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시간지연시스템의 외란응답 특성 개선을 위한 외란 관측기 설계에 관한 연구

A Design of Disturbance Observer to Improve of Disturbance Response for Time Delay Systems

  • Lee, Soon-Young (Dept. of Electrical Engineering, Gyeongsang National University, RIGET)
  • 투고 : 2017.10.27
  • 심사 : 2017.12.20
  • 발행 : 2017.12.31

초록

원점이나 원점 근방에 있는 극을 포함하고 있는 시간지연시스템에 대하여 스미스 예측제어기를 적용할 경우 외란에 의한 정상상태 오차가 발생한다. 또한 모델링 오차가 존재할 경우에도 외란에 의한 오차 발생으로 인하여 제어기 구성이 어렵게 된다. 이에, 본 논문에서는 이러한 시스템들에 대한 외란의 영향을 제거하기 위한 새로운 제어기를 구성하였다. 외란을 측정할 수 있는 외란관측자를 제안하였으며, 관측된 외란을 이용하여 외란의 효과를 소거할 수 있는 제어기를 구성하였다. 그 결과, 외란 및 모델링 오차의 영향을 제거할 수 있는 새로운 제어기를 설계할 수 있었다. 구성된 제어기를 발전소 과열기 및 증기압 제어에 적용하여 제안한 시스템의 효용성을 입증하였다.

Smith predictor can't be applied to the time delay systems that have poles near the origin or a pure integrator or a modeling error, because of occurring the steady state error for the step disturbance. In this paper, a new Smith predictor controller for these systems is designed to eliminate the effects of the disturbance. A disturbance observer to estimate a disturbance is proposed and a new controller is designed using the estimated disturbance. As a result, the new controller can eliminate the effects of the disturbance and modeling error. The simulation results for the steam superheater and the steam pressure systems verify the efficiency of the proposed controller.

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참고문헌

  1. S. Majhi and D. P. Atherton, "Modified Smith predictor and controller for process with time delay," IEE Proceedings - Control Theory and Applications . Vol. 146, No. 5, pp. 359-366, Sep. 1999. DOI: 10.1049/ip-cta:19990502
  2. Kenji Natory and Kouhei Ohnishi, " A Design Method of Communication Disturbance Observer for Time Delay Compensation, Taking the Dynamic Property of Network Disturbance Into Account," IEEE Trans. on Industrial Electronics. Vol.55,No.5,pp.2152-2168, May.2008 DOI: 10.1109/TIE.2008.918635
  3. Soon-Young Lee, " Development of the Adaptive Algorithm for Time Delay Systems," j.inst.Korean.electr.electron.eng, Vol. 13, No. 1, pp. 36-40, Mar. 2009
  4. X.L. Song, C.Y. Liu, Z.Y.Song, X.F. Song, "Robust PID control for steam superheater," Proceedings of the Third International Conference on Machine Learning and Cybernetics, 2004, pp. 26-29. DOI: 10.1109/ICMLC.2004.1382331
  5. C. Zhang, Y. Huang, J. Xue, F. Dong, "The compound control of load disturbance compensator and predictive PI for the boiler steam pressure," Proceeding of the 6th World Congress on Intelligent Control and Automation, 2006, pp. 21-23. DOI: 10.1109/WCICA.2006.1713446