전기식 2-축 대부하 플랫폼의 구동장치 설계에 관한 연구 (A Study on the Design of Electrical Driving System forTwo-axis Heavy Load Platform)

서지정보

· 발행기관 : 대한전자공학회
· 수록지 정보 : 전자공학회논문지 / 55권 / 2호 / 105 ~ 112페이지
· 저자명 : 최병창, 김종환

초록

본 논문에서는 2-축 대부하 플랫폼의 전기식 구동장치 설계에 관한 연구내용을 기술하였다. 2-축 대부하 플랫폼은 2 자유도를 가지면서 외부제어장치의 추적 명령에 대한 고각과 방위각을 구동한다. 고각 및 방위각은 서보모터와 일련의 기어박스를 포함하는 구동기를 통해 동시에 구동된다. 본 논문에서는 제안된 플랫폼 구조의 동역학 기반의 수학적 모델을 제시하였고, 최적의 제어기를 설계하고 전기적 성능의 시뮬레이션을 위해 매트랩/시뮬링크를 이용한 구동기의 모델을 개발하였다. 전류와 속도제어기는 비례적분과 안티와인드업 제어기로 구성되고, 각 제어기의 파라미터들은 오버슈트가 없는 위치응답특성과 최적의 성능을 도출 가능한 값으로 결정되었다. 2-축 대부하 플랫폼의 시제품은 제작되었고 시뮬레이션 결과를 검증하였다. 측정된 결과와 시뮬레이션 결과는 대체적으로 잘 부합하였고, 개발된 모델링은 정밀자세제어를 수행하는 다른 대부하 시스템의 설계 시 적용가능 할 것이라 판단된다.

영어초록

A design research of the electrical driving system for two-axis heavy load platform(THLP) is described in this paper. A THLP has two degrees of freedom and it drives desired elevation(pitch) and azimuth(yaw) angles for tracking commands of the external control unit. Elevation and azimuth motion axes are drived simultaneously by each actuators with servo motors and a set of gear-boxes. This paper presents the mathematical model based on dynamics of the proposed platform structure, and then develop the model of actuators using matlab/simulink for simulation of electrical performances, and design of optimal controllers. The speed and current controller consists of P-I parts and anti-windup controller and parameters of the each controllers are determined for optimum performances without overshoot of position response. The THLP prototype was fabricated and verified the effectiveness of simulation results. The measured results of the prototype showed a good agreement with the simulation results in generally and this developed modeling can be well applied for the design of any other heavy load system required accurate attitude control.

참고자료

· 없음