Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제28권8호
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pp.1299-1312
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2004
This paper suggests the simple form of a fuzzy PID controller and describes the design principle, tracking performance, stability analysis and changes of parameters of a suggested fuzzy PID controller. A fuzzy PID controller is derived from the design procedure of fuzzy control. It is well known that a fuzzy PID controller has a simple structure of the conventional PID controller but posses its self-tuning control capability and the gains of a fuzzy PID controller become nonlinear functions of the inputs. Nonlinear calculation during fuzzification, defuzzification and the fuzzy inference require more time in computation. To increase the applicability of a fuzzy PID controller to digital computer, a simple form of a fuzzy PID controller is introduced by the backward difference mapping and the analysis of the fuzzy input space. To guarantee the BIBO stability of a suggested fuzzy PID controller, ‘small gain theorem’ which proves the BIBO stability of a fuzzy PI and a fuzzy PD controller is used. After a detailed stability analysis using ‘small gain theorem’, from which a simple and practical method to decide the parameters of a fuzzy PID controller is derived. Through the computer simulations for the linear and nonlinear plants, the performance of a suggested fuzzy PID controller will be assured and the variation of the gains of a fuzzy PID controller will be investigated.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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제14권3호
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pp.188-199
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2014
Although the fuzzy logic controller is superior to the proportional integral derivative (PID) controller in motor control, the gain tuning of the fuzzy logic controller is more complicated than that of the PID controller. Using mathematical analysis of the proportional derivative (PD) and fuzzy logic controller, this study proposed a design method of a fuzzy logic controller that has the same characteristics as the PD controller in the beginning. Then a design method of a fuzzy logic controller was proposed that has superior performance to the PD controller. This fuzzy logic controller was designed by changing the envelope of the input of the of the fuzzy logic controller to nonlinear, because the fuzzy logic controller has more degree of freedom to select the control gain than the PD controller. By designing the fuzzy logic controller using the proposed method, it simplified the design of fuzzy logic controller, and it simplified the comparison of these two controllers.
A fuzzy dynamic learning controller is proposed and applied to control of time delayed, non-linear and unstable chemical processes. The proposed fuzzy dynamic learning controller can self-adjust its fuzzy control rules using the external dynamic information from the process during on-line control and it can create th,, new fuzzy control rules autonomously using its learning capability from past control trends. The proposed controller shows better performance than the conventional fuzzy logic controller and the fuzzy self organizing controller.
Parallel type fuzzy controller is designed by using a hybrid connected type fuzzy-PID controller and a model reference fuzzy controller. The first controller, consists of a fuzzy-PI and a fuzzy-PD making a hybrid type fuzzy-PID controller, plays a role as firstly reaching stable responses and secondly overcoming disturbance in plants. The second controller, model reference fuzzy controller, plays a role as reaching faster responses than other controllers. We have confirmed that the controller produces rapid and stable responses and overcomes disturbance by using parallel type fuzzy controller in a DC motor application.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제27권7호
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pp.852-861
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2003
In this paper, in order to improve the disadvantages of the fixed design-parameter fuzzy PID controller. a new fuzzy PID controller named a variable design-parameter fuzzy PID controller is suggested. The main characteristic of the suggested controller is to adjust design-parameters of the controller by comparing magnitudes between fuzzy controller inputs at each sampling time when controller inputs are measured. As a result. all fuzzy input partitioned spaces converge within a time-varying normalization scale. and the resultant PID control action can always be applied precisely regardless of operating input magnitudes. In order to verify the effectiveness of the suggested controller. several a computer simulations for a nonlinear system are executed and the control parameters of the variable design-parameter fuzzy PID controller are throughly analyzed.
본 논문에서는 Hybrid형 퍼지-PID 제어기와 모델참조 퍼지제어기를 이용하여 병렬형 퍼지 제어기를 설계 하였다. 먼저 첫 번째 제어기는 퍼지 PI와 퍼지 PD가 결합한 Hybrid형 퍼지-PID 제어기로서 원하는 응답특성에 대해 안정하게 도달하는 목적과 플랜트에 대해 외란이 발생한 경우 외란을 극복할 수 있는 역할을 하게 된다. 그리고 두 번째 제어기인 모델참조 퍼지제어기는 원하는 응답에 대해 빠른 응답을 나타낼 수 있도록 설계하였다. 본 논문에서 설계된 병령형 퍼지제어기를 이용하여 DC 모터에 적용하여 응답특성을 살펴본 결과 빠르고 안정된 응답특성과 또한 외란이 발생한 경우 빠른 시간에서 외란을 극복함을 확인하였다.
In this paper, a novel neuro-fuzzy controller is presented. The generic fuzzy controller is compensated by a neural network controller so that an overall control structure forms a neuro-fuzzy controller. The proposed neuro-fuzzy controller solves the difficulty of selecting optimal fuzzy rules by providing the similar effect of modifying fuzzy rules simply by changing crisp input values. The performance of the proposed controller is tested by controlling humanoid robot arms. The humanoid robot arm is analyzed and implemented. Experimental studies have shown that the performance of the proposed controller is better than that of a PID controller and of a generic fuzzy PD controller.
Fuzzy controller is one of the succeed controller used in the process control in case of model uncertainties. But it my be difficult to fuzzy controller to articulate the accumulated knowledge to encompass all circumstance. Hence, it is essential to provide a tuning capability. There are many parameters in fuzzy controller can be adapted, scale factor tuning of normalized fuzzy controller is one of the adaptation parameter. Two adaptation methods are implemented in this work on an experimental thermal process, which simulate heating process in liquefied petroleum gases (LPG) recovery process in one of petrochemical industries: Gradient decent (GD) adaptation method; supervisory fuzzy controller. A comparison between the two methods is discussed.
Through a lot of papers, it has been concluded that fuzzy logic controller is superior to PI controller in motor speed control. Although fuzzy logic controller is superior to PI controller in motor speed control, the gain tuning of fuzzy logic controller is more complicated than that of PI controller. In this paper, using mathematical analysis of the PI and fuzzy controller, the design method of the fuzzy controller that has the same characteristics with the PI controller is proposed. After that, we can design the fuzzy controller that has superior performance than PI controller by changing the envelope of input of fuzzy controller to nonlinear, because the fuzzy controller has more degree of freedom to select the control gain than PI controller. The advantage of fuzzy logic controller is shown through mathematical analysis, and the simulation result using Matlab simulink has been proposed to show the effectiveness of these analysis.
Since fuzzy controllers are nonlinear, it is more difficult to set the controller gains and to analyse the stability compared to conventional PID controllers. This paper proposes a fuzzy PD+I controller for tracking control which uses a linear fuzzy inference(product-sum-gravity) method based on a conventional linear PID controller. In this scheme the fuzzy PD+I controller works similar to the control performance as the linear PD plus I(PD+I) controller. Thus it is possible to analyse and design an fuzzy PD+I controller for given systems based on a linear fuzzy PD controller. The scaling factors tuning scheme, another topic of fuzzy controller design procedure, is also introduced in order to fine performance of the fuzzy PD+I controller. The scaling factors are adjusted by a real-coded genetic algorithm(RCGA) in off-line. The simulation results show the effectiveness of the proposed fuzzy PD+I controller for tracking control problems by comparing with the conventional PID controllers.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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