태양광 집광시스템을 위한 비선형 Robust AFC 설계에 관한 연구
- Abstract
- There are many renewable energy sources such as solar heat, sunlight, wind power, tidal power, wave power and fuel cells. Even so, a lot of effort has focused on utilizing fuel cells, wind energy and solar photovoltaic energy. This study was performed about a solar lighting system based on optical fibers, which condenses sunlight at one place using a concave reflector and transfers it to a remote distance through optical fibers and then it can be used as lighting at the remote place. To directly use sunlight as a light source, first of all, an exact sun position tracking system must be equipped and the focus of the condensing system using reflectors must be exactly controlled. While the sun position tracking system and the sunlight condensing system are operating, they can often vibrate and result in causing non-linear disturbance. Thereby, a study on condensing disturbance compensators to remove such non-linear disturbance was conducted.
Specifically this paper tracked the astronomic sun position based on a PID controller in order to implement a strong system against various non-linear vibration disturbances and then suggests its excellent performance which can control focus exactly using reflectors at the tracked position. While this system itself can be satisfactory, it does not reflect impact vibration in and out of the system. Therefore, this paper designed a disturbance observer (DOB) with strong resistance against disturbance, which can remove various aperiodic disturbances occurring under natural conditions.
This study performed simulations at various angles, investigated various disturbance removal algorithms such as IMP, MAFC, CDIDF with reference to unknown aperiodic disturbances, improved the performance of the basic PID controller, and then verified the response characteristics and control performance of the sunlight condensing control system with more stronger resistance against disturbance by using non-linear AFC(CDIDF) regarding aperiodic disturbance. As a result, it identified that a robust sunlight condensing control system designed against disturbance is available.
- Author(s)
- 정회성
- Issued Date
- 2012
- Awarded Date
- 2012. 8
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교
- URI
- https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/25294
http://pknu.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000001965177
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 제어계측공학과
- Advisor
- 이형기
- Table Of Contents
- 목 차 ⅰ
그림차례 ⅳ
표 차 례 ⅸ
Abstract ⅹ
제 1 장 서 론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 내용 3
1.3 논문 구성 5
제 2 장 태양 위치 추적과 태양광 집광장치 7
2.1 방위각 및 고도각의 계산 7
2.2 태양 추적시스템과 태양광 집광시스템 14
2.2.1 태양 위치 추적시스템 14
2.2.2 태양광 집광 시스템 18
제 3 장 외란 제어기 설계 26
3.1 DOB를 이용한 외란 제어 26
3.1.1 DOB 설계 26
3.1.2 DOB 시뮬레이션 32
3.2 IMP를 이용한 외란 제어 41
3.2.1 IMP 설계 41
3.2.2 IMP 시뮬레이션 43
3.3 MAFC를 이용한 외란 제어 47
3.3.1 MAFC 설계 47
3.3.2 푸리에계수의 추정 49
3.3.3 주파수 영역 해석을 통한 MAFC 55
3.3.4 MAFC 시뮬레이션 59
3.4 복소쌍입력기술함수(CDIDF)를 이용한 외란 제어 62
3.4.1 쌍입력기술함수(DIDF) 제어기 설계 62
3.4.1.1 쌍입력기술함수 제어기 설계 전제 조건 62
3.4.1.2 쌍입력 기술함수의 해석 63
3.4.1.3 쌍입력 기술함수의 합성 65
3.4.1.4 복소 쌍입력 기술함수의 합성 66
3.4.1.5 실수부의 구성 68
3.4.1.6 허수부의 구성 69
3.4.1.7 90° 위상추이기의 구성 70
3.4.2 복소쌍입력기술함수(CDIDF)형 제어기의 시뮬레이션 73
제 4 장 외란 제어기 시뮬레이션 78
4.1 IMP+DOB 시뮬레이션 79
4.2 MAFC+DOB 시뮬레이션 87
4.3 CDIDF+DOB 시뮬레이션 93
4.4 PID+IMP+DOB 이용한 모터 제어 시뮬레이션 99
4.5 PID+MAFC+DOB 이용한 모터 제어 시뮬레이션 104
4.6 PID+CDIDF+DOB 이용한 모터 제어 시뮬레이션 108
제 5 장 외란에 강인한 태양광 집광시스템 설계 112
5.1 외란에 강한 태양 위치 추적시스템 제작 112
5.2 외란에 강인한 태양광 집광장치 설계 및 제작 115
5.2.1 태양광 집광장치의 하드웨어 구성 115
5.3 실험 환경 구성 118
제 6 장 실험 및 고찰 127
6.1 실험 127
6.1.1 1[Hz] 주파수에 대한 외란 제거 실험(크기 ±5[mm]) 128
6.1.2 10[Hz] 주파수에 대한 외란 제거 실험(크기 ±2.5[mm]) 132
6.2 고찰 135
제 7 장 결 론 136
참고문헌 138
부 록 145
publication and Conference 149
감사의 글 150
- Degree
- Doctor
-
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