Abstract
PID control has been well used for several decades. For PID algorithms, some tuning methods are used for selecting PID parameters and with these selected parameters, PID control system is designed. But in some cases various kinds of performance indices are used instead of well-known tuning rules, and so variable type of performance index must be tested so that the designed control system meets the some specifications. For 2 DOF PID controller design this paper presents a linear combinational type of performance indices constituting of index for robust performance, which is obtained by h infinity norm of a weighted complementary sensitivity function, including other time domain indices such as error, energy and changing rate of control input. By numerical methods, the optimal 2 DOF PID parameters are obtained. Therefore various types of 2 degree of freedom PID controllers such as I-PD controller are used so that this two degree of freedom PID controllers may give more desirable output characteristics. Simulations are done with MATLAB m file and mdl files.
PID제어는 수십년간 잘 사용이 되어 왔다. PID알고리즘은 적당한 튜닝법을 사용하여 파라미터를 구하여 제어시스템을 설계한다. 그러나 어떤 경우에는 다양한 평가지표가 필요하고, 따라서 이들 다양한 평가지표를 사용하여 설계할 제어시스템이 필요로 하는 조건들을 만족되게 해야 한다. 본 논문에서는 오차, 제어입력의 에너지 및 제어입력의 변화율 등의 시간영역지표들은 물론이고 견실성을 확보하기 위해서 견실성 지표 예들 들면 가중치를 부과한 상보감도함수의 무한대놈을 포함한 선형조합형태의 평가지표를 사용하여 2 자유도 PID제어기를 설계한다. 수치해석을 통하여 최적의 2 자유도 PID파라미터들을 구한다. 이들 I-PD형 등의 2자유도 형은 PID를 변형한 형태로서 단일의 PID제어기들에 비해 더 개선된 출력특성을 얻을 수 있음을 보인다. 시뮬레이션은 MATLAB m 및 mdl파일을 통하여 실행한다.