근사 동상 전류 추정기를 이용한 평판 모터의 마이크로 스테핑 방식 전류 제어

Abstract

본 논문에서는 Proportional-Integral Feed Forward (PIFF) 제어기와 함께 근사 동상 전류 추정기를 이용하여 평판 모터의 전류 제어 방식을 제안한다. 일반적으로 정밀함을 위해 마이크로 스테핑 방식으로 모터를 구동하는데 마이크로 스테핑 방식으로 전류 제어를 하는 경우 고주파의 노이즈를 제거하기 위하여 저역 통과 필터를 많이 쓴다. 하지만 저역 통과 필터를 통해 필터링 된 전류는 전류의 위상 지연이나 전류의 크기 감소를 통해 전류 추종 성능을 하락 시킬 수 있다. 전류 추종 성능의 하락은 위치 추종 성능의 하락을 야기할 수 있으며 이는 평판 모터 제어의 정밀함을 낮추는 주요한 원인이 된다. 그리고 모터를 제어하는데 있어 모터의 상 저항과 상 인덕턴스로 인하여 전류 위상 지연과 전류 크기 감소의 문제가 역시 발생할 수 있다. 본 논문에서 제시하는 알고리즘은 근사 동상 전류 추정기를 이용하여 저역 통과 필터로 인한 전류의 왜곡 그리고 Proportional-Integral Feed Forward 제어기를 이용하여 상 저항과 상 인덕턴스로 인한 전류의 왜곡을 보상하는 알고리즘이다. 모의 실험을 통해 저역 통과 필터를 이용한 경우와 근사 동상 전류 추정기를 이용한 경우, 두 가지 경우를 비교 검증하였다. 모의 실험 결과 일반적인 저역 통과 필터를 이용했을 시 보다 근사 동상 전류 추정기를 이용했을 시 전류 추종 성능이 향상 됨을 확인할 수 있었으며 이를 통해 위치 추종 성능이 30% 정도 향상했음을 확인하였다.