전통적인 슬라이딩 모드 제어에서 존재하는 유한 시간 수렴 문제와 고이득으로 인한 진동 문제를 해결하기 위해 비특이 빠른 터미널 슬라이딩 모드 제어(NFTSMC)와 일반화 비례 적분 관측기(GPIO)를 결합한 복합 알고리즘을 설계하였으며, 영구자석 동기전동기 제어 성능 향상을 위한 새로운 복합 제어 전략을 제안하였다. 해당 알고리즘은 비선형 항을 포함한 슬라이딩 면을 구성하여 유한 시간 내 수렴을 달성하고, GPIO를 통해 시변 교란을 실시간 관측하여 속도 루프에 전방 보상하며, 스위칭 이득을 제한하여 진동을 억제한다. 시뮬레이션과 실험에서는 100 r/min 계단 응답 추종 시 조정 시간이 1.08초로 단축되었고(PI 제어 대비 32% 개선), 정상 상태 오차가 2.56 r/min로 감소하였으며, 오버슈트가 7.51% 줄어든 결과를 보였다. 부하를 갑작스럽게 2.5 N·m 가하거나 제거할 경우, GPIO 관측기가 부하 교란을 정확히 추정하여 진동을 효과적으로 억제하였고, 부하 가·제거 시 최대 속도 변동값은 각각 105.81 r/min(부하 가) 및 93.72 r/min(부하 제)로 PI 제어 대비 7.51% 감소하였으며, 정격속도 복귀 시간도 짧았다. 속도 변동에 대한 고속 푸리에 분석 결과, 관측기 추가 후 속도 고조파 성분은 1, 2, 6, 12차 각각 65%, 29%, 60%, 47% 감쇠되었다. 위치 루프 사인파 추종 실험에서 GPIO 관측기는 관측기 미사용 대비 최대 전환 오차를 47% 감소시켰고, 추종 오차 RMS 값은 0.25에서 0.13으로 감소했으며, 위치 추종 정밀도가 48% 향상되었다. 실험 결과 복합 제어 방법은 향상된 진동 억제, 빠른 동적 응답 및 내섭동 성능을 보여주었다.

영구자석 동기전동기; 비선형 제어; 슬라이딩 모드 제어; 내섭동 성능