토크 각도제어기법을 적용한 스테핑 전동기의 위치제어 = Position Control of Stepping Motor using Torque Angle Control Scheme

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 스테핑 전동기의 고속 위치제어기를 제안하였다. 제안된 위치제어기는 폐루프 및 오픈루프 제어모드를 모두 가지고 있으며, 위치 제어를 위해 직접 토크 각도를 제어하는 방식을 적용하였다. 제안된 스테핑 전동기의 위치제어기는 고속 운전상태에서 위치결정 오차를 감소시키기 위해 메모리에 속도에 따른 내장된 토크 각도와 PI 제어기를 통하여 토크각도를 결정하는 폐루프 제어모드로 동작한다. 제안된 폐루프 제어모드에서 메모리에 내장된 토크각도는 선행적으로 속도에 따른 전동기의 토크각도를 룩-업 테이블로 저장하여 제어량을 결정하게 되므로, 빠른 응답특성을 가지게 되며, 부하 및 관성에 따른 위치오차는 PI 제어기의 제어량에 의해 보상되어질 수 있다. 또한, 저속 운전상태와 정지상태에서는 3가지로 구분된 오픈루프 제어모드가 각각 잔여 위치오차를 보정하게 되며, 급속 정지상태에서의 다이나믹 브레이크 동작을 지원하게 된다. 제안된 위치제어기는 2상 스테핑 전동기의 실시험을 통하여 그 성능을 검증하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper presents high speed position controller using stepping motor. The proposed position controller has close loop and open loop mode. In the high speed region, torque angle which is controlled by PI controller and memory based look-up table, is used to keep the reference position. The memory based look-up table produces a torque angle according to motor speed, and the PI controller can compensate the torque angle error. So, the fast dynamic response can be expected in the same position error. The open loop control mode which is divided by 3-modes control the actual position in the low speed and small position error. Each open loop modes are designed to reduce position error and dynamic brake in the stop command. The proposed position control scheme is verified by the practical stepping motor.

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