전기 피드백 직동형 서보 밸브에 관한 역 분석 (Reverse Analysis on a Direct Dive Servo Valve with Electric)

서지정보

· 발행기관 : 사단법인 유공압건설기계학회
· 수록지 정보 : 드라이브·컨트롤 / 10권 / 4호 / 22 ~ 28페이지
· 저자명 : 김성동, 안희욱

초록

본 연구에서 LVDT 스풀변위 피드백 기능을 가지는 직동형 서보 밸브에 관하여 역분석 (reverse analysis)을 수행하였으며, 주요한 결과는 다음과 같이 요약된다.
1) 스풀 복귀 스프링의 강성이 매우 높고 선형 힘모터의 전류의 수준 또한 1000mA 범위로 높다.
2) 스풀 스프링의 강성에 비교하여 스풀 질량은상대적으로 작으며 스풀질량–스프링계의 고유 주파수는 195 Hz로 매우 높다.
3) 비례⋅적분(PI) 제어 방법과 속도⋅가속도 피드백이 서보 증폭기에 적용되었다. 적분기 이득은 일반적인 PI 제어기의 적분 이득보다 훨씬 크다. 적분 이득이 매우 큰 경우에 시스템의 안정성이 떨어질 가능성이 높은데, 매우 큰 적분 이득과 시스템의 안정성을 향상시키기 위해 속도 ⋅가속도 피드백이 적용된 것으로 보인다.
4) 선형 모터의 구동 전류를 생성하는 부분에서비교적 정밀도가 떨어지는 PWM 제어방법이 사용되고 있지만 전류 피드백이 적용되고 있어서 선형 힘모터의 정밀한 전류 구동을 가능하게 한다.  ×  정도의 큰 적분기 이득은 전류 피드백 루프 안에서사용되는데, 전류 피드백 루프 전체의 전달함수는 일정한 비례이득의 비례제어로 생각할 수 있다. 즉, 단순한 전압-전류변환기로 간주 될 수 있다.
5) 선형 힘 모터는 자기 히스테리시스 특성을 가지는데, LVDT 전기 피드백은 히스테리시스 효과를보상해 줌으로써 서보 밸브의 출력 신호인 스풀 변위와 유량, 압력에서는 히스테리시스 효과를 거의 완벽하게 제거한다.

영어초록

Mechanical and electrical properties of a DDV(Direct Drive servo Valve) with electric feedback are analysed via reverse analysis technique in this work. The DDV is disassembled and mechanical parameters, such as spool mass, spring stiffness and port size are identified. The servo amplifier, which is built in the valve, is reversely analysed and the control scheme and gains for several control actions are also identified. The electrical feedback for spool displacement improves much better the valve performance, such as hysteresis and dynamic bandwidth frequency, than an ordinary mechanical feedback valve. Integrating control action with very large gain was adopted in the valve amplifier, and it seemed to give high performance.

참고자료

· 없음