예측 제어는 수학 모델을 통해 모터의 미래 동작을 예측하고 조정하여 시스템 지연 영향을 줄이는 최적화 제어 방법이다. 시스템 지연은 비선형 시변 교란으로 정확한 추정 및 보상이 어렵고, 빠른 응답 대상인 직선형 모터에 전통적인 위치 예측 제어를 적용할 때 위치 추적 성능을 저하시킨다. 본 논문은 영구 자석 직선 동기 모터의 시스템 지연 원인과 영향을 분석하고, 예측 모델에 능동 속도 변화 계수를 도입하여 시스템 지연을 줄이고 모터 응답 속도를 높였으며, 전통적인 예측 제어가 롤링 최적화를 수행할 수 없는 문제를 해결하여 다단계 가상 위치 예측 제어를 제안하여 고성능 시스템 지연 보상을 실현하였다. 의료용 현미경에 사용되는 소형 영구 자석 직선 동기 모터에 대해 시뮬레이션 및 실험을 수행한 결과 제안된 방법이 모터의 동적 응답 속도를 향상시키고 삼각형, 사인 등 다양한 곡선 추적 시 시스템 지연 영향을 줄여 전통적인 위치 예측 제어 대비 위치 추적 정확도를 약 20% 향상시켰다.

영구 자석 직선 동기 모터; 시스템 지연; 다단계 가상 위치 예측 제어; 위치 추적 정확도; 응답 속도