권영욱
2000-07-10 13:05:45
9
432
알기쉽게 설명주셔서 대단히 감사합니다.
덕분에 이제서야 i제어의 대략적 개념이 정립되는 것같습니다.
사실 제어쪽은 전문이 아니라 몰라서 질문을 못하고 있는실정입니다.
우선 저희 제품의 제어시스템을 개략 설명하겠습니다.
롤러가 있습니다. 최종목표는 이롤러의 회전수(일반적 SETTING값 :약 35,000RPM)를 일정하게 유지하는 것입니다.
그런데 이롤러(지지점 마찰계수: 약0.001이하)는 자유상태(직접적 구동원은 없음 gd2=약0.07kG.mm2)로 마찰에의해 구동됩니다.
헌데 마찰구동롤러(gd=자유롤러보다 큼)는 강제구동을하며 점점 이차원적으로 속도를 변화합니다.(inv`상 1/100 resolution), 여기서 법선력(마찰력과의 법선력)은 약20kG정도(마찰계수 약 0.1)이고 slip은 거의 무시해되(자체관성이 있으므로)될정도입니다. 단지 강제구동롤러의 외경이 변함에 따른 제어편차만존재합니다.
강제롤러는 모터와 jaw type의 coupling(고무제 SPIDER내장 경도 Hs95이상)
으로 연결되어 있으며 진동상태는 약 G2.5이하수준(단체)으로 관리합니다.
SENSING방법은 치절과 자기근접센서(와전류)에 의해 구성됩니다.
이상으로 제가보는 시스템설명을 마치겠습니다. 좋은 조언 부탁드리겠습니다.
그리고 I제어답변중 DC COMPONENT의 의미를 조금만더 상세히 기술해 주셨으면합니다. DC라면 연속적 신호를 이야기하는 것으로 알고있는데 저히 센싱 원리로는 연속적 DC신호는 불가한것 같아서 반문을 합니다.
삼각파는 고민끝에 우연히 보게된 제어잡지에서 알게 되었습니다. 아마 말씀주신내용이 아닌가고 생각합니다.이상
덕분에 이제서야 i제어의 대략적 개념이 정립되는 것같습니다.
사실 제어쪽은 전문이 아니라 몰라서 질문을 못하고 있는실정입니다.
우선 저희 제품의 제어시스템을 개략 설명하겠습니다.
롤러가 있습니다. 최종목표는 이롤러의 회전수(일반적 SETTING값 :약 35,000RPM)를 일정하게 유지하는 것입니다.
그런데 이롤러(지지점 마찰계수: 약0.001이하)는 자유상태(직접적 구동원은 없음 gd2=약0.07kG.mm2)로 마찰에의해 구동됩니다.
헌데 마찰구동롤러(gd=자유롤러보다 큼)는 강제구동을하며 점점 이차원적으로 속도를 변화합니다.(inv`상 1/100 resolution), 여기서 법선력(마찰력과의 법선력)은 약20kG정도(마찰계수 약 0.1)이고 slip은 거의 무시해되(자체관성이 있으므로)될정도입니다. 단지 강제구동롤러의 외경이 변함에 따른 제어편차만존재합니다.
강제롤러는 모터와 jaw type의 coupling(고무제 SPIDER내장 경도 Hs95이상)
으로 연결되어 있으며 진동상태는 약 G2.5이하수준(단체)으로 관리합니다.
SENSING방법은 치절과 자기근접센서(와전류)에 의해 구성됩니다.
이상으로 제가보는 시스템설명을 마치겠습니다. 좋은 조언 부탁드리겠습니다.
그리고 I제어답변중 DC COMPONENT의 의미를 조금만더 상세히 기술해 주셨으면합니다. DC라면 연속적 신호를 이야기하는 것으로 알고있는데 저히 센싱 원리로는 연속적 DC신호는 불가한것 같아서 반문을 합니다.
삼각파는 고민끝에 우연히 보게된 제어잡지에서 알게 되었습니다. 아마 말씀주신내용이 아닌가고 생각합니다.이상
이제야 시스템의 상태를 알수 있을것 같습니다.
한테 피동 로울러는 알겠는데 구동 로울러의 어느 부분이 접촉하는지 Front view를 보니까 혼동이 됩니다. front view만으로 보면 피동 로울러와 구동로울러의 제일 큰 외경과 만나는것으로 되어 있는데 맞는지 모르겠네요.
1. 회전 편차 이유 가능성
가) 우선 35000RPM을 마찰만으로 구동시킬수 있는지가 문제 인것 같습니다. 그 이유는 35000RPM이면 약 초당 580회정도의 회전인데 이러한 회전 이면 진동에 의해서 두로울러 사이의 마찰 특성에 변화를 가져올것 같습니다. 국부적으로 붙었다 떨어졌다 할것 같다는 예기죠. 이러한 특성에 의해서 구동 로울러의 회전 속도 변화가 있을것 같습니다. 이런 경우는 두개의 로울러 회전 속도를 동시에 확인하여 AC component만을 비교해보셔야 두개의 로울러가 완전한 접촉에 의해서 동력을 전달하는지 확인할수가 있습니다. 또한 두개의 로울러의 radial 방향 변위를 gap sensor등을 통해 동일 위상으로 상하방향, 혹은 측방향,으로 진동을 하는지 확인을 해야 합니다. 이러한 기계적인 현상을 확실히 파악하지 않으면 제어는 아무 의미가 없습니다.
나) wave 현상이 나온다고 했는데 순수하게 제어관점에서 본다면 Intergal gain이 너무 크게 설정 된것 같습니다. intergral gain을 낮추고 P gain을 올려야 될것 같습니다. 그리고 제어하고자 하는 RPM error가 얼마인지 모르겠지만 가능한 시스템에 대한 모델을 만들고 제어기를 이용해서 제어를 Simulation해보세요. 그러면 모터의 토오크가 문제인지 제어방법의 문제인지 알수 있을것 같습니다. 그러면 적절한 PID gain이 얼마정도가 될지 예측해 볼수가 있읍니다. 추가적으로 PID제어가 안되면 Sliding mode control을 사용해보세요. 이것은 시스템에 대한 수학적 모형화가 되어 있어야 가능능합니다.
가장 중요한것은 아무리 좋은 제어방법을 적용하더래도 시스템 및 모타특성이 안좋으면 요구하는 특성만큼의 제어는 되지 않습니다. 가장 중요한것은 기계구조 시스템이 제대로 설계가 되었는지가 중요하고 제어방법은 액추에이터 및 시스템이 허락하는 범위에서 최고의 상태로 가능하게 되는것입니다. 흔히 제어만 하는 사람들은 제어방법만 좋다면 무었이든 된다고 생각하는데 이런 말하는 사람들은 자기가 무식하다는것을 자랑하고 다니는것 하고 동일 합니다. 우선 기계 시스템이 정상적으로 동작하고, 설계 되었는지 확인 하세요.
한테 피동 로울러는 알겠는데 구동 로울러의 어느 부분이 접촉하는지 Front view를 보니까 혼동이 됩니다. front view만으로 보면 피동 로울러와 구동로울러의 제일 큰 외경과 만나는것으로 되어 있는데 맞는지 모르겠네요.
1. 회전 편차 이유 가능성
가) 우선 35000RPM을 마찰만으로 구동시킬수 있는지가 문제 인것 같습니다. 그 이유는 35000RPM이면 약 초당 580회정도의 회전인데 이러한 회전 이면 진동에 의해서 두로울러 사이의 마찰 특성에 변화를 가져올것 같습니다. 국부적으로 붙었다 떨어졌다 할것 같다는 예기죠. 이러한 특성에 의해서 구동 로울러의 회전 속도 변화가 있을것 같습니다. 이런 경우는 두개의 로울러 회전 속도를 동시에 확인하여 AC component만을 비교해보셔야 두개의 로울러가 완전한 접촉에 의해서 동력을 전달하는지 확인할수가 있습니다. 또한 두개의 로울러의 radial 방향 변위를 gap sensor등을 통해 동일 위상으로 상하방향, 혹은 측방향,으로 진동을 하는지 확인을 해야 합니다. 이러한 기계적인 현상을 확실히 파악하지 않으면 제어는 아무 의미가 없습니다.
나) wave 현상이 나온다고 했는데 순수하게 제어관점에서 본다면 Intergal gain이 너무 크게 설정 된것 같습니다. intergral gain을 낮추고 P gain을 올려야 될것 같습니다. 그리고 제어하고자 하는 RPM error가 얼마인지 모르겠지만 가능한 시스템에 대한 모델을 만들고 제어기를 이용해서 제어를 Simulation해보세요. 그러면 모터의 토오크가 문제인지 제어방법의 문제인지 알수 있을것 같습니다. 그러면 적절한 PID gain이 얼마정도가 될지 예측해 볼수가 있읍니다. 추가적으로 PID제어가 안되면 Sliding mode control을 사용해보세요. 이것은 시스템에 대한 수학적 모형화가 되어 있어야 가능능합니다.
가장 중요한것은 아무리 좋은 제어방법을 적용하더래도 시스템 및 모타특성이 안좋으면 요구하는 특성만큼의 제어는 되지 않습니다. 가장 중요한것은 기계구조 시스템이 제대로 설계가 되었는지가 중요하고 제어방법은 액추에이터 및 시스템이 허락하는 범위에서 최고의 상태로 가능하게 되는것입니다. 흔히 제어만 하는 사람들은 제어방법만 좋다면 무었이든 된다고 생각하는데 이런 말하는 사람들은 자기가 무식하다는것을 자랑하고 다니는것 하고 동일 합니다. 우선 기계 시스템이 정상적으로 동작하고, 설계 되었는지 확인 하세요.
공지사항
답변에 대단히 감사드립니다.
좀더 격고나서 다시 질문드리겠습니다.