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확장된 슬라이딩 모드 관측기를 이용한 SPMSM(Surface-mounted Permanent Magnet Synchronous Motor) 구동 시스템 기계 파라미터 추정 장치로서, 확장된 슬라이딩 모드 관측기로 구현되고, SPMSM을 구동하는 모터 구동 시스템으로부터 dq 좌표계의 q축 전류(iq), SPMSM의 회전 각속도(ω) 및 회전자 쇄교 자속 추정치()를 입력받아, 점성 감쇄 계수 추정치(), 관성 모멘트 추정치() 및 부하 토크 추정치()를 각각 생성하여 상기 모터 구동 시스템으로 출력하는 제 1 추정부, 제 2 추정부 및 제 3 추정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 확장된 슬라이딩 모드 관측기를 이용한 SPMSM 구동 시스템 기계 파라미터 추정 장치
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제 1 항에 있어서, 상기 1 추정부는 점성 감쇄 계수 추정치()를 상기 제 2 추정부로 출력하고, 상기 제 2 추정부는 상기 점성 감쇄 계수 추정치()를 확장된 슬라이딩 모드 관측기에 적용하여 상기 관성 모멘트 추정치()를 생성하는 것을 특징으로 하는 확장된 슬라이딩 모드 관측기를 이용한 SPMSM 구동 시스템 기계 파라미터 추정 장치
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제 1 항에 있어서, 상기 1 추정부는 상기 점성 감쇄 계수 추정치()를 상기 제 2 추정부 및 상기 제 3 추정부로 출력하고, 상기 2 추정부는 상기 점성 감쇄 계수 추정치()를 상기 제 3 추정부로 출력하며, 상기 제 3 추정부는 상기 점성 감쇄 계수 추정치() 및 상기 관성 모멘트 추정치()를 확장된 슬라이딩 모드 관측기에 적용하여 상기 부하 토크 추정치()를 생성하는 것을 특징으로 하는 확장된 슬라이딩 모드 관측기를 이용한 SPMSM 구동 시스템 기계 파라미터 추정 장치
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제 1 항에 있어서, 동기속도로 회전하는 dq 좌표계상 SPMSM의 연속시간 토크-속도 상태방정식은 아래의 수학식 1 및 2로 표현되고,[수학식 1][수학식 2]상기 제 1 추정부, 상기 제 2 추정부 및 상기 제 3 추정부는, 상기 수학식 1 및 수학식 2에 기초하여 아래의 수학식 3 및 수학식 4에 의해서 설계되는 확장된 슬라이딩 모드 관측기로 구현되며,[수학식 3][수학식 4]J0 는 관성모멘트 공칭값을, ΔJ는 실제 관성 모멘트와 공칭값 간의 차이를, B0 는 점성 감쇄 계수의 공칭값을, ΔB는 실제 점성 감쇄 계수와 공칭값 간의 차이를, Pp는 SPMSM의 극수를, 은 슬라이딩 모드 이득을, 은 슬라이딩 모드 관측기 이득을, 는 파라미터 오차 정보를 포함하는 외란항을, 은 파라미터 오차 정보를 포함하는 외란항의 추정값을, 는 슬라이딩 모드 평면 ()를 각각 나타내는 것을 특징으로 하는 확장된 슬라이딩 모드 관측기를 이용한 SPMSM 구동 시스템 기계 파라미터 추정 장치
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제 4 항에 있어서, 상기 제 1 추정부는 일정한 시간동안 SPMSM이 두 가지의 서로 다른 등속도(,)로 회전하도록 제어되는 동안에, 상기 수학식 4를 적분하여 각 속도에서의 오차항의 추정치(,)를 구하고, 아래의 수학식에 따라서 점성 감쇄 계수 추정치()를 생성하여상기 제 2 추정부, 상기 제 3 추정부, 및 상기 모터 구동 시스템으로 출력하는 것을 특징으로 하는 확장된 슬라이딩 모드 관측기를 이용한 SPMSM 구동 시스템 기계 파라미터 추정 장치
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제 5 항에 있어서, 상기 제 2 추정부는점성 감쇄 계수의 공칭값(B0)이 상기 제 1 추정부로부터 입력된 점성 감쇄 계수 추정치()로 대체된 상기 수학식 3 및 상기 수학식 4에 의해서 설계되는 확장된 슬라이딩 모드 관측기로 구현되며,일정한 시간동안 SPMSM이 두 가지의 서로 다른 등가속도 또는 등감속도(,)로 회전하도록 제어되는 동안에, 상기 수학식 4를 적분하여 각 속도에서의 오차항의 추정치(,)를 구하고, 아래의 수학식에 따라서 관성 모멘트 추정치()를 생성하여상기 제 3 추정부 및 상기 모터 구동 시스템으로 출력하는 것을 특징으로 하는 확장된 슬라이딩 모드 관측기를 이용한 SPMSM 구동 시스템 기계 파라미터 추정 장치
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제 6 항에 있어서, 상기 제 3 추정부는점성 감쇄 계수의 공칭값(B0)이 상기 제 1 추정부로부터 입력된 점성 감쇄 계수 추정치()로 대체되고, 관성 모멘트 공칭값(J0)이 관성 모멘트 추정치()로 대체된 상기 수학식 3 및 상기 수학식 4에 의해서 설계되는 확장된 슬라이딩 모드 관측기로 구현되며,상기 수학식 4를 적분하여 오차항의 추정치()를 구하고, 아래의 수학식에 따라서 부하 토크 추정치()를 생성하여상기 모터 구동 시스템으로 출력하는 것을 특징으로 하는 확장된 슬라이딩 모드 관측기를 이용한 SPMSM 구동 시스템 기계 파라미터 추정 장치
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확장된 슬라이딩 모드 관측기를 이용하여 구현된, SPMSM(Surface-mounted Permanent Magnet Synchronous Motor) 구동 시스템 기계 파라미터 추정 장치에서 수행되는 SPMSM 구동 시스템 기계 파라미터 추정 방법으로서, (a) 상기 기계 파라미터 추정 장치가 SPMSM을 구동하는 모터 구동 시스템으로부터 dq 좌표계의 q축 전류(iq), SPMSM의 회전 각속도(ω) 및 회전자 쇄교 자속 추정치()를 입력받는 단계;(b) 상기 기계 파라미터 추정 장치가, 상기 q축 전류(iq), 상기 SPMSM의 회전 각속도(ω) 및 상기 회전자 쇄교 자속 추정치()를 적용한 확장된 슬라이딩 모드 관측기를 이용하여 점성 감쇄 계수 추정치()를 생성하여 상기 모터 구동 시스템으로 출력하는 단계; (c) 상기 기계 파라미터 추정 장치가, 상기 q축 전류(iq), 상기 SPMSM의 회전 각속도(ω) 및 상기 회전자 쇄교 자속 추정치()를 적용한 확장된 슬라이딩 모드 관측기를 이용하여 관성 모멘트 추정치()를 생성하여 상기 모터 구동 시스템으로 출력하는 단계; 및(d) 상기 기계 파라미터 추정 장치가, 상기 q축 전류(iq), 상기 SPMSM의 회전 각속도(ω) 및 상기 회전자 쇄교 자속 추정치()를 적용한 확장된 슬라이딩 모드 관측기를 이용하여 부하 토크 추정치()를 생성하여 상기 모터 구동 시스템으로 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 SPMSM 구동 시스템 기계 파라미터 추정 방법
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제 8 항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 상기 기계 파라미터 추정 장치는 상기 점성 감쇄 계수 추정치()를 확장된 슬라이딩 모드 관측기에 적용하여 상기 관성 모멘트 추정치()를 생성하는 것을 특징으로 하는 확장된 슬라이딩 모드 관측기를 이용한 SPMSM 구동 시스템 기계 파라미터 추정 방법
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제 8 항에 있어서, 상기 (d) 단계에서 상기 기계 파라미터 추정 장치는 상기 점성 감쇄 계수 추정치() 및 상기 관성 모멘트 추정치()를 확장된 슬라이딩 모드 관측기에 적용하여 상기 부하 토크 추정치()를 생성하는 것을 특징으로 하는 확장된 슬라이딩 모드 관측기를 이용한 SPMSM 구동 시스템 기계 파라미터 추정 방법
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제 8 항에 있어서, 동기속도로 회전하는 dq 좌표계상 SPMSM의 연속시간 토크-속도 상태방정식은 아래의 수학식 1 및 2로 표현되고,[수학식 1][수학식 2]상기 기계 파라미터 추정 장치는, 상기 수학식 1 및 수학식 2에 기초하여 아래의 수학식 3 및 수학식 4에 의해서 설계되는 확장된 슬라이딩 모드 관측기를 이용하며,[수학식 3][수학식 4]J0 는 관성모멘트 공칭값을, ΔJ는 실제 관성 모멘트와 공칭값 간의 차이를, B0 는 점성 감쇄 계수의 공칭값을, ΔB는 실제 점성 감쇄 계수와 공칭값 간의 차이를, Pp는 SPMSM의 극수를, 은 슬라이딩 모드 이득을, 은 슬라이딩 모드 관측기 이득을, 는 파라미터 오차 정보를 포함하는 외란항을, 은 파라미터 오차 정보를 포함하는 외란항의 추정값을, 는 슬라이딩 모드 평면 ()를 각각 나타내는 것을 특징으로 하는 확장된 슬라이딩 모드 관측기를 이용한 SPMSM 구동 시스템 기계 파라미터 추정 방법
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제 11 항에 있어서, 제 (b) 단계에서상기 기계 파라미터 추정 장치는, 일정한 시간동안 SPMSM이 두 가지의 서로 다른 등속도(,)로 회전하도록 제어되는 동안에, 상기 수학식 4를 적분하여 각 속도에서의 오차항의 추정치(,)를 구하고, 아래의 수학식에 따라서 점성 감쇄 계수 추정치()를 생성하여상기 모터 구동 시스템으로 출력하는 것을 특징으로 하는 확장된 슬라이딩 모드 관측기를 이용한 SPMSM 구동 시스템 기계 파라미터 추정 방법
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제 12 항에 있어서, 상기 (c) 단계에서상기 기계 파라미터 추정 장치는, 점성 감쇄 계수의 공칭값(B0)이 상기 점성 감쇄 계수 추정치()로 대체된 상기 수학식 3 및 상기 수학식 4에 의해서 설계되는 확장된 슬라이딩 모드 관측기를 이용하여,일정한 시간동안 SPMSM이 두 가지의 서로 다른 등가속도 또는 등감속도(,)로 회전하도록 제어되는 동안에, 상기 수학식 4를 적분하여 각 가속도 또는 감속도에서의 오차항의 추정치(,)를 구하고, 아래의 수학식에 따라서 관성 모멘트 추정치()를 생성하여상기 모터 구동 시스템으로 출력하는 것을 특징으로 하는 확장된 슬라이딩 모드 관측기를 이용한 SPMSM 구동 시스템 기계 파라미터 추정 방법
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제 13 항에 있어서, 상기 (d) 단계에서상기 기계 파라미터 추정 장치는, 점성 감쇄 계수의 공칭값(B0)이 점성 감쇄 계수 추정치()로 대체되고, 관성 모멘트 공칭값(J0)이 관성 모멘트 추정치()로 대체된 상기 수학식 3 및 상기 수학식 4에 의해서 설계되는 확장된 슬라이딩 모드 관측기를 이용하며,상기 수학식 4를 적분하여 오차항의 추정치()를 구하고, 아래의 수학식에 따라서 부하 토크 추정치()를 생성하여상기 모터 구동 시스템으로 출력하는 것을 특징으로 하는 확장된 슬라이딩 모드 관측기를 이용한 SPMSM 구동 시스템 기계 파라미터 추정 방법
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