圓錐形磁氣베어링으로 支持된 高速姸削機 로터의 精密振動制御 = A Precise Vibration Control for High Speed Grinding Rotor Supported by Cone-Shaped Active Magnetic Bearings|RISS 상세보기

국문 초록 (Abstract)

이 논문에서는 원추형 자기베어링으로 지지된 고속 연삭기 로터의 정밀진동제어에 관한 연구를 수행하였다 . 이러한 연구 목적을 달성하기 위하여 전력증폭기와 원추형 자기베어링을 포함한 각 축에 대하여 이산시간 모델을 규명하였으며 , 그 결과를 모의 제어기의 설계시 활용하였다. 또한제어기의 입력값을 조절하여 자기베어링 공간내에 로터가 최적의 위치에 놓일 수 있도록 조정하였으며, 위치를 검출하는 센서와 전자기적 흡인력을 발생하는 액츄에이터 사이의 위치 불일치를 보정하는 방법을 개발하고 실험 대상에 적용하였다.
그 결과 front 방향과 rear 방향 사이의 연성 효과가 확연히 감소되었고 , 로터 회전시의 진폭이 50,000 rpm에서 ± 7 ㎛이내의 성능을 보이는 정밀 진동 제어를 수행하였다 .

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이 논문에서는 원추형 자기베어링으로 지지된 고속 연삭기 로터의 정밀진동제어에 관한 연구를 수행하였다 . 이러한 연구 목적을 달성하기 위하여 전력증폭기와 원추형 자기베어링을 포함...

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this thesis, the precise vibration control problems of high speed grinding rotor supported by cone type active magnetic bearings are investigated. Toward this end, each part of the system including power amplifiers and magnetic bearing systems are identified as discrete time models, and the results are used for controller design. In addition, the correction method of the position error between sensor and actuator are developed and implemented for the experiments.
As a result, the coupling effect betw een front and rear axis are decreased and the amplitudes of rotor vibration are controlled w ithin ± 7 ㎛at 50,000 rpm

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목차 (Table of Contents)

Ⅰ 서 론 = 1
Ⅱ 원추형 능동 자기베어링의 모델링 = 4
2.1 자기베어링의 구조 = 4
2.2 자기베어링의 자기적 성질 = 5
2.3 자기력의 선형화 = 7

Ⅰ 서 론 = 1
Ⅱ 원추형 능동 자기베어링의 모델링 = 4
2.1 자기베어링의 구조 = 4
2.2 자기베어링의 자기적 성질 = 5
2.3 자기력의 선형화 = 7
2.3.1 공극의 변화 = 7
2.3.2 전자기력 = 11
2.4 운동방정식 = 14
2.5 원추형 전자기 베어링계의 입력전류 = 19
2.6 이외의 시스템 구성 요소들의 동특성 = 23
2.6.1 전력증폭기 (Power amplifier) = 23
2.6.2 센서 (Sensor) = 28
III. 제어 및 시스템 규명 이론 = 29
3.1 PID 제어 = 29
3.2 수정된 PID 제어기 = 31
3.3 이산시간 제어 시스템의 폐루프 펄스전달함수 = 32
3.4 이산시간 폐루프 시스템의 안정도 해석 = 34
3.5 z 평면에서의 시스템 특성 ( 2차 시스템 ) = 37
3.6 시스템 규명 이론 : ARX = 39
3.6.1 ARX 모델 = 39
3.6.2 LLS방법(Linear Least Squares Method)에 의한 ARX 계수결정 = 41
3.6.3 모델링 전략 (모델 차수 추정) : ARX(na,nb,nk) = 44
IV. 제어기 설계 및 실험 = 45
4.1 PID 제어기 설계 = 47
4.2 시스템 초기의 주파수응답 = 51
4.3 시스템 조정 ( System Tuning) = 55
4.4 PD 제어와 시스템 = 62
4.4.1 실험에 의한 PD gain의 안정영역 = 62
4.4.2 PD gain 변화에 대한 시스템 특성 = 63
4.5 시스템 규명 (ARX 방법) = 64
4.6 실험결과 = 78
4.6.1 실험에 의한 부상응답 = 78
4.6.2 실험에 의한 로터의 회전 응답 = 79
V. 결론 = 81
Appendix A. 질량, 강성행렬의 대각/비대각항의 비교 = 82
Appendix B. PID 제어된 로터의 회전궤적 = 83
Reference = 88
국문초록 = 91
Abstract = 92
감사의 글 = 93

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