리(decouple)하고, 안정된 직류 전원만 통과(Bypass)되도록 하는 역할을 한다. => 커패시터를 GND에 연결해 노이즈를 흘려줌(노이즈는 교류신호이므로 통과) => LPF 커패시터를 직렬로 연결하면 전제 저항 값은 작아진다. 커패시터를 병렬로 연결하면 전체 저항 값은 커진다. *Inductor (저주파에서 사용되는 용어, 큰 전류에서) 에너지를 전류의 형태로 저장하는 역할로 전..

Ch5. 연산 증폭기 요약 정리 자료