다양한 모터 모델링 방법

II. 모터 특성 곡선(T-N선도)을 이용한 모터 모델링

• 모터 특성 곡선 (T-N선도)
  • 모터의 회전 속도에 따른 토크의 변화를 나타내는 그래프로 모터의 성능을 이해하는데 매우 중요하다.
  • 아래 특성 곡선에 따라 부하가 50Nm일때의 모터의 회전속도는 2000RPM으로 나타난다.
    

    

  • 모터 RPM에 따른 토크를 적용하기 위해서는 간단한 Expression으로 정의가 가능하다. 
  • 단, 원하는 속도 프로파일을 추종하는 모터 모델링이 필요한 경우는 제어 모델이 필요하다.
• T-N선도를 고려한 차량의 목표 속도 제어 모델링모터의 선정을 위해 차량을 주행시켜 토크, 파워, 속도를 분석하고, 적절한 모터를 선정한다.
  

  

  
  

  

  
  

  

  
  
  • 선정된 모터의 T-N선도에 의해 모터의 회전속도에 따라 정해진 토크가 출력이 된다.

 

 

 

II. 전달함수를 이용한 모터 모델링

• DC모터 제어 시스템의 모델링
  • DC모터의 전압방정식은 저항(𝑹)에 의한 전압강하, 인덕턴스(𝑳)에 의한 유도 기전력, 모터 회전에 따른 역기전력(𝑲_𝒆)의 합으로 표현된다.
    
    

    

  • 이러한 시간 영역의 미분방정식은 제어로직을 매우 복잡하게 만들어, 라플라스 변환으로 직관적인 입력, 출력의 관계로 단순화할 수 있다.
    

    

  • RecurDyn 플랜트에서 각속도를 출력하여 RPM으로 변환하고 역기전력 상수(𝑲_𝒆)를 곱한 값과 전격전압의 차𝑉(𝑠)−𝐸(𝑠) 가 전달함수를 통해 전류(𝑰)로 계산된다.
  • 계산된 전류는 토크상수(𝑲_𝒕)와 곱하여 토크가 RecurDyn 플랜트에 입력된다.
    
    

 

 

• DC모터 스펙을 활용한 제어 시스템의 파라미터 설정
  

 

 

III. CoLink 툴킷 드라이브를 이용한 모터 모델링

• CoLink 모터 툴킷을 이용한 모터 모델링
  • DC모터를 상태 공간 모델을 이용해 만들면 많은 전달함수를 포함한 많은 블록이 들어가고, 제어기까지 포함하면 더 복잡한 제어기를 구성해야 한다.
    

    

    
    
    
  • CoLink 모터 툴킷은 모터 및 제어기 모델을 하나의 PMDC 블록으로 대체가 가능하다. 
    

    

  • CoLink 모터 툴킷은 DC모터 중 하나인 PMDC 모터와 AC모터 중 하나인 PMSM 모터를 제공한다.
    

    

  • 모터는 전압방정식과 기계방정식을 가지며, 기계방정식은 리커다인 플랜트 모델로 대체할 수 있고 전압방정식에 사용되는 파미터를 입력한다.

 

• 모터 드라이버의 파라미터 정의방법 (PMDC 모터)
  
  

• 모터 드라이버의 파라미터 정의방법 (PMSM 모터)