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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 조관열
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 한국교통대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수6
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본 논문에서는 영구자석 동기전동기를 활용한 엘리베이터 도어 시스템을 구동함에 있어서 크게 세 가지 문제점에 대하여 해결 알고리즘의 제안 및 시뮬레이션과 실험으로서 검증한다.
첫 번째로 엘리베이터 도어는 아파트, 사무실 또는 병원 등의 설치환경에 따라 도어의 폭 및 사용자가 원하는 구동 시간에 따라서 속도 패턴이 다르게 나타나게 된다. 이에 따라서 설치자는 속도의 패턴 및 제어 파라미터를 수정 또는 튜닝(Tuning)해야 하는 문제점이 생기며 이는 곧 불필요한 시간 및 비용이 발생할 수 있다[1], [2].
따라서 본 논문에서는 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도어의 폭 및 구동시간이 변하더라도 수정 및 튜닝(Tuning)작업을 최소화 할 수 있도록 속도패턴을 설계하는 알고리즘에 대해서 제안하고 실험으로서 검증한다.
두 번째로 영구자석 동기전동기의 위치 및 속도제어를 위한 회전자 위치검출로서 일반적으로 엔코더가 많이 쓰인다. 양산 공정초기 엔코더의 부착에 따라서 회전자의 위치가 실제 회전자의 위치와 다르게 계측될 수 있다. 이렇게 다르게 계측된 엔코더 신호는 모터를 구동함에 있어서 효율 및 구동특성이 나빠질 수 있으므로 정확한 회전자의 위치를 찾기 위하여 6-step 정렬운전을 이용하여 회전자를 정렬시켜 계측된 엔코더 신호를 가지고 회전자의 초기 절대위치를 검출하기 위한 알고리즘을 제안하고 실험으로서 검증한다.
세 번째로 엘리베이터 도어의 폭에 따라서 도어의 무게 및 관성이 달라지는 문제점이 있다. 일반적으로 모터의 속도를 제어함에 있어서 비교적 설계가 쉽고 특성이 좋은 PI제어기가 많이 사용되는데 PI이득은 관성의 정보가 요구된다[3]. 위처럼 도어의 폭에 따라 관성이 달라지는 경우 변화된 관성을 알지 못한다면 속도응답은 오버슈트 및 진동하는 문제점이 생기므로 MRAS(Model Reference Adaptive System) 관측기를 이용하여 변화된 관성을 추정하여 추정된 관성으로 속도제어기의 제어이득을 선정할 경우의 속도 응답특성을 시뮬레이션 및 실험으로 비교 검증한다.
첫 번째로 엘리베이터 도어는 아파트, 사무실 또는 병원 등의 설치환경에 따라 도어의 폭 및 사용자가 원하는 구동 시간에 따라서 속도 패턴이 다르게 나타나게 된다. 이에 따라서 설치자는 속도의 패턴 및 제어 파라미터를 수정 또는 튜닝(Tuning)해야 하는 문제점이 생기며 이는 곧 불필요한 시간 및 비용이 발생할 수 있다[1], [2].
따라서 본 논문에서는 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도어의 폭 및 구동시간이 변하더라도 수정 및 튜닝(Tuning)작업을 최소화 할 수 있도록 속도패턴을 설계하는 알고리즘에 대해서 제안하고 실험으로서 검증한다.
두 번째로 영구자석 동기전동기의 위치 및 속도제어를 위한 회전자 위치검출로서 일반적으로 엔코더가 많이 쓰인다. 양산 공정초기 엔코더의 부착에 따라서 회전자의 위치가 실제 회전자의 위치와 다르게 계측될 수 있다. 이렇게 다르게 계측된 엔코더 신호는 모터를 구동함에 있어서 효율 및 구동특성이 나빠질 수 있으므로 정확한 회전자의 위치를 찾기 위하여 6-step 정렬운전을 이용하여 회전자를 정렬시켜 계측된 엔코더 신호를 가지고 회전자의 초기 절대위치를 검출하기 위한 알고리즘을 제안하고 실험으로서 검증한다.
세 번째로 엘리베이터 도어의 폭에 따라서 도어의 무게 및 관성이 달라지는 문제점이 있다. 일반적으로 모터의 속도를 제어함에 있어서 비교적 설계가 쉽고 특성이 좋은 PI제어기가 많이 사용되는데 PI이득은 관성의 정보가 요구된다[3]. 위처럼 도어의 폭에 따라 관성이 달라지는 경우 변화된 관성을 알지 못한다면 속도응답은 오버슈트 및 진동하는 문제점이 생기므로 MRAS(Model Reference Adaptive System) 관측기를 이용하여 변화된 관성을 추정하여 추정된 관성으로 속도제어기의 제어이득을 선정할 경우의 속도 응답특성을 시뮬레이션 및 실험으로 비교 검증한다.
목차
Ⅰ. 서 론 1Ⅱ. 엘리베이터 도어 시스템 32.1 엘리베이터 도어의 구조 32.2 속도 패턴의 설계 42.2.1 열림(Open) 패턴과 닫힘(Close) 패턴 42.2.2 재열림(Reopen) 패턴 8Ⅲ. 영구자석 전동기의 초기각 추정 113.1 초기각 추정의 필요성 113.2 초기각 추정 방법 16Ⅳ. MRAS를 활용한 관성 추정 214.1 관성 추정의 필요성 214.2 MRAS 관측 모델링 234.3 모의 해석 26Ⅴ. 실험 결과 315.1 실험 장비 315.2 구동 시퀀스 325.3 영구자석 동기전동기의 초기각 추정 335.4 엘리베이터 도어의 동작 355.4.1 열림(Open) 패턴과 닫힘(Close) 패턴 355.4.2 재열림(Reopen) 패턴 385.5 MRAS를 활용한 관성 추정 40Ⅵ. 결 론 45참고문헌 46Abstract 48
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