공대생 말하는 고구마

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2023.02.24 - [Project/#3 PI-IP controller] - #3 BLDC(PMSM) [PI-IP controller] Simulation #3 BLDC(PMSM) [PI-IP controller] Simulation 1. Controller a = 1 : PI controller a = 0 : IP controller a = 0.5 : PI-IP controller 2-(1). [a=1] PI controller 지령속도 도달 [Simulation] [조건] 0~0.5s 동안, 1000rpm 일 때 PI controller [a=1] PI-IP controller [a=0.5] IP controller [a=0] Wrpm[r jgewjsrhdms.tistory.com => 위 실험의..

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2023.03.08 - [Study/Motor Control] - 전류 제어기[Current controller] 전류 제어기[Current controller] 부하의 속도나 위치를 제어하기 위해서는 직류 전동기의 토크 Te 를 제어할 필요가 있으며 이를 위해서 전기자 전류 ia를 제어할 필요가 있다. 0. PI(비례적분) 제어기의 특징 Kp와 Ki는 각각 비례 jgewjsrhdms.tistory.com 위 게시글에서 적분 제어기를 사용하면 정상상태 오차를 제거할 수 있음을 보았다. 적분 제어기는 현재 및 과거의 오차를 계속 적분하여 출력을 생성하기 때문이다. 전류 제어기에서 지령 전압을 출력하면 이를 전력 변환 장치에서 실제로 만들어 주어야 하는데, 이용 가능한 전원 전압 크기의 제한으로 인해 전력 ..

전동기의 전류 제어 또는 속도 제어를 위해 사용된 비례적분 제어기에서 원하는 응답특성을 얻을 수 있도록 이득을 선정하는 방법에 주파수 응답 특성을 분석해 원하는 응답 특성을 갖도록 이득을 선정 해야한다. 이러한 제어계 설계 시에는 통상 안정성, 응답성, 정상상태 오차의 세 가지 요소가 고려되어야 한다. 0. 주파수 응답(Frequency Response) 특성이란? 주파수 응답이란 어떤 선형 시스템에 일정한 진폭을 갖는 정현파 입력 신호 r(t)를 인가했을 때 정상상태에서 어떠한 출력 c(t)를 내는지 보이는 것이다. 입력 신호의 주파수에 따라 그 출력의 크기와 위상이 입력 신호와 달라질 수 있는데, 주파수 응답은 그 차이의 정도를 보여주는 것이다. 전달함수 G(s)에 따라 output이 달라진다. (1..

전동기의 속도를 제어하는 경우 전류 제어기를 내부 루프에 배치하고, 그 바깥 루프에 속도 제어기를 위치시켜 사용한다. 이 경우에 속도 제어기의 대역폭보다 전류 제어기의 대역폭을 충분히 크게(최소 5배 이상) 선정해야만 전류 제어가 속도 제어에 미치는 영향이 없고, 속도 제어의 응답성이나 안정성이 향상된다. 1. PI 속도 제어기 전류 제어기는 앞 게시글에서 보았듯이 대역폭 wcc를 갖는 1차 시지연 요소로 간주한다. 기계 시스템의 마찰 계수 B는 부하 토크 TL에 포함시켜 무시하였다. wcs는 개루프 전달함수의 이득이 0dB를 통과하는 주파수인 속도 제어기의 교차각 주파수이다. 즉, 속도 제어기의 대역폭이다. (개루프 주파수 응답의 교차각 주파수가 시스템의 대역폭이 된다 하였으므로 굳이 폐루프 주파수 응..

부하의 속도나 위치를 제어하기 위해서는 직류 전동기의 토크 Te 를 제어할 필요가 있으며 이를 위해서 전기자 전류 ia를 제어할 필요가 있다. 0. PI(비례적분) 제어기의 특징 Kp와 Ki는 각각 비례 제어기와 적분 제어기의 이득이다. 1/Tc (= Ki/Kp)은 PI 절점 주파수(Corner Frequency)이며 Tc는 PI 적분 시정수(Integral time constant)이다. 이 전달함수로부터 비례적분 제어기를 사용하면 대상 시스템의 개루프 전달함수에 s = 0의 극점과 절점 주파수 s = -Ki/Kp의 영점을 첨가하게 된다. 또한 적분기 1/s를 추가하면 정상상태 오차가 개선된다는 것을 보았는데, s = 0의 극점이 바로 그런 역할을 한다. PI 제어기의 사용으로 정상상태 오차를 개선할 ..

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..

0. Modeling 교수님께서 전류 제어기는 PI-IP로 설계하지 않아도 된다 하셨기에, 속도 제어기만 PI-IP로 설계하고 전류 제어기는 PI제어기로 설계하였다. 1. 기본 Parameter 설정 대역폭 Wcs는 속도 샘플링 주파수의 1/20~1/25 정도로 대역폭 Wcs를 선정하는 것이 바람직하다. 예를들어 전류 제어기의 대역폭 Wcc가 500Hz이고 속도 검출 주기가 2ms인 경우 속도 제어기의 대역폭 Wsc는 Wcc/5인 최대 100Hz(628 rad/s) 정도까지 선정하는 것이 가능하다. 그러나 속도의 샘플링 주파수가 500Hz(=1/2ms) 이므로, 대역폭 Wsc는 속도 샘플링 주파수의 1/20인 25Hz 이하로 선정하는 것이 바람직하다. => Wcc = 500Hz -> Wsc = 25Hz ..

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1. [a=1] PI controller Kps=0.04, Kis=0.5, Kas=25 [Monitiring] https://youtu.be/5d-6eaFx-IY PI monitoring 기존에 set된 PI controller를 돌렸을 때. motor는 부드럽게 돌아가고, 지령속도에 금방 도착한다. 2. [a=0.5] PI-IP controller Kps=0.04, Kis=0.5, Kas=25 [Monitiring] https://youtu.be/Du3dw3A-lkM PI-IP monitoring [Lab] https://youtu.be/8_bVu_Diom8 PI-IP Lab 실제 motor 회전. 육안상의 차이는 알수없다. Oscilloscope로 확인해야한다. 3. [a=1] PI-IP contro..

0. Study (1) Kp오차(error)에 순수하게 비례하여 들어가는 feedback - 적절히 크게 설정하여 bandwidth를 확보해야 한다. - 입력과 출력의 단위를 비교하여 Scale을 결정한다. - 초기 오차가 클 경우 너무 큰 비례 이득은 peaking을 유도한다. - Error가 비례이득 만큼 커져서 입력으로 들어 가는 것으로 Oscillation이 유도 될 수 있다. - 비례 이득이 클수록 빠른 응답을 확보할 수 있다. (2) Ki오차(error)의 적분 항 feedback - Steady-state오차를 없애준다. - 오차가 지속적으로 과도하게 적분 된 경우 응답 성능도 떨어트릴 수 있다. - 적분항을 reset하거나 적분항이 적용되는 trigger를 주거나 이렇게 조건부로 활용된다...