포화 요소가 있는 계를 위한 와인드업 방지 보상 방법

An Anti-Windup Compensation for Systems with Saturation Actuators

본 연구에서는 제어기에 관심을 갖던 기존의 방법에서 탈피해서 포화요소에 촛점을 맞추어 와인드업 현상을 해결하는 방법을 제시하고자 한다. 이 방법은 단입 출력 시스템에서는 역계산방법(back calculation method)과 동일하나 제어기와 보상기 를 분리하여 설계한 후 보상기를 각각의 엑추에이터 앞에 설치함으로써 다입 출력 시 스템에 쉽게 적용될 수 있다는 점에서 새로운 제안이라 할 수 있다. 또한 제어기를 바꾸지 않고도 보상기만을 추가로 설치하여 와인드업을 방지할 수 있으므로 이미 설치 된 시스템에의 적용이 용이함도 특기할 만하다.

A novel approach based on a nonlinear compensator is prposed to prevent 'windup', which is caused by the saturation of the acutator and the integral action of the controller. The anti-windup compensator is located between the conventional linear controller, designed neglecting the saturation, and the actuator. It was proven based on the describing function method that, if the closed loop control systems are stable assuming no saturation, then there may exist a range of compensator gain which prevents any limit-cycle. The computer simulation results show that the compensator proposed in the manuscript can eliminate the limit cycle and improve the transient response.