KR101841769B1 - 적응형 백스테핑 제어기를 이용한 차량의 ｅｐｓ의 유도전동기 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

적응형 백스테핑 제어기를 이용한 차량의 ｅｐｓ의 유도전동기 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적응형 백스테핑 제어기를 이용한 차량의 EPS(Electronic Power Steering)의 유도전동기 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 시스템은 EPS 시스템의 제어부로부터 지령된 기준 속도(ωref)와 유도전동기의 실제 속도(ω)와의 속도 오차(e1)를 제1 감산기에 의해 계산하고, 그 계산된 속도 오차(e1)와 유도전동기에 입력되는 전류의 3상/2상 좌표 변환값을 적응형 백스테핑 제어기에 의해 입력받아 적응 백스테핑 제어를 수행한다. 또한, 적응 백스테핑 제어 결과로부터 얻어진 전압(uq)과, 전류 비례/적분 제어기에 의해 수행된 비례/적분 제어 결과로부터 얻어진 전압(ud)을 2상/3상 전압 변환부에 의해 3상 전압(회전좌표계 전압)(va,vb,vc)으로 좌표 변환하고, 펄스 폭 변환부에 의해 펄스 폭 변환하여 유도전동기에 공급한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 적응형 백스테핑 제어기에 의한 적응 백스테핑 제어를 수행함으로써 유도 전동기에 의한 속도제어에 있어서 부하 토크에 대한 외란, 마찰력, 관성 모멘트 등과 같은 기계적인 불확실성을 추정하여 보상해 줄 수 있고, 이에 따라 EPS 시스템의 제어 성능을 한층 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

적응형 백스테핑 제어기를 이용한 차량의 ＥＰＳ의 유도전동기 제어 시스템 및 방법{System and method for controlling induction motor of EPS(electronic power steering) in vehicle using adaptive backstepping controller}
본 발명은 유도전동기 제어 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 적응형 백스테핑 제어기를 이용한 차량의 EPS(Electronic Power Steering)의 유도전동기 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
EPS(Electronic Power Steering:전자식 파워 스티어링)는 운전자가 핸들을 조작시에 센서(sensor)가 회전방향과 속도를 감지하여, 전동모터를 작동하여 스티어링에 적절한 구동력을 전달하는 장치이다. EPS는 차량의 속도에 따라서 파워스티어링의 응답력이 달라지게 하는 장치이다. 즉, 차량의 속도가 낮을 때는 파워 스티어링을 가볍게 하여 조향을 쉽게 하고, 고속 주행시에는 파워 스티어링을 무겁게 하여 조향에 안정감을 더해주는 장치이다. 이와 같은 EPS는 차량의 속도 센서로부터 차량의 속도를 입력받아 압력 솔레노이드 밸브의 전류를 제어함으로써 최적의 조향력을 구현하게 한다.
EPS는 HPS(Hydraulic Power Steering:유압식 파워 스티어링)와는 달리 조향시에만 작동을 함으로써, 유압에 의한 부하가 발생하지 않아 연료의 소모가 줄어들어 연비 향상의 효과를 기대할 수 있다. 또한, HPS처럼 부하로 인하여 엔진의 안정성을 저해하는 요인이 없기 때문에 개발하는 엔지니어뿐만 아니라 소비자의 입장에서도 좀 더 향상된 품질에 대해 만족할 수 있다.
한편, 이상과 같은 EPS는 유도 전동기에 의한 속도 제어에 있어서 부하 토크에 대한 외란, 마찰력, 관성 모멘트 등과 같은 기계적인 불확실성으로 인해 속도 제어 시 속도 지령에 정확하게 추종할 수 없는 문제가 있다.
본 발명은 이상과 같은 종래 EPS 시스템의 유도전동기에 의한 속도 제어에 있어서의 문제점을 해소하기 위해 창출된 것으로서, 유도 전동기에 의한 속도제어에 있어서 부하 토크에 대한 외란, 마찰력, 관성 모멘트 등과 같은 기계적인 불확실성을 추정하여 보상해 줌으로써 제어 성능을 향상시킬 수 있는, 적응형 백스테핑 제어기를 이용한 차량의 EPS의 유도전동기 제어 시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 적응형 백스테핑 제어기를 이용한 차량의 EPS의 유도전동기 제어 시스템은,
EPS 시스템의 제어부로부터 지령된 기준 속도(ωref)와 EPS 시스템의 유도전동기로부터 피드백(feedback)되는 유도전동기의 실제 속도(ω)와의 속도 오차(e1)를 계산하는 제1 감산기;
상기 제1 감산기에 의해 계산된 속도 오차(e1)와, 상기 유도전동기에 입력되는 전류의 3상/2상 좌표 변환값을 피드백 받아 적응 백스테핑 제어를 수행하는 적응형 백스테핑 제어기;
EPS 시스템의 제어부로부터 지령된 기준 전류(id *)와, 상기 유도전동기에 입력되는 전류의 좌표 변환값(id)을 피드백 받아 두 값 사이의 오차(e3)를 구하는 제3 감산기;
상기 제3 감산기에 의해 구해진 오차(e3)를 입력받아 비례/적분 제어를 수행하는 전류 비례/적분 제어기;
상기 적응형 백스테핑 제어기에 의해 수행된 적응 백스테핑 제어 결과로부터 얻어진 전압(uq)과, 상기 전류 비례/적분 제어기에 의해 수행된 비례/적분 제어 결과로부터 얻어진 전압(ud)을 각각 입력받아 3상 전압(회전좌표계 전압)(va,vb,vc)으로 좌표 변환하는 2상/3상 전압 변환부;
상기 2상/3상 전압 변환부에 의해 좌표 변환된 3상 전압을 입력받아 펄스 폭 변환하여 유도전동기로 공급하는 펄스 폭 변환부; 및
상기 유도전동기로 공급되는 3상 전압에 따른 3상 전류(ia,ib,ic)를 입력받아, 그 3상 전류(회전좌표계 전류)(ia,ib,ic)를 2상 전류(고정좌표계 전류)(id,iq)로 변환하여, 상기 적응형 백스테핑 제어기와 상기 제3 감산기로 서로 다른 고정좌표계 축의 전류를 각각 피드백 제공하는 3상/2상 전류 변환부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 적응형 백스테핑 제어기는,
상기 제1 감산기에 의해 계산된 속도 오차(e1)를 입력받아 속도 제어를 수행하는 속도 제어부;
상기 속도 제어부의 출력과 상기 3상/2상 전류 변환부로부터 피드백 제공되는 2상 전류(고정좌표계 전류)(iq)와의 오차(e2)를 구하는 제2 감산기; 및
상기 제2 감산기에 의해 구해진 오차(e2)를 입력받아 토크 제어를 수행하는 토크 제어부를 포함한다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 적응형 백스테핑 제어기를 이용한 차량의 EPS의 유도전동기 제어 방법은,
a) EPS 시스템의 제어부로부터 지령된 기준 속도(ωref)와 EPS 시스템의 유도전동기로부터 피드백(feedback)되는 유도전동기의 실제 속도(ω)와의 속도 오차(e1)를 제1 감산기에 의해 계산하는 단계;
b) 상기 제1 감산기에 의해 계산된 속도 오차(e1)와, 상기 유도전동기에 입력되는 전류의 3상/2상 좌표 변환값을 피드백 받아 적응형 백스테핑 제어기에 의해 적응 백스테핑 제어를 수행하는 단계;
c) EPS 시스템의 제어부로부터 지령된 기준 전류(id *)와 상기 유도전동기에 입력되는 전류의 좌표 변환값(id)을 피드백 받아 제3 감산기에 의해 오차(e3)를 구하는 단계;
d) 상기 단계 c)에서 구해진 오차(e3)를 전류 비례/적분 제어기에 의해 입력받아 비례/적분 제어를 수행하는 단계;
e) 상기 단계 b)에서의 적응형 백스테핑 제어기에 의해 수행된 적응 백스테핑 제어 결과로부터 얻어진 전압(uq)과, 상기 단계 d)에서의 전류 비례/적분 제어기에 의해 수행된 비례/적분 제어 결과로부터 얻어진 전압(ud)을 2상/3상 전압 변환부에 의해 각각 입력받아 3상 전압(회전좌표계 전압)(va,vb,vc)으로 좌표 변환하는 단계;
f) 상기 좌표 변환된 3상 전압을 펄스 폭 변환부에 의해 입력받아 펄스 폭 변환하여 유도전동기로 공급하는 단계; 및
g) 상기 유도전동기로 공급되는 3상 전압에 따른 3상 전류를 3상/2상 전류 변환부에 의해 입력받아 3상 전류(회전좌표계 전류)(ia,ib,ic)를 2상 전류(고정좌표계 전류)(id,iq)로 변환하여 피드백 제공하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 단계 b)의 적응 백스테핑 제어를 수행하는 단계는,
b-1) 상기 제1 감산기에 의해 계산된 속도 오차(e1)를 적응형 백스테핑 제어기의 속도 제어부에 의해 입력받아 속도 제어를 수행하는 단계;
b-2) 상기 속도 제어부의 출력과 상기 3상/2상 전류 변환부로부터 피드백 제공되는 2상 전류(고정좌표계 전류)(iq)와의 오차(e2)를 제2 감산기에 의해 구하는 단계; 및
b-3) 상기 제2 감산기에 의해 구해진 오차(e2)를 상기 적응형 백스테핑 제어기의 토크 제어부에 의해 입력받아 토크 제어를 수행하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 단계 b-1)에서의 속도 제어는,
입력된 속도 오차(e1)에 대해 리야프노프 함수(Lyapunov function)를 이용하여 안정된 가상제어입력(
Figure 112011048465047-pat00001
)을 찾는 단계;
유도전동기의 모델식에 포함되는 부하 토크 외란(TL), 마찰력(B), 관성모멘트(J)와 같은 기계적 불확실성을 정확히 추정하기 위하여, 상기 기계적 불확실성을 하나의 변수(F)로 묶는 단계; 및
상기 묶여진 변수(F)를 포함하여 상기 찾은 가상제어입력(
Figure 112011048465047-pat00002
)을 상기 토크 제어부측으로 출력하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 단계 b-3)에서의 토크 제어는,
상기 속도 제어부로부터 출력된 변수(F)를 포함하는 가상제어입력(
Figure 112011048465047-pat00003
)과 상기 3상/2상 전류 변환부로부터 피드백된 전류(iq)와의 오차(e2)를 입력받는 단계;
상기 입력된 오차(e2)에 대해 리야프노프 함수(Lyapunov function)를 이용하여 안정된 제어입력(uq)과 기계적 불확실성에 대한 추정치로서의 적응치(
Figure 112011048465047-pat00004
)를 찾는 단계; 및
상기 찾은 제어입력(uq)을 상기 2상/3상 전압 변환부로 제공하는 단계를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 적응형 백스테핑 제어기에 의한 적응 백스테핑 제어를 수행함으로써 유도 전동기에 의한 속도제어에 있어서 부하 토크에 대한 외란, 마찰력, 관성 모멘트 등과 같은 기계적인 불확실성을 추정하여 보상해 줄 수 있고, 이에 따라 EPS 시스템의 제어 성능을 한층 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적응형 백스테핑 제어기를 이용한 차량의 EPS의 유도전동기 제어 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적응형 백스테핑 제어기를 이용한 차량의 EPS의 유도전동기 제어 방법의 실행 과정을 보여주는 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 적응형 백스테핑 제어기를 이용한 차량의 EPS의 유도전동기 제어 방법에 있어서, 적응 백스테핑 제어 과정을 보여주는 흐름도.
도 4는 도 3의 적응 백스테핑 제어 과정에서의 속도 제어 과정을 보여주는 흐름도.
도 5는 도 3의 적응 백스테핑 제어 과정에서의 토크 제어 과정을 보여주는 흐름도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적응형 백스테핑 제어기를 이용한 차량의 EPS의 유도전동기 제어 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 적응형 백스테핑 제어기를 이용한 차량의 EPS의 유도전동기 제어 시스템은 제1 감산기(110), 적응형 백스테핑 제어기(120), 제3 감산기(130), 전류 비례/적분 제어기(140), 2상/3상 전압 변환부(150), 펄스 폭 변환부(160), 3상/2상 전류 변환부(170)를 포함한다.
상기 제1 감산기(110)는 EPS 시스템의 제어부(미도시)로부터 지령된 기준 속도(ωref)와 EPS 시스템의 유도전동기(180)로부터 피드백(feedback)되는 유도전동기의 실제 속도(ω)와의 속도 오차(e1)를 계산한다.
상기 적응형 백스테핑 제어기(120)는 상기 제1 감산기(110)에 의해 계산된 속도 오차(e1)와, 상기 유도전동기(180)에 입력되는 전류의 3상/2상 좌표 변환값(즉, 회전좌표계의 값을 d-q축의 고정좌표계의 값으로 좌표 변환한 값)을 피드백 받아 적응 백스테핑 제어(adaptive backstepping control)를 수행한다.
상기 제3 감산기(130)는 EPS 시스템의 제어부로부터 지령된 기준 전류(id *)와, 상기 유도전동기(180)에 입력되는 전류의 좌표 변환값(id)을 피드백 받아 두 값 사이의 오차(e3)를 구한다.
상기 전류 비례/적분 제어기(140)는 상기 제3 감산기(130)에 의해 구해진 오차(e3)를 입력받아 비례/적분 제어(proportional integral control)를 수행한다.
상기 2상/3상 전압 변환부(150)는 상기 적응형 백스테핑 제어기(120)에 의해 수행된 적응 백스테핑 제어 결과로부터 얻어진 전압(uq)과, 상기 전류 비례/적분 제어기(140)에 의해 수행된 비례/적분 제어 결과로부터 얻어진 전압(ud)을 각각 입력받아 3상 전압(회전좌표계 전압)(va,vb,vc)으로 좌표 변환한다.
상기 펄스 폭 변환부(160)는 상기 2상/3상 전압 변환부(150)에 의해 좌표 변환된 3상 전압을 입력받아 펄스 폭 변환(Pulse Width Modulation:PWM)하여 유도전동기(180)로 공급한다.
상기 3상/2상 전류 변환부(170)는 상기 유도전동기(180)로 공급되는 3상 전압에 따른 3상 전류(ia,ib,ic)를 입력받아, 그 3상 전류(회전좌표계 전류)(ia,ib,ic)를 2상 전류(고정좌표계 전류)(id,iq)로 변환하여, 상기 적응형 백스테핑 제어기 (120)와 상기 제3 감산기(130)로 서로 다른 고정좌표계 축의 전류를(예컨대, 도시된 바와 같이 적응형 백스테핑 제어기(120) 측으로는 고정좌표계의 q축 전류 iq를, 그리고 제3 감산기(130) 측으로는 고정좌표계의 d축 전류 id를) 각각 피드백 제공한다.
여기서, 상기 적응형 백스테핑 제어기(120)는, 상기 제1 감산기(110)에 의해 계산된 속도 오차(e1)를 입력받아 속도 제어를 수행하는 속도 제어부(121)와, 그 속도 제어부(121)의 출력과 상기 3상/2상 전류 변환부(170)로부터 피드백 제공되는 2상 전류(고정좌표계 전류)(iq)와의 오차(e2)를 구하는 제2 감산기(122) 및 그 제2 감산기(122)에 의해 구해진 오차(e2)를 입력받아 토크 제어를 수행하는 토크 제어부(123)를 포함한다.
그러면, 이상과 같은 구성을 가지는 본 발명의 적응형 백스테핑 제어기를 이용한 차량의 EPS의 유도전동기 제어 시스템의 동작과 제어 시스템에 의한 차량의 EPS의 유도전동기 제어 방법에 대하여 설명해 보기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적응형 백스테핑 제어기를 이용한 차량의 EPS의 유도전동기 제어 방법의 실행 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 적응형 백스테핑 제어기를 이용한 차량의 EPS의 유도전동기 제어 방법에 따라, 먼저 EPS 시스템의 제어부(미도시)로부터 지령된 기준 속도(ωref)와 EPS 시스템의 유도전동기(180)로부터 피드백 (feedback)되는 유도전동기의 실제 속도(ω)와의 속도 오차(e1)를 제1 감산기(110)에 의해 계산한다(단계 S211).
그런 후, 상기 제1 감산기(110)에 의해 계산된 속도 오차(e1)와, 상기 유도전동기(180)에 입력되는 전류의 3상/2상 좌표 변환값을 피드백 받아 적응형 백스테핑 제어기(120)에 의해 적응 백스테핑 제어를 수행한다(단계 S212).
그런 다음, EPS 시스템의 제어부로부터 지령된 기준 전류(id *)와 상기 유도전동기(180)에 입력되는 전류(ia,ib,ic)의 좌표 변환값(id)(즉, 3상 회전좌표계에서 2상 고정좌표계로의 좌표 변환값)을 제3 감산기(130)에 의해 입력받아 그 두 값 간의 오차(e3)를 구한다. 그런 후, 그 구해진 오차(e3)를 전류 비례/적분 제어기(140)에 의해 입력받아 그 오차(e3)에 대한 비례/적분 제어를 수행한다(단계 S213).
이후, 상기 단계 S212에서의 적응형 백스테핑 제어기(120)에 의해 수행된 적응 백스테핑 제어 결과로부터 얻어진 전압(uq)과, 상기 단계 S213에서의 전류 비례/적분 제어기(140)에 의해 수행된 비례/적분 제어 결과로부터 얻어진 전압(ud)을 2상/3상 전압 변환부(150)에 의해 각각 입력받아 3상 전압(회전좌표계 전압)(va,vb,vc)으로 좌표 변환한다(단계 S214).
그리고, 그 좌표 변환된 3상 전압을 펄스 폭 변환부(160)에 의해 입력받아 펄스 폭 변환하여 유도전동기(180)로 공급한다(단계 S215).
그런 다음, 상기 유도전동기(180)로 공급되는 3상 전압에 따른 3상 전류(회전좌표계 전류)(ia,ib,ic)를 3상/2상 전류 변환부(170)에 의해 입력받아 3상 전류(회전좌표계 전류)(ia,ib,ic)를 2상 전류(고정좌표계 전류)(id,iq)로 변환하여 피드백 제공한다(단계 S216).
여기서, 상기 단계 S212의 적응 백스테핑 제어를 수행하는 것에 대하여 부연 설명을 해보기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 적응형 백스테핑 제어기를 이용한 차량의 EPS의 유도전동기 제어 방법에 있어서, 적응 백스테핑 제어 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 먼저 상기 제1 감산기(110)에 의해 계산된 속도 오차(e1)를 적응형 백스테핑 제어기(120)의 속도 제어부(121)에 의해 입력받아 속도 제어를 수행한다(단계 S311).
그런 다음, 상기 속도 제어부(121)의 출력과 상기 3상/2상 전류 변환부(170)로부터 피드백 제공되는 2상 전류(고정좌표계 전류)(iq)를 제2 감산기(122)에 의해 입력받아, 그 두 값 간의 오차(e2)를 구한다(단계 S312).
그런 후, 상기 제2 감산기(122)에 의해 구해진 오차(e2)를 상기 적응형 백스테핑 제어기(120)의 토크 제어부(123)에 의해 입력받아 토크 제어를 수행한다(단계 S313).
한편, 도 4 및 도 5는 상기 도 3의 적응 백스테핑 제어 과정을 보여주는 흐름도에서, 단계 S311에서의 속도 제어와 단계 S313에서의 토크 제어 과정을 각각 보여주는 흐름도이다.
먼저, 도 4를 참조하면, 속도 제어 과정은, 우선 입력된 속도 오차(e1)에 대해 리야프노프 함수(Lyapunov function)(“Lyapunov function”은 동적인 시스템 또는 자동 미분 방정식에서 어떤 고정된 지점의 안정도를 입증하기 위해 사용될 수 있는 함수로서, 안정도 이론 및 제어 이론에 중요한 함수임. 이러한 “Lyapunov function”은 수학분야에서는 널리 알려진 함수로서 이에 대한 상세한 설명은 생략함)를 이용하여 안정된 가상제어입력(
Figure 112011048465047-pat00005
)을 찾는다(단계 S411).
그런 다음, 유도전동기의 모델식에 포함되는 부하 토크 외란(TL), 마찰력 (B), 관성모멘트(J)와 같은 기계적 불확실성을 정확히 추정하기 위하여, 상기 기계적 불확실성을 다음과 같이 하나의 변수(F)로 묶는다(단계 S412).
Figure 112011048465047-pat00006
여기서,
Figure 112011048465047-pat00007
은 가상제어입력(
Figure 112011048465047-pat00008
)을 의미한다.
이후, 상기 묶여진 변수(F)를 포함하여 상기 찾은 가상제어입력(
Figure 112011048465047-pat00009
)을 상기 토크 제어부(123) 측으로 출력한다(단계 S413).
도 5를 참조하면, 토크 제어 과정은, 먼저 상기 속도 제어부(121)로부터 출력된 변수(F)를 포함하는 가상제어입력(
Figure 112011048465047-pat00010
)과 상기 3상/2상 전류 변환부(170)로부터 피드백된 전류(iq)와의 오차(e2)를 입력받는다(단계 S511).
그런 후, 상기 입력된 오차(e2)에 대해 리야프노프 함수(Lyapunov function)를 이용하여 안정된 제어입력(uq)과 기계적 불확실성에 대한 추정치로서의 적응치(
Figure 112011048465047-pat00011
)를 찾는다(단계 S512).
그런 다음, 상기 찾은 제어입력(uq)을 상기 2상/3상 전압 변환부(150)로 제공한다(단계 S513).
이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 적응형 백스테핑 제어기를 이용한 차량의 EPS(Electronic Power Steering)의 유도전동기 제어 시스템 및 방법은, 적응형 백스테핑 제어기에 의한 적응 백스테핑 제어를 수행함으로써 유도 전동기에 의한 속도제어에 있어서 부하 토크에 대한 외란, 마찰력, 관성 모멘트 등과 같은 기계적인 불확실성을 추정하여 보상해 줄 수 있고, 이에 따라 EPS 시스템의 제어 성능을 한층 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110...제1 감산기 120...적응형 백스테핑 제어기
121...속도 제어부 122...제2 감산기
123...토크 제어부 130...제3 감산기
140...전류 비례/적분 제어기 150...2상/3상 전압 변환부
160...펄스 폭 변환부 170...3상/2상 전류 변환부
180...유도전동기

Claims (6)

  1. EPS 시스템의 제어부로부터 지령된 기준 속도(ωref)와 EPS 시스템의 유도전동기로부터 피드백(feedback)되는 유도전동기의 실제 속도(ω)와의 속도 오차(e1)를 계산하는 제1 감산기;
    상기 제1 감산기에 의해 계산된 속도 오차(e1)와, 상기 유도전동기에 입력되는 전류의 3상/2상 좌표 변환값을 피드백 받아 적응 백스테핑 제어를 수행하는 적응형 백스테핑 제어기;
    EPS 시스템의 제어부로부터 지령된 기준 전류(id *)와, 상기 유도전동기에 입력되는 전류의 좌표 변환값(id)을 피드백 받아 두 값 사이의 오차(e3)를 구하는 제3 감산기;
    상기 제3 감산기에 의해 구해진 오차(e3)를 입력받아 비례/적분 제어를 수행하는 전류 비례/적분 제어기;
    상기 적응형 백스테핑 제어기에 의해 수행된 적응 백스테핑 제어 결과로부터 얻어진 전압(uq)과, 상기 전류 비례/적분 제어기에 의해 수행된 비례/적분 제어 결과로부터 얻어진 전압(ud)을 각각 입력받아 3상 전압(회전좌표계 전압)(va,vb,vc)으로 좌표 변환하는 2상/3상 전압 변환부;
    상기 2상/3상 전압 변환부에 의해 좌표 변환된 3상 전압을 입력받아 펄스 폭 변환하여 유도전동기로 공급하는 펄스 폭 변환부; 및
    상기 유도전동기로 공급되는 3상 전압에 따른 3상 전류(ia,ib,ic)를 입력받아, 그 3상 전류(회전좌표계 전류)(ia,ib,ic)를 2상 전류(고정좌표계 전류)(id,iq)로 변환하여, 상기 적응형 백스테핑 제어기와 상기 제3 감산기로 서로 다른 고정좌표계 축의 전류를 각각 피드백 제공하는 3상/2상 전류 변환부를 포함하며,
    상기 적응형 백스테핑 제어기는,
    상기 제1 감산기에 의해 계산된 속도 오차(e1)를 입력받아 속도 제어를 수행하는 속도 제어부;
    상기 속도 제어부의 출력과 상기 3상/2상 전류 변환부로부터 피드백 제공되는 2상 전류(고정좌표계 전류)(iq)와의 오차(e2)를 구하는 제2 감산기; 및
    상기 제2 감산기에 의해 구해진 오차(e2)를 입력받아 토크 제어를 수행하는 토크 제어부를 포함하는 적응형 백스테핑 제어기를 이용한 차량의 EPS의 유도전동기 제어 시스템.
  2. 삭제
  3. a) EPS 시스템의 제어부로부터 지령된 기준 속도(ωref)와 EPS 시스템의 유도전동기로부터 피드백(feedback)되는 유도전동기의 실제 속도(ω)와의 속도 오차(e1)를 제1 감산기에 의해 계산하는 단계;
    b) 상기 제1 감산기에 의해 계산된 속도 오차(e1)와, 상기 유도전동기에 입력되는 전류의 3상/2상 좌표 변환값을 피드백 받아 적응형 백스테핑 제어기에 의해 적응 백스테핑 제어를 수행하는 단계;
    c) EPS 시스템의 제어부로부터 지령된 기준 전류(id *)와 상기 유도전동기에 입력되는 전류의 좌표 변환값(id)을 피드백 받아 제3 감산기에 의해 오차(e3)를 구하는 단계;
    d) 상기 단계 c)에서 구해진 오차(e3)를 전류 비례/적분 제어기에 의해 입력받아 비례/적분 제어를 수행하는 단계;
    e) 상기 단계 b)에서의 적응형 백스테핑 제어기에 의해 수행된 적응 백스테핑 제어 결과로부터 얻어진 전압(uq)과, 상기 단계 d)에서의 전류 비례/적분 제어기에 의해 수행된 비례/적분 제어 결과로부터 얻어진 전압(ud)을 2상/3상 전압 변환부에 의해 각각 입력받아 3상 전압(회전좌표계 전압)(va,vb,vc)으로 좌표 변환하는 단계;
    f) 상기 좌표 변환된 3상 전압을 펄스 폭 변환부에 의해 입력받아 펄스 폭 변환하여 유도전동기로 공급하는 단계; 및
    g) 상기 유도전동기로 공급되는 3상 전압에 따른 3상 전류를 3상/2상 전류 변환부에 의해 입력받아 3상 전류(회전좌표계 전류)(ia,ib,ic)를 2상 전류(고정좌표계 전류)(id,iq)로 변환하여 피드백 제공하는 단계를 포함하며,
    상기 단계 b)의 적응 백스테핑 제어를 수행하는 단계는,
    b-1) 상기 제1 감산기에 의해 계산된 속도 오차(e1)를 적응형 백스테핑 제어기의 속도 제어부에 의해 입력받아 속도 제어를 수행하는 단계;
    b-2) 상기 속도 제어부의 출력과 상기 3상/2상 전류 변환부로부터 피드백 제공되는 2상 전류(고정좌표계 전류)(iq)와의 오차(e2)를 제2 감산기에 의해 구하는 단계; 및
    b-3) 상기 제2 감산기에 의해 구해진 오차(e2)를 상기 적응형 백스테핑 제어기의 토크 제어부에 의해 입력받아 토크 제어를 수행하는 단계를 포함하는 적응형 백스테핑 제어기를 이용한 차량의 EPS의 유도전동기 제어 방법.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 단계 b-1)에서의 속도 제어는,
    입력된 속도 오차(e1)에 대해 리야프노프 함수(Lyapunov function)를 이용하여 안정된 가상제어입력(
    Figure 112017095011514-pat00012
    )을 찾는 단계;
    유도전동기의 모델식에 포함되는 부하 토크 외란(TL), 마찰력(B), 관성모멘트(J)와 같은 기계적 불확실성을 정확히 추정하기 위하여, 상기 기계적 불확실성을 하나의 변수(F)로 묶는 단계; 및
    상기 묶여진 변수(F)를 포함하여 상기 찾은 가상제어입력(
    Figure 112017095011514-pat00013
    )을 상기 토크 제어부측으로 출력하는 단계를 포함하는 적응형 백스테핑 제어기를 이용한 차량의 EPS의 유도전동기 제어 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 단계 b-3)에서의 토크 제어는,
    상기 속도 제어부로부터 출력된 변수(F)를 포함하는 가상제어입력(
    Figure 112017095011514-pat00014
    )과 상기 3상/2상 전류 변환부로부터 피드백된 전류(iq)와의 오차(e2)를 입력받는 단계;
    상기 입력된 오차(e2)에 대해 리야프노프 함수(Lyapunov function)를 이용하여 안정된 제어입력(uq)과 기계적 불확실성에 대한 추정치로서의 적응치(
    Figure 112017095011514-pat00015
    )를 찾는 단계; 및
    상기 찾은 제어입력(uq)을 상기 2상/3상 전압 변환부로 제공하는 단계를 포함하는 적응형 백스테핑 제어기를 이용한 차량의 EPS의 유도전동기 제어 방법.
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