KR20170004405A - 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 장치 및 그 방법 - Google Patents

적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 전류 명령을 발생시키는 서보 제어기에서 발생된 전류 명령으로부터 공진 및 공진 억제를 감지하는 공진 감지기, 상기 전류 명령의 주파수를 추정하는 주파수 추정기 및 상기 주파수 추정기에 의해 추정된 주파수를 노치 주파수로 하여 상기 전류 명령을 필터링하는 적응 노치 필터를 포함하는 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 장치를 개시한다.
또한 다른 일 실시예는 서보 제어기에서 발생된 전류 명령으로부터 공진을 감지하는 단계, 상기 전류 명령의 주파수를 추정하는 단계 및 상기 주파수 추정기에 의해 추정된 주파수를 적응 노치 필터의 노치 주파수로 하여 상기 전류 명령을 필터링하는 단계를 포함하는 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 방법을 개시한다.

Description

적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR AUTOMATICALLY DETECTING AND SUPPRESSING RESONANCE IN SERVO SYSTEM USING ADAPTIVE NOTCH FILTER AND METHOD THEREOF}
본 발명은 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공진 감지기, 주파수 추정기, 필터 설정기, 적응 노치 필터 및 고정 노치 필터를 사용하여 서보 시스템에서 발생하는 공진을 자동으로 검출하고 그 공진의 주파수를 추정하고 억제하는 방법에 관한 것이다.
종래에는 서보 시스템의 공진 현상을 억제하기 위한 방법으로 출력 전류 명령에 노치 필터를 적용하는 방법이 널리 사용되고 있다. 노치 필터란 입력 신호에서 특정 주파수 대역의 성분을 제거한 신호를 출력시키는 필터로서 노치 필터를 사용하면 전류 명령에서 공진을 유발하는 주파수 성분을 제거하여 서보 시스템의 공진 영향을 억제할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 서보 시스템의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 종래 서보 시스템(1)은 제어부(10) 및 플랜트(20)를 포함한다. 제어부(10)는 서보 제어기(11), 고정 노치 필터(12) 및 전류 제어기(13)를 포함한다. 플랜트(20)는 모터 (21), 부하(22) 및 인코더(23)를 포함한다. 서보 제어기(11)는 플랜트(20)의 모터(21) 제어를 위한 전류 명령을 발생한다. 전류 제어기(13)는 서보 제어기(11)로부터 전류 명령이 전달되면, 전류 명령에 상응하는 구동 전류를 모터(21)에 제공한다. 인코더(23)는 플랜트(20) 내에서 구동되는 모터(21)의 회전각 또는 회전속도를 측정하여 그 결과를 서보 제어기(11)에 피드백으로 제공한다. 이후 서보 제어기(11)는 수신된 피드백을 참조하여 모터(21)를 제어한다.
여기서, 고정 노치 필터(12)는 서보 제어기(11)에서 출력되는 전류 명령에서 노치 주파수에 해당하는 성분을 제거하는 역할을 수행한다. 플랜트(20)를 포함한 서보 시스템(1)의 공진 주파수를 알고 있는 경우, 고정 노치 필터(12)의 노치 주파수를 상기 공진 주파수로 설정하면 서보 제어기(11)의 출력 전류 명령 중 상기 공진 주파수 성분이 억제되어 전류 제어기(13)로부터 출력되는 구동 전류가 모터(21)의 공진 현상을 유발하지 않는다.
하지만 이러한 공진 억제 방법은 서보 시스템의 공진 주파수를 미리 알고 있어야 가능한 방법이므로 공진 주파수를 모르는 경우 적용하기 어려운 문제점이 있다.
한편, 주파수 스윕이나 화이트 노이즈를 인가한 뒤 발생하는 피드백 신호를 분석하여 서보 시스템의 응답을 확인하는 별도의 추정 방법을 사용하여 서보 시스템의 공진 주파수를 알아낼 수는 있으나, 이와 같은 방법은 오프라인 추정방식으로 비 실시간 추정이라는 한계가 있어, 실시간 변화하는 상황에 빠르게 대처하기 어렵다는 단점이 있다.
미국등록특허공보 US6507165 일본특허출원공개 JP2009-296746 A2
본 발명의 일 목적은 공진 정보가 알려지지 않은 서보 시스템이 실시간으로 공진을 감지하고 공진 주파수를 추정한 뒤 감지한 공진을 억제하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 서보 시스템의 자동 공진 억제 장치는, 서보 제어기에서 발생된 전류 명령으로부터 공진 발생 및 공진 억제를 감지하는 공진 감지기, 상기 전류 명령의 주파수를 추정하는 주파수 추정기 및 상기 주파수 추정기에 의해 추정된 주파수를 노치 주파수로 하여 상기 전류 명령을 필터링하는 적응 노치 필터를 포함한다.
또한 일 실시예에 따른 서보 시스템의 자동 공진 억제 장치는, 고정 노치 필터 및 필터 설정기를 더 포함하되, 상기 필터 설정기는, 상기 공진 감지기에 의해 공진 발생이 감지되면, 상기 적응 노치 필터를 동작시키고, 상기 적응 노치 필터의 필터링 이후 상기 공진 감지기에 의해 공진 억제가 감지되면, 상기 적응 노치 필터의 노치 주파수를 상기 고정 노치 필터의 노치 주파수로 설정할 수 있다.
또한 일 실시예에 따른 시스템의 자동 공진 억제 장치에 있어서,, 상기 공진 감지기는, 상기 전류 명령의 진폭의 크기 변화 또는 확률적 분석값을 이용하여 상기 서보 시스템의 공진 발생 및 억제 또는 공진의 크기를 감지할 수 있다.
또한 일 실시예에 따른 서보 시스템의 자동 공진 억제 장치에 있어서, 상기 필터 설정기는, 상기 고정 노치 필터가 동작하면, 상기 적응 노치 필터의 동작을 중지시킬 수 있다.
또한 일 실시예에 따른 서보 시스템의 자동 공진 억제 장치에 있어서, 상기 적응 노치 필터는 한 개이고, 상기 고정 노치 필터는 하나 이상일 수 있다.
또한 일 실시예에 따른 서보 시스템의 자동 공진 억제 장치에 있어서, 상기 주파수 추정기는, 상기 적응 노치 필터의 노치 주파수가 상기 전류 명령에 나타나는 공진 주파수가 되도록, 상기 전류 명령을 입력 신호로 받아 매 연산 주기에서의 입력 신호의 주파수에 대한 추정치의 변화량을 이용하여 연속적으로 입력 신호의 주파수에 대한 추정치를 계산할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 서보 시스템의 자동 공진 억제 방법은 서보 제어기에서 발생된 전류 명령으로부터 공진을 감지하는 단계, 상기 전류 명령의 주파수를 추정하는 단계 및 상기 주파수 추정기에 의해 추정된 주파수를 적응 노치 필터의 노치 주파수로 하여 상기 전류 명령을 필터링하는 단계를 포함한다.
또한 일 실시예에 따른 서보 시스템의 자동 공진 억제 방법은, 상기 적응 노치 필터의 필터링 이후 공진 억제 여부를 감지하는 단계, 공진이 억제되면, 상기 적응 노치 필터의 노치 주파수를 고정 노치 필터의 노치 주파수로 설정하는 단계 및 상기 고정 노치 필터에 의해 상기 전류 명령을 필터링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 일 실시예에 따른 시스템의 자동 공진 억제 장치에 있어서, 상기 전류 명령으로부터 상기 서보 시스템의 공진의 발생 및 억제를 감지하는 단계는, 상기 전류 명령의 진폭의 크기 변화 또는 상기 전류 명령에 대한 확률적 분석값을 이용할 수 있다.
또한 일 실시예에 따른 서보 시스템의 자동 공진 억제 방법에 있어서, 상기 고정 노치 필터에 의해 상기 전류 명령을 필터링하는 단계는, 상기 고정 노치 필터가 동작하면, 상기 적응 노치 필터의 동작을 중지시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한 일 실시예에 따른 서보 시스템의 자동 공진 억제 방법에 있어서, 상기 전류 명령의 주파수를 추정하는 단계는, 상기 적응 노치 필터의 노치 주파수가 상기 전류 명령에 나타나는 공진 주파수가 되도록, 상기 전류 명령을 입력 신호로 받아 매 연산 주기에서의 입력 신호의 주파수에 대한 추정치의 변화량을 이용하여 연속적으로 입력 신호의 주파수에 대한 추정치를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 공진 정보가 알려지지 않은 서보 시스템에서 공진 현상 발생 시 발생한 공진을 실시간으로 추정하고 억제할 수 있다.
또한, 고정 노치 필터를 이용하여 공진 억제 작용을 수행하므로 서보 시스템이 운용 가능한 노치 필터 개수만큼 여러 개의 공진 성분을 억제할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 서보 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서보 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터부(130)의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 방법의 순서도이다.
본 특허 출원은 산업통상자원부 R&D 프로그램의 지원을 받아 개발되었음[10045630, 안전기능을 가진 무 튜닝 고성능 서보 시스템 시리즈 개발].
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면들을 참조한다. 상세한 설명의 실시 예들은 당업자가 본 발명을 실시하기 위한 상세 설명을 개시하는 목적으로 제공된다.
본 발명의 각 실시 예들은 서로 상이한 경우를 설명할 수 있으나, 그것이 각 실시 예들이 상호 배타적임을 의미하는 것은 아니다. 예를 들어, 상세한 설명의 일 실시 예와 관련하여 설명된 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예에서도 동일하게 구현될 수 있다. 또한, 여기서 개시되는 실시 예들의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양하게 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
한편, 여러 실시 예들에서 동일하거나 유사한 참조번호는 동일하거나 유사한 구성요소를 지칭한다. 첨부된 도면들에서 각 구성 요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제 적용되는 크기와 같거나 유사할 필요는 없다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 살펴본다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서보 시스템의 블록도이다. 도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 서보 시스템(1000)은 공진 억제부(100), 제어부(200) 및 플랜트(300)를 포함할 수 있다.
상기 제어부(200)는 서보 제어기(210) 및 전류 제어기(220)를 포함할 수 있다. 상기 서보 제어기(210) 및 전류 제어기(220)는 도 1에서 설명한 서보 제어기(11) 및 전류 제어기(13)와 동일한 기능을 수행할 수 있다. 즉 서보 제어기(210)는 전류 명령을 발생시키고, 전류 제어기(220)는 전류 명령에 따른 구동 전류를 발생시킬 수 있다.
상기 플랜트(300)는 모터(310), 부하(320) 및 인코더(330)를 포함할 수 있으며, 각 구성요소의 기능은 도 1에서 설명한 모터(21)와 부하(22) 및 인코더(23)와 동일할 수 있다.
상기 공진 억제부(100)는 공진 감지기(110), 주파수 추정기(120) 필터부(130), 및 필터 설정기(140)를 포함할 수 있다.
상술한 공진 억제부(100)의 구성요소는 부분적으로 또는 전체가 온전한 하드웨어이거나 소프트웨어로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 장치는 공진 감지기(110), 주파수 추정기(120) 및 적응 노치 필터를 포함하는 필터부(130)를 포함할 수 있다.
또한 다른 일 실시예에서 상기 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 장치는 필터 설정기(140)를 더 포함할 수 있고, 상기 필터부(130)는 하나 이상의 고정 노치 필터를 더 포함할 수 있다.
상기 공진 감지기(110)는 서보 제어기(210)에서 발생된 전류 명령(입력 신호)을 수신하여, 상기 전류 명령으로부터 공진의 발생 및 억제를 감지할 수 있다.
상기 공진 감지기(110)는 상기 인코더(320)로부터 피드백된 신호에 따라 발생된 전류 명령으로부터 플랜트(300)에 공진이 발생하는지 여부를 감지할 수 있다. 또한 상기 공진 감지기(110)는 필터부(130)의 필터링 동작 이후, 상기 필터링에 의해 상기 감지된 공진이 효과적으로 억제되고 있는지 여부를 감지할 수 있다.
공진의 발생 및 억제를 감지하기 위해서, 상기 공진 감지기(110)는 상기 전류 명령의 진폭의 크기 변화 또는 상기 전류 명령에 대한 확률적 분석값을 이용할 수 있다. 상기 확률적 분석값은 상기 전류 명령에 대한 평균, 분산, 확률밀도함수, 자기상관, 상호상관, n차 모멘트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 공진 감지기(110)는 상기 공진에 대한 감지 결과를 포함하는 공진 판단 신호(c)를 필터 설정기(140)로 전달할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터부(130)의 일 예를 나타내는 블록도이다. 도 3을 참조하면 필터부(130)는 직렬 연결된 하나 이상의 필터(131-133)를 포함할 수 있다. 도 3에서 한 개의 적응 노치 필터(131)와 두 개의 고정 노치 필터(132, 132)가 도시되었으나 그 순서 및 개수는 예시적인 것에 불과하다.
여기서, 적응 노치 필터는 주파수 추정기(120)의 추정 주파수를 노치 주파수로 하여 노치 주파수가 실시간으로 바뀌는 노치 필터이고, 고정 노치 필터는 고정된 주파수를 노치 주파수로 하는 노치 필터이다.
다만 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 필터부(130)는 하나의 적응 노치 필터와 하나 이상의 고정 노치 필터를 포함할 수 있으나 이에 본 발명이 제한되는 것은 아니고 복수의 적응 노치 필터가 이용될 수도 있다.
상기 적응 노치 필터(131)는 주파수 추정기(120)가 추정한 주파수를 노치 주파수로 하여 전류 명령(a)를 필터링하여 전류 제어기(220)에 필터링된 전류 명령(b)을 제공할 수 있다.
상기 주파수 추정기(120)는 상기 전류 명령을 입력으로 받아 전류 명령의 주파수를 실시간으로 추정한다. 상기 주파수 추정기(120)는 상기 적응 노치 필터의 노치 주파수가 상기 전류 명령에 나타나는 공진 주파수가 되도록, 매 연산 주기에서의 입력 신호의 주파수에 대한 추정치의 변화량을 이용하여 연속적으로 입력 신호의 주파수에 대한 추정치를 계산할 수 있다. 예컨대 주파수 추정기(120)는 매 단위 시간마다의 추정치의 변화량을 적분한 값을 이용할 수 있다.
상기 적분된 추정치 (즉, 추정 주파수)가 입력된 전류 명령(즉, 입력 신호)의 공진 주파수에 가까워질수록 상기 계산된 추정 주파수의 변화량 크기가 작아지고, 상기 추정 주파수가 입력된 전류 명령의 공진 주파수에 수렴될 수 있다. 따라서 정상 상태에서 상기 주파수 추정기의 출력(e)은 상기 전류 명령의 공진 주파수에 대한 추정 주파수가 된다.
상기 주파수 추정기(120)는 아래 수학식 1로 표현되는 적응형 필터 기반의 주파수 추정기로 설계될 수 있다.
Figure pat00001
여기서 x는 적응형 필터의 상태 (state),
Figure pat00002
는 적응형 필터의 감쇄비,
Figure pat00003
는 추정 주파수,
Figure pat00004
는 주파수 추정 이득,
Figure pat00005
는 입력 신호로 본 발명에서는 전류 명령(a)을 나타낸다. 상기 주파수 추정기(120)는 매 단위시간 마다 추정 주파수의 미소 변화량
Figure pat00006
을 계산하고 이를 적분하여 입력 신호
Figure pat00007
의 공진 주파수를 추정한다.
상기 적응 노치 필터(131)는 아래 수학식 2로 표현되는 2차 노치 필터로 설계될 수 있으나 이에 본 발명이 제한되는 것은 아니다.
Figure pat00008
여기서 s는 라플라스 연산자 (Laplace operator),
Figure pat00009
은 노치 주파수,
Figure pat00010
는 필터의 감쇄비 (damping factor)를 나타낸다. 적응 노치 필터(131)의 노치 주파수인
Figure pat00011
는 주파수 추정기(120)의 추정 주파수로서 시간에 따라 변할 수 있다.
또한 상기 고정 노치 필터는 적응 노치 필터(131)와 비슷한 형태의 수학식 3으로 표현되는 2차 노치 필터로 설계될 수 있으나 이에 본 발명이 제한되는 것은 아니다.
Figure pat00012
여기서 s는 라플라스 연산자,
Figure pat00013
는 노치 주파수,
Figure pat00014
는 필터의 감쇄비 (damping factor)를 나타낸다. 고정 노치 필터(324)의 노치 주파수인
Figure pat00015
는 고정된 주파수로서 시간에 따라 변하지 않는다.
다른 일 실시예에서 상기 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 장치는 상기 하나 이상의 고정 노치 필터 및 필터 설정기를 더 포함할 수 있다.
상기 필터 설정기(140)는 공진 감지기(110)로부터 수신된 공진 판단 신호(c)를 이용하여 필터 설정 신호(d)를 생성하여 필터부(130)로 보낼 수 있다. 필터 설정기(140)는 상기 필터 설정 신호(d)를 통해 필터부(130) 내 적응 노치 필터 및 고정 노치 필터의 동작을 실행 및 정지 시킬 수 있다. 또한 상기 필터 설정기(140)는 고정 노치 필터의 노치 주파수를 변경할 수 있다.
상기 서보 시스템에 공진 현상이 발생하면 상기 전류 명령의 진동 주파수는 시스템의 공진 주파수와 동일하거나 이에 매우 유사한 값이 될 수 있다. 상기 공진 감지기(110)로부터 공진 발생이 감지되었을 때, 필터 설정기(140)는 상기 주파수 추정기(120)에서 출력되는 추정 주파수를 상기 필터부(130)의 상기 적응 노치 필터의 노치 주파수로 설정하여 동작 시킴으로써 공진 억제를 시도하고 공진을 억제할 수 있다.
일 예에서 상기 공진 감지기(110)는 공진 감지 시점의 공진의 크기를 임의 저장소(미도시)에 저장한 뒤 또는 저장하지 않고 필터 설정기(140)에 제공할 수 있다.
상기 적응 노치 필터의 필터링 이후 상기 공진 감지기(110)에 의해 공진 억제가 감지되면 상기 필터 설정기(140)는 상기 적응 노치 필터의 노치 주파수를 상기 고정 노치 필터의 노치 주파수로 설정할 수 있다. 이 경우, 동일한 주파수를 적응 노치 필터 및 고정 노치 필터가 반복적으로 필터링하게 될 수 있다.
따라서 일 예에서 상기 필터 설정기(140)는 고정 노치 필터가 동작하면 (또는 고정 노치 필터가 동작하여 공진 억제가 정상적으로 이루어지면), 적응 노치 필터의 동작을 중지시킬 수 있다.
도 3을 참조하면, 고정 노치 필터가 복수개 존재하는 경우, 필터 설정기(140)는 복수의 고정 노치 필터 중에서 현재 이용되지 않는 고정 노치 필터에 대하여 노치 주파수를 설정하여 동작 시킬 수 있다. 예컨대, 제1 공진을 억제하기 위해 고정 노치 필터(132)가 제1 공진 주파수(f11)를 노치 주파수로 하여 필터링하고, 고정 노치 필터(133)이 운용 중이지 않은 경우, 상기 필터 설정기(140)는 제2 공진을 억제하기 위해 고정 노치 필터(133)의 노치 주파수를 제2 공진 주파수(f12)로 설정하여 동작시킬 수 있다.
상술한 필터 설정기(140)의 동작은 사용자 입력 또는 자동화된 로직에 의해 구현될 수 있다.
또한 일 실시예에서 상기 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 장치는 서보 제어기(210) 및 전류 제어기(220)를 더 포함할 수 있다. 상기 서보 제어기(210)는 상술한 전류 명령을 발생시켜 공진 억제부(100)에 제공할 수 있다. 또한 서보 제어기(210)는 플랜트(300)로부터의 피드백을 반영하여 전류 명령을 발생시킬 수 있다.
상기 전류 제어기(220)는 상기 적응 노치 필터(131) 및 고정 노치 필터(132,133)의 후단에 배치되어 상기 전류 명령에 상응하는 구동 전류를 플랜트(300)에 제공할 수 있다.
또한 다른 일 실시예에서 상기 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 장치는 플랜트(300)를 더 포함할 수 있다. 여기서 플랜트(300)는 상술한 바와 같이 모터(310), 부하(320) 및 인코더(330)를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 방법의 순서도이다. 도 4를 참조하면 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 방법은 서보 제어기에서 발생된 전류 명령으로부터 공진을 감지하는 단계(S100), 상기 전류 명령의 주파수를 추정하는 단계(S200) 및 상기 주파수 추정기에 의해 추정된 주파수를 노치 주파수로 갖는 적응 노치 필터를 동작시켜 감지된 공진 현상의 억제를 시도하는 단계(S300)를 포함한다.
상기 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 방법은 상술한 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 장치의 구성요소들에 의하여 구현될 수 있다.
일 예에서 상기 전류 명령의 주파수를 추정하는 단계(S200)는, 상기 적응 노치 필터의 노치 주파수가 상기 전류 명령에 나타나는 공진 주파수가 되도록, 매 연산 주기에서의 입력 신호의 주파수에 대한 추정치의 변화량을 이용하여 연속적으로 입력 신호의 주파수에 대한 추정치를 계산하는 단계를 포함할 수도 있다.
또한 도 4를 더 참조하면 상기 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 방법은 상기 적응 노치 필터의 필터링 이후 공진 억제 여부를 감지하는 단계(S400), 공진이 억제되면, 상기 적응 노치 필터의 노치 주파수를 고정 노치 필터의 노치 주파수로 설정하는 단계(S500) 및 상기 고정 노치 필터에 의해 상기 전류 명령을 필터링하는 단계(S600)을 포함할 수 있다.
상기 고정 노치 필터에 의해 상기 전류 명령을 필터링하는 단계(S600)는 상기 고정 노치 필터가 동작하면, 상기 적응 노치 필터의 동작을 중지시키는 단계를 포함할 수 있다.
이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 서보 제어기에서 발생된 전류 명령으로부터 공진 발생 및 공진 억제를 감지하는 공진 감지기;
    상기 전류 명령의 주파수를 추정하는 주파수 추정기; 및
    상기 주파수 추정기에 의해 추정된 주파수를 노치 주파수로 하여 상기 전류 명령을 필터링하는 적응 노치 필터를 포함하는 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공진 감지기는,
    상기 전류 명령의 진폭의 크기 변화 또는 확률적 분석값을 이용하여 상기 서보 시스템의 공진 발생 및 억제 여부 또는 발생한 공진의 크기를 감지하는 것을 특징으로 하는 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    고정 노치 필터 및 필터 설정기를 더 포함하되,
    상기 필터 설정기는,
    상기 공진 감지기에 의해 공진 발생이 감지되면, 상기 적응 노치 필터를 동작시키고, 상기 적응 노치 필터의 필터링 이후 상기 공진 감지기에 의해 공진 억제가 감지되면, 상기 적응 노치 필터의 노치 주파수를 상기 고정 노치 필터의 노치 주파수로 설정하는 것을 특징으로 하는 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 필터 설정기는,
    상기 고정 노치 필터가 동작하면, 상기 적응 노치 필터의 동작을 중지시키는 것을 특징으로 하는 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 적응 노치 필터는 한 개이고,
    상기 고정 노치 필터는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 추정기는,
    상기 적응 노치 필터의 노치 주파수가 상기 전류 명령에 나타나는 공진 주파수가 되도록, 상기 전류 명령을 입력 신호로 받아 매 연산 주기에서의 입력 신호의 주파수에 대한 추정치의 변화량을 이용하여 연속적으로 입력 신호의 주파수에 대한 추정치를 계산하는 것을 특징으로 하는 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 장치.
  7. 서보 제어기에서 발생된 전류 명령으로부터 공진 발생을 감지하는 단계;
    상기 전류 명령의 주파수를 추정하는 단계; 및
    상기 주파수 추정기에 의해 추정된 주파수를 적응 노치 필터의 노치 주파수로 하여 상기 전류 명령을 필터링하는 단계를 포함하는 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 적응 노치 필터의 필터링 이후 공진 억제 여부를 감지하는 단계;
    공진이 억제되면, 상기 적응 노치 필터의 노치 주파수를 고정 노치 필터의 노치 주파수로 설정하는 단계; 및
    상기 고정 노치 필터에 의해 상기 전류 명령을 필터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고정 노치 필터에 의해 상기 전류 명령을 필터링하는 단계는,
    상기 고정 노치 필터가 동작하면, 상기 적응 노치 필터의 동작을 중지시키는 것을 특징으로 하는 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 전류 명령의 주파수를 추정하는 단계는,
    상기 적응 노치 필터의 노치 주파수가 상기 전류 명령에 나타나는 공진 주파수가 되도록, 상기 전류 명령을 입력 신호로 받아 매 연산 주기에서의 입력 신호의 주파수에 대한 추정치의 변화량을 이용하여 연속적으로 입력 신호의 주파수에 대한 추정치를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 방법.
  11. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 공진 발생 및 억제를 감지하는 단계는,
    상기 전류 명령의 진폭의 크기 변화 또는 확률적 분석값을 이용하는 것을 특징으로 하는 적응 노치 필터를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 방법.
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