The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics (전력전자학회논문지)

The Korean Institute of Power Electronics (전력전자학회)
권호 표지

A Vibration Rejection of Linear Feeder System with PMSM using Adaptive Notch Filter

적응형 노치 필터에 의한 PMSM을 이용한 선형 피드 시스템의 진동 억제

  • 이동희 (경성대 전기전자메카트로닉스공학부)
  • Published : 2006.06.01
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Abstract

The Permanent Magnet Synchronous Motor(PMSM) drive systems with ball-screw, gear and timing-belt are widely used in industrial applications such as NC machine, machine tools, robots and factory automation. These systems have torsional vibration in torque transmission from servo motor to mechanical load due to the mechanical couplings. This vibration makes it difficult to achieve quick responses of speed and may result in damage to the mechanical plant. This paper presents adaptive notch filter with auto searching function of vibration frequency to reject the mechanical vibration of linear feeder system with PMSM. The proposed adaptive notch filter can suppress the torque command signal of PMSM in the resonant bandwidth for reject the mechanical torsional vibration. However, the resonant frequency can vary with conditions of mechanical load system and coupling devices, adaptive notch filter can auto search the vibration frequency and suppress the vibration signal bandwidth. Computer simulation and experimental results shows the verification of the proposed adaptive notch filter in linear feeder system with PMSM.

Permanent Magnet Synchronous Motor(PMSM)는 볼스크류, 기어 및 타이밍 벨트를 이용하여 NC, 가공기, 로봇 및 공장 자동화를 포함하여 산업 시스템 전반에 널리 사용되고 있다. 이러한 PMSM과 부하의 결합으로 구성된 시스템은 동력의 전달에 있어서, 고유의 공진 주파수를 가지며 공진 주파수 대역에서의 기계계의 응답 특성은 매우 불안정하고, 기계 시스템의 손상을 일으키게 된다. 본 논문에서는 PMSM을 이용한 직선 운동 시스템에서 기계적인 결합에 의한 기구부의 진동을 억제하기 위하여 진동 주파수를 자동으로 검출하여, 진동의 원인이 되는 토크 지령 신호를 억제하는 적응형 노치 필터를 포함하는 속도 제어 시스템을 제안한다. 하지만, 기계적인 진동 주파수와 주파수의 대역은 전동기에 결합된 결합 기구 및 부하에 따라서 변동하는 특성을 가지고 기계적인 진동의 크기도 진동원이 되는 신호에 따라 변동하므로, 이를 적응형 노치 필터부에서 이를 진단하여 진동 주파수를 자동으로 억제함으로써 안정적인 운전이 가능하도록 설계된다. 본 논문에서 제안된 기계적인 진동을 억제하기 위한 적응형 노치 필터의 성능은 시뮬레이션 및 실험을 통하여 검증하였다.

Keywords

References

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