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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이영일
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수6
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전통적으로 3상 인버터의 출력 전압을 제어하기 위해 비례 적분(PI)제어기를 이용한 이중 루프 형태의 전압제어 방식이 주로 사용되어 왔다. 하지만, 내부 전류 제어를 위한 PI 제어기 설계 과정에 물리적인 입력 제약을 고려하지 않았으며 PI 제어이득을 결정하기 위한 해석적인 방법도 없다.
본 연구에서는 물리적 입력 제약 하에 주어진 비용함수를 최소화하는 내부 전류제어를 위한 모델 예측 제어기(MPC, Model Predictive Control)를 제안한다. 제안한 제어기는 기존 MPC와 다르게 비용함수를 최소화 하는 과정에서 수치적인 방법을 사용하지 않는다. 제안하는 MPC는 단순한 비교문과 오프라인에서 계산한 함수를 이용하여 비용함수를 실시간으로 최소화 하므로 계산량이 많지 않다. 제안된 알고리즘을 실제 3상 인버터에 적용하기 위하여 제어보드를 설계하였고, 설계된 제어보드는 12채널의 아날로그신호를 입력 받을 수 있다. 입력받은 아날로그 신호에 포함된 노이즈를 제거하기 위해 절연앰프를 사용하였으며, 전원과 그라운드를 단일화 시켜 전원 단에서 발생되는 노이즈를 최대한 줄여 주었다. 또한 12채널의 PWM신호를 출력 할 수 있도록 설계하여서 3상 인버터의 스위칭 입력을 만들어 줄 수 있다. 그리고 제안된 제어기를 구현하기 위해서 빠른 연산이 가능하며 부동소수점 연산을 지원하는 DSP TMS320F2885 프로세서 모듈을 사용하였다. 그리고 제안된 알고리즘을 검증하기 위해 PSIM 시뮬레이션을 활용하여 모의실험을 진행 하였고, 실제 실험에서는 선형부하, RL부하, 비선형부하실험을 진행하여 실험결과를 얻었다.
본 연구에서는 물리적 입력 제약 하에 주어진 비용함수를 최소화하는 내부 전류제어를 위한 모델 예측 제어기(MPC, Model Predictive Control)를 제안한다. 제안한 제어기는 기존 MPC와 다르게 비용함수를 최소화 하는 과정에서 수치적인 방법을 사용하지 않는다. 제안하는 MPC는 단순한 비교문과 오프라인에서 계산한 함수를 이용하여 비용함수를 실시간으로 최소화 하므로 계산량이 많지 않다. 제안된 알고리즘을 실제 3상 인버터에 적용하기 위하여 제어보드를 설계하였고, 설계된 제어보드는 12채널의 아날로그신호를 입력 받을 수 있다. 입력받은 아날로그 신호에 포함된 노이즈를 제거하기 위해 절연앰프를 사용하였으며, 전원과 그라운드를 단일화 시켜 전원 단에서 발생되는 노이즈를 최대한 줄여 주었다. 또한 12채널의 PWM신호를 출력 할 수 있도록 설계하여서 3상 인버터의 스위칭 입력을 만들어 줄 수 있다. 그리고 제안된 제어기를 구현하기 위해서 빠른 연산이 가능하며 부동소수점 연산을 지원하는 DSP TMS320F2885 프로세서 모듈을 사용하였다. 그리고 제안된 알고리즘을 검증하기 위해 PSIM 시뮬레이션을 활용하여 모의실험을 진행 하였고, 실제 실험에서는 선형부하, RL부하, 비선형부하실험을 진행하여 실험결과를 얻었다.
목차
요약 ⅰ표목차 ⅱ그림목차 ⅲ기호설명 ivI. 서 론 11. 연구배경 및 목적 12 기본 배경 지식 41). 3상 인버터 42). 회전좌표변환 83). 공간 벡터 PWM 11II. 모델예측제어기 설계 151. 3상 인버터의 수학적 모델링 152. 제어 알고리즘 203. 시뮬레이션 결과 24III. 실험장치 구성 291. 실험장치 291). 제어보드 설계 292). 전체시스템 구성 32IV. 실험 결과 341. 실험 방법 및 결과 341). 선형부하 실험방법 및 결과 342). RL부하 실험방법 및 결과 383). 비선형부하 실험방법 및 결과 41V. 결 론 44참고문헌 45영문초록(Abstract) 47감사의 글
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