KR20220115856A - 자기장발생기의 제어장치, 시험장치, 및 자기장 제어방법 - Google Patents

자기장발생기의 제어장치, 시험장치, 및 자기장 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220115856A
KR20220115856A KR1020210186956A KR20210186956A KR20220115856A KR 20220115856 A KR20220115856 A KR 20220115856A KR 1020210186956 A KR1020210186956 A KR 1020210186956A KR 20210186956 A KR20210186956 A KR 20210186956A KR 20220115856 A KR20220115856 A KR 20220115856A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetic field
gain
control
field generator
value
Prior art date
Application number
KR1020210186956A
Other languages
English (en)
Inventor
도시유키 오무로
타카시 기무라
Original Assignee
주식회사 아도반테스토
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아도반테스토 filed Critical 주식회사 아도반테스토
Publication of KR20220115856A publication Critical patent/KR20220115856A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/12—Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00—Automatic controllers
    • G05B11/01—Automatic controllers electric
    • G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F7/00—Regulating magnetic variables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0017—Means for compensating offset magnetic fields or the magnetic flux to be measured; Means for generating calibration magnetic fields
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0023—Electronic aspects, e.g. circuits for stimulation, evaluation, control; Treating the measured signals; calibration
    • G01R33/0029—Treating the measured signals, e.g. removing offset or noise
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00—Automatic controllers
    • G05B11/01—Automatic controllers electric
    • G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
    • G05B11/42—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining a characteristic which is both proportional and time-dependent, e.g. P. I., P. I. D.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

(과제) 제어계의 응답특성을 최적화시킨 자기장발생기의 제어장치, 시험장치, 및 자기장 제어방법을 제공한다.
(해결수단) 제어장치는 자기장센서(40)의 검출치에 기초하여 자기장발생기(30)를 제어하는 자기장제어회로(60)를 구비하고, 자기장제어회로(60)는 자기장발생기(30)에서 발생시키는 자기장의 지령치가 입력되고, 자기장센서(40)의 검출치가 피드백하여 입력되고, 지령치와 검출치의 오차에 따라 오차신호를 생성하고, 오차에 대하여 제어게인으로 증폭시킨 제어신호를 자기장발생기(30)에 출력한다. 그리고 제어게인은 오차신호의 주파수가 높을수록 게인이 작아지는 특성을 포함한 게인과, 오차신호의 진폭이 클수록 게인이 커지는 특성을 포함한 게인을 포함하고 있다.

Description

자기장발생기의 제어장치, 시험장치, 및 자기장 제어방법{CONTROL DEVICE OF MAGNETIC FIELD GENERATOR, TEST DEVICE AND CONTROL METHOD OF MAGNETIC FIELD}
본 발명은 자기장발생기의 제어장치, 시험장치, 및 자기장 제어방법에 관한 것이다.
PID 파라미터를 자동으로 설정하는 PID 제어장치가 알려져 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조). 이 PID 제어장치에 있어서 PID 제어부를 P 제어상태로 하고, 목표치 입력을 일정하게 한 상태에서 오토튜닝부는 PID 제어부의 비례게인(Kp)을 서서히 증대시킨다. Kp의 증대에 따라 편차에 진동이 발생한다. FFT 해석부는 편차를 주파수 해석하여 피크 주파수로부터 편차에 포함되어 있는 고유진동주파수를 검출한다. 필터는 고유진동주파수보다 높은 주파수의 노이즈성분을 제거하여 RMS 처리부에 출력한다. RMS 처리부는 편차의 진동의 1주기마다 실효치를 산출하고, 복수 주기 연속하여 증가하고 있음을 검출하였을 때에 오토튜닝부에 트리거신호를 송출하고, PID 제어부의 Kp의 값을 내린다. 오토튜닝부는 트리거신호를 수신하면 그때의 비례게인(Kpc) 및 고유진동의 주기(Tc)로부터 PID 파라미터를 결정한다.
일본 특허 공개 2011-113111호 공보
특허문헌 1에 기재된 PID 제어장치에 있어서 피드백 제어의 속도요구의 범위가 넓은 경우에는 제어계의 응답특성을 동적으로 최적화할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 제어계의 응답특성을 최적화시킨 자기장발생기의 제어장치, 시험장치, 및 자기장 제어방법을 제공한다.
[1] 본 발명에 따른 자기장발생기의 제어장치는 상기 자기장을 검출하는 자기장센서의 검출치에 기초하여 상기 자기장발생기를 제어하는 자기장제어회로를 구비하고, 상기 자기장제어회로는 상기 자기장발생기에서 발생시키는 자기장의 지령치가 입력되고, 상기 자기장센서의 상기 검출치가 피드백하여 입력되고, 상기 지령치와 상기 검출치의 오차에 따라 오차신호를 생성하고, 상기 오차에 대하여 제어게인으로 증폭시킨 제어신호를 상기 자기장발생기에 출력하고, 상기 제어게인은 상기 오차신호의 주파수가 높을수록 게인이 작아지는 특성을 포함한 제1게인과, 상기 오차신호의 진폭이 클수록 게인이 커지는 특성을 포함한 제2게인을 포함한다.
[2] 상기 발명에 있어서, 제2게인은 상기 지령치의 변동에 대하여 요구되는 지령치 응답성, 상기 자기장발생기의 출력변동에 대하여 요구되는 출력치 응답성, 및 상기 자기장센서의 상기 검출치의 변동에 대하여 요구되는 검출치 응답성에 따라 설정되어도 된다.
[3] 상기 발명에 있어서, 제2게인은 상기 진폭의 증가에 대하여 게인이 연속적으로 증가하는 특성을 포함하여도 된다.
[4] 본 발명에 따른 시험장치에 있어서, 코일 및 코어를 갖고, 피시험 전자부품에 대하여 자기장을 출력하는 자기장발생기와, 상기 자기장을 검출하는 자기장센서와, 상기 자기장센서의 검출치에 기초하여 상기 코일에 흐르는 전류를 제어하는 자기장제어회로를 구비하고, 상기 자기장제어회로는 상기 자기장발생기에서 발생시키는 자기장의 지령치가 입력되고, 상기 자기장센서의 상기 검출치가 피드백하여 입력되고, 상기 지령치와 상기 검출치의 오차에 따라 오차신호를 생성하고, 상기 오차에 대하여 제어게인으로 증폭시킨 제어신호를 상기 자기장발생기에 출력하고, 상기 제어게인은 상기 오차신호의 주파수가 높을수록 게인이 작아지는 특성을 포함한 제1게인과, 상기 오차신호의 진폭이 클수록 게인이 커지는 특성을 포함한 제2게인을 포함한다.
[5] 본 발명에 따른 자기장 제어방법에 있어서, 자기장을 검출하는 자기장센서의 검출치를 피드백 제어로 취득하는 단계와, 자기장발생기에서 발생시키는 자기장의 지령치를 취득하는 단계와, 상기 지령치와 상기 검출치의 오차에 따라 오차신호를 생성하는 단계와, 상기 오차에 대하여 제어게인으로 증폭시킨 제어신호를 상기 자기장발생기에 출력하는 단계를 갖고, 상기 제어게인은 상기 오차신호의 주파수가 높을수록 게인이 작아지는 특성을 포함한 제1게인과, 상기 오차신호의 진폭이 클수록 게인이 커지는 특성을 포함한 제2게인을 포함한다.
본 발명에 따르면 제어오차의 진폭성분과 주파수성분의 쌍방에 감응하여 피드백 제어의 속도요구에 대하여 넓은 속도 범위에서 최적인 제어게인을 설정하기 때문에 제어계의 응답특성을 최적화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 시험장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 시험장치에 있어서의 블록선도이다.
도 3은 오차신호의 진폭에 대한 게인의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4는 자기장제어회로로 설정되어 제어게인의 게인특성을 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 1의 시험장치에 있어서의 입력변동과 출력변동의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 시험장치의 블록도이다.
도 1에 나타내는 시험장치는 피시험 전자부품(DUT)(10)에 대하여 자기장을 가하여 이 상태에서 DUT가 적절히 동작하는지의 여부를 시험(검사)한다. DUT(10)는 본 실시형태에 따른 시험장치에 의해 시험되는 대상물로서 예를 들어 전류센서나 자기센서 등의 센서이다.
도 1에 나타내는 바와 같이 시험장치(100)는 소켓(20), 자기장발생기(30), 자기장센서(40), 컨트롤러(50) 및 자기장제어회로(60)를 구비하고 있다. 소켓(20)은 DUT(10)와 접촉하여 전기적으로 접속하면서 DUT(10)를 지지한다. 소켓(20)의 천면에는 DUT(10)와 접촉하기 위한 핀이 설치되어 있다. 소켓(20)은 핀과 전기적으로 접속된 신호선을 갖고 있다. 소켓(20)은 도시하지 않은 케이블을 통하여 컨트롤러(50)에 접속되어 있다. DUT(10)가 소켓(20)에 접속된 상태에서 컨트롤러(50)로부터의 전기신호가 소켓(20)을 통하여 DUT(10)에 부여되고, DUT(10)로부터 출력되는 신호에 기초하여 DUT(10)가 시험된다.
자기장발생기(30)는 전자석이고, 코어(31), 주코일(32), 보정코일(33)을 갖고 있다. 코어(31)는 주코일(32) 및 보정코일(33)에서 발생하는 자속을 강하게 하고, 자속에 의해 형성되는 폐루프(자기회로)를 DUT(10)에 통과시키기 위한 부재이다.
코어(31)는 주코일(32) 및 보정코일(33)이 감기는 본체부(311)와 본체부(311)로부터 DUT(10)를 향하여 연장되는 연장부(312)를 갖고 있다. 본체부(311) 및 연장부(312)는 일체로 되어 있다. 본체부(311)는 기둥형상으로 형성되어 있다. 연장부(312)는 본체부(311)의 양단으로부터 DUT(10)의 측면에 접근하도록 연장되어 있다. 한쪽 연장부(312)의 단부로부터 다른 쪽 연장부(312)의 단부를 향하여 자기장이 발생하고, DUT(10)는 자기회로내에 배치된다.
주코일(32)은 본체부(311)에 감겨 있다. 컨트롤러(50)의 제어에 의해 전류가 주코일(32)에 흐르면 자속이 발생하고, 자속은 코어(31) 및 DUT(10)를 포함한 폐루프형상으로 통과한다.
보정코일(33)은 본체부(311)에 감겨 있다. 보정코일(33)의 권수는 주코일(32)의 권수보다 적다. 보정코일(33)은 자기장발생기(30)에서 발생하는 자기장을 보정하기 위한 코일이다. 주코일(32)에 전류가 흘러 자기장이 발생하고 있는 상태에서 보정코일(33)에 전류가 흐르면 보정코일(33)에서 발생하는 자기장이 주코일(32)에서 발생하는 자기장에 가해진다. 보정코일(33)의 발생자기장은 주코일(32)의 발생자기장보다 작다. 주코일(32)에 흐르는 전류를 제어함으로써 자기장발생기(30)의 발생자기장을 크게 조정하고, 보정코일(33)에 흐르는 전류를 제어함으로써 자기장발생기(30)의 발생자기장을 작게 조정한다.
자기장센서(40)는 자기장발생기(30)에서 발생하는 자기장(자속)을 검출한다. 자기장센서(40)는 자기회로내에 배치되어 있다. 자기장센서(40)의 검출치는 자기장제어회로(60)에 출력된다.
컨트롤러(50)는 주코일(32) 및 보정코일(33)에 흐르는 전류를 제어한다. 컨트롤러(50)는 CPU나 MPU 등의 연산장치 및 ROM이나 RAM 등의 메모리 등을 갖고 있다. 컨트롤러(50)는 외부로부터의 지령 또는 사용자에 의한 조작에 기초하여 DUT에 가하는 자기장을 설정하고, 설정된 자기장을 발생시키기 위한 자기장 지령치(Ba)를 주코일(32) 및 자기장제어회로(60)에 출력한다. 자기장 지령치(Ba)를 발생시키기 위한 전류가 주코일(32)에 흐른다. 컨트롤러(50)는 자기장제어회로(60)를 통하여 자기장센서(40)의 검출치(Bd)를 취득한다. 컨트롤러(50)는 설정자기장을 변화시키는 경우에는 검출치가 변화후의 설정자기장이 되도록 자기장 지령치(Ba)를 연산한다.
자기장제어회로(60)는 자기장센서(40)의 검출치에 기초하여 자기장발생기(30)를 제어하는 제어회로이다. 또한 자기장제어회로(60)를 포함하는 장치가 본 발명의 제어장치에 상당한다. 자기장제어회로(60)에는 자기장센서(40)의 검출치(Bd)가 피드백하여 입력된다. 자기장제어회로(60)에는 컨트롤러(50)로부터 자기장 지령치(Ba)가 입력된다. 자기장제어회로(60)는 자기장 지령치(Ba)와 검출치(Bd)의 차분을 연산함으로써 자기장 지령치(Ba)와 검출치(Bd)의 오차를 검출한다. 자기장제어회로(60)는 검출된 오차에 따른 신호를 생성한다. 구체적으로는 자기장제어회로(60)는 검출치(Bd)가 자기장 지령치와 일치하도록 보정코일(33)에서 발생시키는 자기장 지령치(Bb)를 포함하는 신호를 생성한다. 예를 들어 검출치가 설정자기장(설정자속)보다 낮은 경우에는 자기장발생기(30)의 자기장이 커지도록 보정코일(33)에서 발생시키는 자기장의 지령치(Bb)를 연산하고, 연산된 자기장 지령치(Bb)를 보정코일(33)에 출력한다. 또한 컨트롤러(50) 및 자기장제어회로(60)는 주코일(32) 및 보정코일(33)을 전류제어 또는 전압제어로 제어한다.
다음에 도 2를 참조하여 시험장치(100)에 있어서의 시스템제어를 설명한다. 시험장치(100)에 있어서의 시스템제어는 피드포워드 요소와 피드백 요소를 포함하고 있다. 시스템제어는 연산기(61), 제어요소(62∼65) 및 제어대상(66)을 갖고 있다. 컨트롤러(50)로부터 자기장제어회로(60)에 입력되는 자기장 지령치(Ba)를 포함하는 신호가 시스템제어의 기준입력신호(Bref)에 상당한다. 이하에 상세하게 설명되는 연산기(61)에 의한 연산처리, 제어요소(63∼65)에 의한 제어처리는 자기장제어회로(60)에서 실행된다. 또한 자기장센서의 검출치를 자기장제어회로(60)에 되돌림으로써 제어요소(62)를 포함하는 제어처리가 실행된다.
연산기(61)는 기준입력신호에 포함되는 자기장 지령치(Ba)와 검출치의 차분(ΔV)을 연산한다. 검출치는 제어요소(62)로 변환된 값이다. 차분(ΔV)은 지령치와 검출치의 오차에 상당한다. 그리고 연산기(61)는 차분(ΔV)을 포함하는 오차신호를 제어요소(63, 65)에 출력한다. 이에 의해 연산기(61)는 지령치와 검출치의 오차에 따라 오차신호를 생성하고, 오차신호를 제어요소(63, 65)에 출력한다.
제어요소(62)는 피제어량을 기준입력신호와 비교할 수 있는 신호로 변환하는 요소이고, 자기장센서(40)에 상당한다. 피제어량은 자기장발생기(30)에서 발생한 자기장이다. 제어요소(62)는 피드백 요소이고, 전달함수(H(s))로 나타내진다.
제어요소(63)는 오차신호의 진폭성분을 검지한다(진폭검지). 오차신호의 진폭성분은 과도적인 제어오차이고, 소정 시간당 오차신호의 첨두치, 적분치, 평균치 또는 실효치 등으로 나타내진다. 제어요소(64)는 과도적인 제어오차에 대하여 제어계의 응답특성을 변화시키기 위한 게인(GM)을 결정한다(게인제어). 제어요소(64)는 미리 설정된 게인특성을 맵으로 격납하고 있다. 제어요소(64)로 설정되는 게인의 특성은 도 3에 나타내는 그래프로 나타내진다. 도 3에 있어서 횡축은 오차신호의 진폭(D)을 나타내고, 종축은 게인(GM)의 크기를 나타낸다. 제어요소(64)의 게인(GM)은 오차신호의 진폭(D)이 클수록 게인(GM)이 커지는 특성을 포함하고 있다. 게인(GM)은 오차신호의 진폭(D)의 증가에 대하여 게인이 연속적으로 증가하는 특성을 포함하고 있다. 그리고 제어요소(64)는 오차신호의 진폭이 작은 경우에는 작은 게인(GM)을 설정하고, 오차신호의 진폭이 큰 경우에는 큰 게인(GM)을 설정한다. 또한 도 3에 나타내는 게인특성은 일례에 불과하고, 게인(GM)의 특성은 오차신호의 진폭(D)에 대하여 비례하여 증가하는 특성이어도 된다. 또한 게인(GM)은 진폭의 일부의 범위에서 오차신호의 진폭(D)이 클수록 게인(GM)이 커지도록 하는 특성을 포함하여도 된다. 예를 들어 오차신호의 진폭(D)이 소정의 저진폭측의 역치 이하인 경우에는 게인(GM)의 크기는 제1소정치가 되고, 오차신호의 진폭(D)이 저진폭측의 역치보다 크고, 소정의 고진폭측의 역치보다 작은 경우에는 오차신호의 진폭(D)이 클수록 게인(GM)이 커지고, 오차신호의 진폭(D)이 고진폭측의 역치보다 큰 경우에는 게인(GM)의 크기는 제2소정치(＞제1소정치)가 되도록 하는 특성이어도 된다. 또한 게인(GM)은 진폭의 일부의 범위에서 게인의 크기가 일정치로 추이하도록 하는 특성을 포함하고 있어도 된다. 제어요소(64)는 설정한 게인(GM)을 제어요소(65)에 출력한다. 제어요소(63) 및 제어요소(64)가 피드포워드 요소에 상당한다.
제어요소(65)는 오차에 대하여 제어게인(G(s))으로 증가시켜 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 제어대상(66)에 출력한다. 제어요소(65)는 이하의 요령으로 제어신호를 생성한다. 또한 제어요소(65)는 오차신호에 대하여 필터링처리를 수행하고, 고유의 주파수 응답특성을 가진 오차신호에 포함되는 주파수성분을 특정한다. 제어요소(65)는 특정된 주파수성분에 대한 게인(GF)을 결정한다. 게인(GF)은 정상적인 제어오차에 대하여 제어계의 응답특성을 변화시키기 위한 게인이다. 제어요소(65)는 미리 설정된 게인특성을 맵으로 격납하고 있다. 제어요소(65)로 설정되는 게인(GF)의 특성은 도 4에 나타내는 그래프로 나타내진다. 도 4에 있어서 횡축은 오차신호의 주파수(f)를 나타내고 있다. 종축은 게인의 크기를 나타내고 있다. 도 4의 점선의 그래프가 게인(GF)의 특성을 나타내고 있다. 게인(GF)은 오차신호의 주파수가 높을수록 게인의 크기가 작아지는 특성을 포함하고 있다. 도 4의 예에서는 오차신호의 주파수가 저주파수측의 주파수 역치(fL) 이하인 경우에는 게인(GF)의 크기는 최대 게인(GF_P)이 되고, 오차신호의 주파수가 저주파수측의 주파수 역치(fL)보다 높고, 고주파수측의 주파수 역치(fH)보다 낮은 경우에는 주파수의 증가에 비례하여 게인(GF)의 크기는 작아진다.
또한 게인(GF)은 주파수의 일부의 범위에서 주파수가 높을수록 게인(GF)의 크기가 작아지는 특성을 포함하고 있으면 되고, 반드시 도 4에 나타내는 바와 같은 1차함수의 특성이 아니어도 된다. 게인(GF)은 주파수의 일부의 범위에서 게인의 크기가 일정치로 추이하도록 하는 특성을 포함하고 있어도 된다.
제어요소(65)는 맵을 참조하여 결정한 게인(GF)에 대하여 제어요소(64)로 결정된 게인(GM)을 가하여 제어게인(GM×GF)을 결정한다. 즉 제어게인(GM×GF)은 게인(GM)과 게인(GF)을 포함하고 있다. 도 4의 실선의 그래프가 제어게인(GM×GF)의 특성을 나타내고 있다. 예를 들어 오차신호의 진폭이 Da인 경우에 제어요소(64)는 게인(GM)의 크기를 GM1로 결정한다. 제어요소(65)는 오차신호의 주파수성분에 대한 게인(GF)에 대하여 진동성분에 대한 게인(GM1)을 가한다. 도 4에 있어서 종축을 대수 표시로 하면 게인(GF)에 대하여 게인이 커지도록 게인(GM1)만큼 시프트시킨 게인특성이 제어게인이 된다. 이에 의해 게인(GM1)이 시프트한 만큼 제어게인은 커진다. 또한 예를 들어 도 3 및 도 4의 예에서 오차신호의 진폭이 Da보다 큰 경우에는 게인(GM)은 GM1보다 커지기 때문에 제어게인의 시프트량도 커진다.
제어요소(65)는 오차신호를 제어게인(GM×GF)으로 증폭한다. 제어요소(65)는 증폭된 오차신호에 포함되는 지령치(제어게인으로 증폭후의 지령치)를 제어대상(66)으로 제어 가능한 제어신호로 변환하고, 제어대상(66)에 출력한다. 자기장발생기(30)에 대응하는 제어대상(66)은 제어신호에 기초하여 자기장을 발생한다.
다음에 시스템제어에 영향을 미치는 변동요인(노이즈 요인)과 각종 변동에 대하여 요구되는 응답성에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2에 있어서 VnG, VnH, VnR은 시스템제어에 가해지는 변동(노이즈)을 나타내고 있다. VnG는 제어계의 변동을 나타내고 있고, 예를 들어 시험장치(100)에 가해지는 진동이나 코어의 자성변화 등, 시험장치(100)의 외부적인 요인에 의한 변동을 나타내고 있다. 또한 이하의 설명에서는 변동억제를 위해서 높은 응답속도가 요구되는 변동요인을 VnG(고속)로 하고, 변동억제를 위해서 낮은 응답속도가 요구되는 변동요인을 VnR(저속)로 하고 있다. 또한 변동억제를 위해서 변동요인(VnG)보다 낮고 변동요인(VnR)보다 높은 응답속도가 요구되는 변동요인을 VnH로 하고 있다. 단, VnG, VnH, VnR을 억제하기 위해서 필요한 응답속도의 대소관계는 시스템제어의 설정조건, 동작조건 혹은 환경 등에 의해 적절히 바뀌는 것이다. 즉 변동요인(VnG, VnH, VnR)을 억제하기 위한 응답속도의 대소관계는 이하의 예와 같은 “고속, 중속, 저속”의 순서뿐만 아니라 “고속, 저속, 중속”, “중속, 고속, 저속” 또는 “저속, 중속, 고속” 등의 순서여도 된다. 본 실시형태에 따른 시스템제어에서는 제어게인을 높게 하여 루프제어의 귀환속도를 빨리 하기 위해서 피드포워드의 게인(GM)을 크게 하여 변동을 억제하고 있다. 한편, 제어게인이 작으면 VnG를 요인으로 한 변동이 발생하고, 제어대상(66)의 출력치가 변동한 경우에 제어대상(66)의 출력치를 기준입력신호의 지령치로 되돌릴 때까지 시간이 걸린다. 본 실시형태에 있어서의 시스템제어에 있어서 VnG를 요인으로 한 변동은 오차신호의 진폭성분으로부터 검지하고 있고, 제어요소(64)의 게인제어로 게인을 높이고 있다. 또한 시험시에는 외부로부터의 지령으로 자기장의 설정을 바꾼 경우에 자기장발생기(30)의 발생자기장을 자기장의 설정변경에 고속으로 추종시킬 수 있고, 자기장의 설정속도도 향상시킬 수 있다.
VnR은 기준입력신호에 포함되는 노이즈를 나타내고 있고, 지령치(기준치)를 연산하는 연산기 등의 내부노이즈를 요인으로 한 변동을 나타내고 있다. VnR은 다른 변동요인(VnH, VnG)과 비교하여 낮은 응답속도가 요구된다(저속). 지령치가 연산기의 내부노이즈 등, 내부요인으로 변동하는 경우에 지령치는 고속으로 변동한다. 그 때문에 피드포워드의 게인(GM)을 내려 제어게인을 낮게 하여 루프제어의 귀환속도를 늦추면 지령치의 변동은 흡수된다. 한편, 루프제어의 귀환속도가 빠른 경우에는 게인설정이 지령치의 변동에 맞추어 바뀌어 제어신호의 지령이 안정되지 않는다. 즉 본 실시형태에서는 오차신호의 지령치가 내부요인으로 변동하는 경우에는 그 변동이 흡수되도록 제어게인이 설정된다.
VnH는 자기장센서(40)의 검출치에 포함되는 노이즈를 나타내고 있고, 예를 들어 센서 내부의 노이즈를 요인으로 한 변동을 나타내고 있다. VnH는 다른 변동요인(VnG)과 비교하여 낮은 응답속도가 요구된다(중속). 그 때문에 저속인 때와 마찬가지로 본 실시형태의 시스템제어는 피드포워드의 게인(GM)을 내려 제어게인을 낮게 하여 루프제어의 귀환속도를 늦춤으로써 자기장센서(40)의 검출치의 변동을 흡수한다.
이와 같이 본 실시형태의 시스템제어로 설정되는 게인(GM)은 기준치신호의 지령치에 대하여 요구되는 지령치 응답성(저속), 자기장발생기(30)의 출력변동에 대하여 요구되는 출력치 응답성(고속), 및 자기장센서(40)의 검출치의 변동에 대하여 요구되는 검출치 응답성(중속)에 따라 설정되어 있다. 이에 의해 자기장의 설정변경에 대하여 고속으로 추종시키는 고속제어와 내부노이즈에 의한 지령치/검출치의 변동을 흡수시키는 내부노이즈 억제를 양립시킬 수 있다.
도 5는 시험장치(100)에 있어서의 시스템제어에의 입력변동과 출력변동을 설명하기 위한 도면이다. 도 5의 (a)는 입력변동을 나타내고 있다. 도 5의 (a)에 나타내는 입력변동은 외부요인의 노이즈와 내부요인의 노이즈를 포함하고 있다. 외부요인은 화살표 P로 표시되어 있고, 외부요인의 노이즈의 영향에 의해 기준신호에 포함되는 지령치가 펄스형상으로 변화한다. 화살표 P 이외의 입력변동은 내부요인의 노이즈이다. 도 5의 (b)에 나타내는 그래프는 고속제어 및 저속제어 중 저속제어만 수행한 경우의 출력변동을 나타내고 있다. 고속제어는 제어게인을 높게 하여 높은 응답속도의 루프제어를 나타내고 있다. 시험장치(100)에 있어서의 시스템제어에 있어서 피드포워드의 게인(GM)을 높이는 제어가 고속제어에 상당한다. 저속제어는 제어게인을 낮게 하여 낮은 응답속도의 루프제어를 나타내고 있다. 시험장치(100)에 있어서의 시스템제어에 있어서 피드포워드의 게인(GM)을 낮게 하는 제어 및/또는 피드백의 게인(GF)의 루프특성하의 제어가 저속제어에 상당한다. 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이 저속제어만 수행한 경우에는 내부요인의 노이즈에 의한 변동은 작아지지만, 외부요인의 노이즈에 의한 변동은 충분히 억제되어 있지 않다(화살표 Q를 참조).
도 5의 (c)에 나타내는 그래프는 고속제어 및 저속제어 중 고속제어만 수행한 경우의 출력변동을 나타내고 있다. 고속제어만 수행한 경우에는 외부요인의 노이즈에 의한 변동은 작아지지만, 내부요인의 노이즈에 의한 변동은 억제할 수 없다.
도 5의 (d)에 나타내는 그래프는 고속제어 및 저속제어를 모두 수행한 경우의 출력변동을 나타내고 있고, 시험장치(100)에 있어서의 시스템제어의 출력변동을 나타내고 있다. 고속제어 및 저속제어를 모두 수행한 경우에는 내부요인의 노이즈에 의한 변동 및 외부요인의 노이즈에 의한 변동을 모두 억제할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시형태에 따른 자기장발생기(30)의 제어장치는 자기장센서(40)의 검출치에 기초하여 자기장발생기(30)를 제어하는 자기장제어회로(60)를 구비하고, 자기장제어회로(60)는 자기장발생기(30)에서 발생시키는 자기장의 지령치가 입력되고, 자기장센서(40)의 검출치가 피드백하여 입력되고, 지령치와 검출치의 오차에 따라 오차신호를 생성하고, 오차에 대하여 제어게인으로 증폭시킨 제어신호를 자기장발생기(30)에 출력한다. 그리고 제어게인은 오차신호의 주파수가 높을수록 게인이 작아지는 특성을 포함한 게인(GF: 본 발명의 “제1게인”에 상당)과 오차신호의 진폭이 클수록 게인이 커지는 특성을 포함한 게인(GM: 본 발명의 “제2게인”에 상당)을 포함하고 있다. 이에 의해 자기장의 설정변경에 대하여 고속으로 추종시키는 고속제어와 내부노이즈에 의한 지령치/검출치의 변동을 흡수시키는 내부노이즈 억제를 양립시켜 제어계의 응답특성의 최적화를 실현할 수 있다.
또한 본 실시형태에 따른 자기장발생기(30)의 제어장치에 있어서 게인(GM)은 기준치신호의 지령치에 대하여 요구되는 지령치 응답성, 자기장발생기(30)의 출력변동에 대하여 요구되는 출력치 응답성, 및 자기장센서(40)의 검출치의 변동에 대하여 요구되는 검출치 응답성에 따라 설정되어 있다. 이에 의해 자기장의 설정변경에 대하여 고속으로 추종시키는 고속제어와 내부노이즈에 의한 지령치/검출치의 변동을 흡수시키는 내부노이즈 억제를 양립시켜 제어계의 응답특성의 최적화를 실현할 수 있다.
또한 본 실시형태에 따른 자기장발생기(30)의 제어장치에 있어서 게인(GM)은 오차신호의 진폭의 증가에 대하여 게인이 연속적으로 증가하는 특성을 포함한다. 예를 들어 본 실시형태와는 다른 시스템제어에서는 스위치로 게인을 전환하도록 하는 제어도 있지만, 이와 같은 제어에 있어서의 게인특성은 입력변동에 대하여 출력의 연속성을 유지할 수 없다. 한편, 본 실시형태에서는 게인특성이 매끄럽게 변화하기 때문에 입력변동에 대하여 출력의 연속성을 유지할 수 있다.
또한 본 실시형태에 따른 시험장치(100)는 코일 및 코어를 갖고 피시험 전자부품(DUT)에 대하여 자기장을 출력하는 자기장발생기(30)와 자기장을 검출하는 자기장센서(40)를 구비하고 있다. 이에 의해 자기장의 설정변경에 대하여 고속으로 추종시키는 고속제어와 내부노이즈에 의한 지령치/검출치의 변동을 흡수시키는 내부노이즈 억제를 양립시켜 제어계의 응답특성의 최적화를 실현할 수 있다.
또한 본 실시형태에 따른 자기장 제어방법은 자기장센서(40)의 검출치를 피드백제어로 취득하는 단계와, 자기장발생기(30)에서 발생시키는 자기장의 지령치를 취득하는 단계와, 지령치와 검출치의 오차에 따라 오차신호를 생성하는 단계와, 오차에 대하여 제어게인으로 증폭시킨 제어신호를 자기장발생기에 출력하는 단계를 갖는다. 그리고 제어게인은 오차신호의 주파수가 높을수록 게인이 작아지는 특성을 포함한 게인(GF)과 오차신호의 진폭이 클수록 게인이 커지는 특성을 포함한 게인(GM)을 포함하고 있다. 이에 의해 자기장의 설정변경에 대하여 고속으로 추종시키는 고속제어와 내부노이즈에 의한 지령치/검출치의 변동을 흡수시키는 내부노이즈 억제를 양립시켜 제어계의 응답특성의 최적화를 실현할 수 있다.
또한 이상 설명한 실시형태는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서 기재된 것이고, 본 발명을 한정하기 위해서 기재된 것은 아니다. 따라서 상기한 실시형태에 개시된 각 요소는 본 발명의 기술적 범위에 속하는 모든 설계변경이나 균등물도 포함하는 취지이다.
10: 피시험 전자부품(DUT) 20: 소켓
30: 자기장발생기 31: 코어
32: 주코일 33: 보정코일
40: 자기장센서 50: 컨트롤러
60: 자기장제어회로 100: 시험장치

Claims (5)

  1. 자기장발생기에 의해 발생되는 자기장을 제어하는 자기장발생기의 제어장치에 있어서,
    상기 자기장을 검출하는 자기장센서의 검출치에 기초하여 상기 자기장발생기를 제어하는 자기장제어회로를 구비하고,
    상기 자기장제어회로는
    상기 자기장발생기에서 발생시키는 자기장의 지령치가 입력되고,
    상기 자기장센서의 상기 검출치가 피드백하여 입력되고,
    상기 지령치와 상기 검출치의 오차에 따라 오차신호를 생성하고,
    상기 오차에 대하여 제어게인으로 증폭시킨 제어신호를 상기 자기장발생기에 출력하고,
    상기 제어게인은
    상기 오차신호의 주파수가 높을수록 게인이 작아지는 특성을 포함한 제1게인과,
    상기 오차신호의 진폭이 클수록 게인이 커지는 특성을 포함한 제2게인을 포함하는 자기장발생기의 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2게인은 상기 지령치의 변동에 대하여 요구되는 지령치 응답성, 상기 자기장발생기의 출력변동에 대하여 요구되는 출력치 응답성, 및 상기 자기장센서의 상기 검출치의 변동에 대하여 요구되는 검출치 응답성에 따라 설정되어 있는 자기장발생기의 제어장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제2게인은 상기 진폭의 증가에 대하여 게인이 연속적으로 증가하는 특성을 포함하는 자기장발생기의 제어장치.
  4. 피시험 전자부품을 시험하는 시험장치에 있어서,
    코일 및 코어를 갖고, 상기 피시험 전자부품에 대하여 자기장을 출력하는 자기장발생기와,
    상기 자기장을 검출하는 자기장센서와,
    상기 자기장센서의 검출치에 기초하여 상기 코일에 흐르는 전류를 제어하는 자기장제어회로를 구비하고,
    상기 자기장제어회로는
    상기 자기장발생기에서 발생시키는 자기장의 지령치가 입력되고,
    상기 자기장센서의 상기 검출치가 피드백하여 입력되고,
    상기 지령치와 상기 검출치의 오차에 따라 오차신호를 생성하고,
    상기 오차에 대하여 제어게인으로 증폭시킨 제어신호를 상기 자기장발생기에 출력하고,
    상기 제어게인은
    상기 오차신호의 주파수가 높을수록 게인이 작아지는 특성을 포함한 제1게인과,
    상기 오차신호의 진폭이 클수록 게인이 커지는 특성을 포함한 제2게인을 포함하는 시험장치.
  5. 자기장발생기에 의해 발생되는 자기장을 제어하는 자기장 제어방법에 있어서,
    상기 자기장을 검출하는 자기장센서의 검출치를 피드백 제어로 취득하는 단계와,
    상기 자기장발생기에서 발생시키는 자기장의 지령치를 취득하는 단계와,
    상기 지령치와 상기 검출치의 오차에 따라 오차신호를 생성하는 단계와,
    상기 오차에 대하여 제어게인으로 증폭시킨 제어신호를 상기 자기장발생기에 출력하는 단계를 갖고,
    상기 제어게인은
    상기 오차신호의 주파수가 높을수록 게인이 작아지는 특성을 포함한 제1게인과,
    상기 오차신호의 진폭이 클수록 게인이 커지는 특성을 포함한 제2게인을 포함하는 자기장발생기의 자기장 제어방법.
KR1020210186956A 2021-02-12 2021-12-24 자기장발생기의 제어장치, 시험장치, 및 자기장 제어방법 KR20220115856A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2021-021090 2021-02-12
JP2021021090A JP2022123649A (ja) 2021-02-12 2021-02-12 磁場発生器の制御装置、試験装置、及び磁場制御方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220115856A true KR20220115856A (ko) 2022-08-19

Family

ID=82610732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210186956A KR20220115856A (ko) 2021-02-12 2021-12-24 자기장발생기의 제어장치, 시험장치, 및 자기장 제어방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11604232B2 (ko)
JP (1) JP2022123649A (ko)
KR (1) KR20220115856A (ko)
CN (1) CN114924612A (ko)
DE (1) DE102021130769A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011113111A (ja) 2009-11-24 2011-06-09 Saginomiya Seisakusho Inc Ｐｉｄ制御装置及びｐｉｄ制御方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2399425B (en) * 2003-03-11 2006-05-17 Rolls Royce Plc Improving stability and response of control systems
EP1637898A1 (en) * 2004-09-16 2006-03-22 Liaisons Electroniques-Mecaniques Lem S.A. Continuously calibrated magnetic field sensor
JP4707627B2 (ja) 2006-08-21 2011-06-22 大日本印刷株式会社 インクリボンの収納ユニット
US8203814B2 (en) * 2009-08-31 2012-06-19 Eaton Corporation Electrical switching apparatus including a plurality of Rogowski coils and method of calibrating the same
EP2402777B1 (en) * 2010-06-30 2013-01-09 LEM Intellectual Property SA Autonomously calibrated magnetic field sensor
GB2492168A (en) * 2011-06-24 2012-12-26 Penny & Giles Controls Ltd Inductive position sensor with datum adjustment
US9568897B2 (en) * 2014-01-02 2017-02-14 General Electric Company Controller system for variable parameter and related program product
CN104932250B (zh) * 2015-04-30 2018-02-16 南京航空航天大学 一种新型pi控制器结构及其参数整定方法
US10838024B2 (en) * 2017-05-02 2020-11-17 California Institute Of Technology Self-calibrating solid-state magnetometer for vectorized field sensing via zero-field spin-dependent recombination
JP6948182B2 (ja) * 2017-08-04 2021-10-13 株式会社アドバンテスト 磁気センサ試験装置
JP7240869B2 (ja) * 2018-12-14 2023-03-16 株式会社アドバンテスト センサ試験システム
JP7292581B2 (ja) 2019-07-24 2023-06-19 住友金属鉱山株式会社 酸化鉱石の製錬方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011113111A (ja) 2009-11-24 2011-06-09 Saginomiya Seisakusho Inc Ｐｉｄ制御装置及びｐｉｄ制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114924612A (zh) 2022-08-19
US20220260649A1 (en) 2022-08-18
JP2022123649A (ja) 2022-08-24
US11604232B2 (en) 2023-03-14
DE102021130769A1 (de) 2022-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10203710B2 (en) Voltage regulator with output capacitor measurement
US7696743B2 (en) Zero-phase current detecting apparatus
JP4627446B2 (ja) 電流測定装置、試験装置、電流測定方法、および試験方法
TWI474019B (zh) 電源裝置與其測試裝置
JP7115939B2 (ja) ボルテージレギュレータ
CN111193402B (zh) 一种dc-dc电源的数字控制***及方法
US20130082672A1 (en) Capacitor-free low drop-out regulator
JP2014145758A (ja) インピーダンス・ソース回路及びインピーダンス・ソース回路提供方法
US8786242B2 (en) Method and device for controlling load and voltage in voice coils
US20140144233A1 (en) Apparatus and method for automatic gain control of sensor, and sensor apparatus
US10939212B2 (en) Acoustic transducer and magnetizing current controller
JP2007189513A (ja) クランプ回路および試験信号発生装置
US5053691A (en) Methods and device for stabilizing an electric supply system through the adaptation of a controller of a static compensating device
KR20220115856A (ko) 자기장발생기의 제어장치, 시험장치, 및 자기장 제어방법
US7397248B2 (en) Amplifier having a regulation system controlled by the output stage
US20110309960A1 (en) Power supply apparatus for test apparatus
JP2012052862A (ja) 試験装置用の電源装置およびそれを用いた試験装置
CN111102998A (zh) 用于测量装置的动态传感器
US6465933B1 (en) Method for electronic damping of piezoelectric positioners
CN214479615U (zh) 基于有源方法抑制纹波的装置
KR101744740B1 (ko) 고장 검출 및 전류 제어 회로
JP4123099B2 (ja) 材料試験機
JP7374166B2 (ja) 電圧制御方法
KR20210024128A (ko) 제어장치 및 제어방법
CN115290945B (zh) 功率循环测试用高精度测试电流源及方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal