:: The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication ::, Vol.19 No.1 | (2019) pp.225~229

높은 자기부상 정밀도를 갖는 자기베어링 제어기 개발

Seokwon Lee

(정회원, 한국산업기술대학교 메카트로닉스공학과)

Heon Huh

(정회원, 한국산업기술대학교 메카트로닉스공학과)

Abstract

자기베어링은 기계적인 마찰이 없고 안정적인 동역학 특성을 갖기 때문에 진공 및 청정 환경이나 고정도가 요구되는 분야에서 많이 활용되고 있다. 그러나 자기베어링은 다양한 장점에도 불구하고 일반적으로 제어기가 복잡해서 적용 범위의 확산이 제한적이다. 본 논문에서는 복잡도가 낮은 디지털 방식의 자기베어링 제어기를 제안하였다. 또한 디지털 제어기 성능 열화의 주된 원인인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정에서 발생하는 오류와 제어 알고리즘 구현상의 문제점들 을 분석하고 해결하였다. 제안한 제어기를 실제 자기베어링에 적용한 실험을 통해 제어기가 자기부상 목표 정밀도를 갖는 것을 확인하였다.
Magnetic bearings are widely used in vacuum and clean environments or in high-precision applications, because they have no mechanical friction and have stable dynamic characteristics. Despite the aforementioned advantages of magnetic bearings, their applications are generally limited due to the controller complexity. In this paper, we proposed a reduced-complexity digital controller for magnetic bearings. In addition, we analyzed and solved the problems, such as quantization errors in the analog-to-digital conversion and integral windup in a feedback controller, which are known as the main causes of performance degradation. Experiments showed that the proposed digital controller achieves a target magnetic levitation accuracy.
  Magnetic bearing; Magnetic levitation; Digital controller; Quantization error

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