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히스테리시스를 갖는 미세 구동기의 실시간 제어 알고리즘
Preisach model based Real-time control for systems with Hysteresis

이아람   (충남대학교 메카트로닉스공학과UU0001302  ); 이지홍   (충남대학교 BK21 메카트로닉스사업단UU0001302  );
  • 초록

    본 논문에서는 자기변형재료를 이용한 미세 구동기의 개발과 실시간 제어 알고리즘에 관한 내용을 다룬다. 자기변형재료는 빠른 응답속도, 미세변위동작, 높은 에너지 효율 등의 장점을 가지고 있어 미세 구동기의 재료로 적합하지만 히스테리시스 특성도 함께 갖고 있어 제어에 많은 어려움이 따른다. 본 논문에서는 자기변형재료의 히스테리시스를 제어하기위해 Preisach model을 바탕으로 구동기를 모델링 하였다. 기존의 Preisach 모델은 실험적 데이터를 바탕으로 하기 때문에 정밀한 제어를 하기 위해서는 많은 양의 데이터가 필요하고 결과적으로는 처리해야할 데이터의 양이 많아져 연산하는데 많은 시간이 걸리는 문제가 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 기존의 Preisach 모델의 데이터를 선행 처리하여 일정구간 구동기의 움직임을 저장해 놓은 확장된 Preisach 모델을 제안하였다. 본 논문에서는 Tefenol-D라는 자기변형재료를 사용하여 미세구동기를 제작하고 제어 실험을 통하여 제안된 모델의 우수성을 증명하였다.


    This paper presented the development and real-time control of a magnetostrictive micro actuator. Magnetostrictive material has many advantages such as high response time, precision displacement and powerful output force. But Magnetostrictive material has characteristic of hysteresis. Conventional Preisach model which based on experimental data is not suitable to the real-time control because of controlling a magnetostrictive system by Preisach model costs a lot of calculating time. And, we prove the validity of proposed model through the experimental comparison between the classical Preisach model and the proposed one.


  • 주제어

    Hysteresis .   Extended Preisach model .   Magnetostrictive Actuator.  

  • 참고문헌 (11)

    1. 박정홍, 이지홍, 고윤호, 박영우, '펨토초 레이저 미세가공을 위한 3차원 형상 복원 시스템의 최적설계 및 구현', 대한전자공학회논문지, 제43권, SC편 제6호, 2006     
    2. Kyoung-Bin Im, Young-Woo Park, Jeong-Yong Chung, 'Identification and Reconfiguration of Weight Functions in Preisach Model for Nanomotion Applications', ISNM, pp.108-111, 2006, 11 
    3. 김도연, 박영우, 임민철, '자기변형 마이크로 작동기의 설계', 한국정밀공학회지, 제 21권, 제5호, pp. 174-181, 2004 
    4. 박영우, 김도연, '자기변형 마이크로 액츄에이터 개발 및 제어', 충남대학교, 2002 
    5. I. D. Mayergoyz, Mathematical Models of Hysteresis. Springer-Verlag, New York, 1991 
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    7. Xu WL, Han L, 'Piezoelectric actuator based active error compensation of precision machining', Meas Sci Technol, Vol. 10, pp.106-111, 1999 
    8. M.G. Salloker, Nonlinear Modeling and Parameter Identification of Magnetostrictive Actuators Based on Jiles-Atherton Models, ACTUATOR 2002, 8th International Conference on New Actuators, 10-12, 2002 
    9. Xiabo Tan, Ram Venkataranam, P. S. Krishnaprasad, 'Control of hysteresis: Theory and experimental results', Institute for Systems Research, 2001 
    10. 박영우, 임민철, '히스테리시스 보상을 이용한 자기 변형 액츄에이터의 되먹임제어', 충남대학교, 2002 
    11. Dong-Hee Sul, Young-Woo Park, and Hae-Jung Park, 'Lumped Modeling of Magnetic Actuator using the Inverse Magnetostrictive Effect', 10th Joint MMM/INTERMAG CONFERENCE pp.410, Baltimore, Maryland, USA 2007, 1 

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