• 제목/요약/키워드: Fuzzy PID control

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상태변수 조합 퍼지 제어기를 이용한 도립진자 시스템의 안정화 (Stabilizing Inverted Pendulum System Using Fuzzy Controller Based on State Variables Combination)

  • 이윤형;김종필;진강규;소명옥
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제36권8호
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    • pp.1104-1110
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    • 2012
  • 도립진자 시스템은 제어이론의 다양한 기본 요소를 포함하는 제어문제를 다루는데 많이 사용되고 있다. 초기에 도립진자 시스템의 안정화 제어는 PD, PID 등의 고전적인 방법이 주로 사용되었으나 최근에는 현대제어 이론과 지능제어 기법을 이용한 방법이 주로 적용된다. 최근 비선형 제어에 종종 사용되는 퍼지제어기는 도립진자 시스템과 같이 시스템의 상태 변수가 많으면 퍼지 규칙은 급격하게 증가되어 설계가 까다롭게 된다. 또한 상태 변수를 2개씩 구분하여 퍼지제어기를 설계하면 하나의 제어시스템에 2개의 퍼지제어기를 설계해야 하는 번거로움이 발생한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 도립진자 시스템의 4개의 상태변수를 물리적 의미에 따라 새로운 2개의 신호로 재구성하고, 이를 퍼지 입력 변수로 사용하는 상태변수 조합 퍼지 제어기(FCSC)를 제안한다. 제안한 제어기는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 그 유효성을 확인한다.

다관절 휴머노이드 상체 로봇의 제어를 위한 신경망 보상 퍼지 제어기 구현 및 실험 (Experimental Studies of a Fuzzy Controller Compensated by Neural Network for Humanoid Robot Arms)

  • 송덕희;노진석;정슬
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제13권7호
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    • pp.671-676
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    • 2007
  • 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 전문가 제어계를 이용한 초임계 유체 추출 장치의 운전 (Operation of a supercritical fluid extraction process using a fuzzy expert control system)

  • 이대욱;이광순
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1991년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); KOEX, Seoul; 22-24 Oct. 1991
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    • pp.669-675
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    • 1991
  • Based on process analysis as well as extensive operation experience, two fuzzy expert control algorithms, for startup and control, are proposed for a supercritical fluid extraction process which has high interacting multivariable structure. In the proposed algorithms, a new simple defuzzification method which only requires four fundamental arithmetic rules is also presented. Through numerical simulations, control performance using the proposed control algorithm is compared with that of a different fuzzy algorithm by an other researcher and that of conventional PID-type controllers which are tuned by well-known optimal criteria. Also, the proposed control algorithm has been tested to the bench scale supercritical fluid extraction process. As a consequence, the proposed fuzzy expert controller has shown fast and robust control performance while the other controllers show sluggish and/or highly oscillatory responses.

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Analysis and Auto-tuning of Scale Factors of Fuzzy Logic Controller

  • Lee, Chul-Heui;Seo, Seon Hak
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 1998년도 The Third Asian Fuzzy Systems Symposium
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    • pp.51-56
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    • 1998
  • In this paper, we analyze the effects of scaling factors on the performance of a fuzzy logic controller(FLC). The quantitative relation between input and output variables of FLC is obtained by using a qualsi-linear fuzzy model, and an approximate transfer function of FLC is dervied from the comparison of it with the conventional PID controller. Then we analyze in detail the effects of scaling factor using this approximate transfer function and root locus method. Also we suggest an on-line tuning method for scaling factors which employs an sample performance function and a variable reference for tuning index.

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Intelligent Control of Multivariable Process Using Immune Network System

  • Kim, Dong-Hwa
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2126-2128
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    • 2001
  • This paper suggests that the immune network algorithm based on fuzzy set can effectively be used in tuning of a PID controller for multivariable process or nonlinear process. The artificial immune network always has a new parallel decentralized processing mechanism for various situations, since antibodies communicate to each other among different species of antibodies/B-cells through the stimulation and suppression chains among antibodies that from a large-scaled network. In addition to that, the structure of the network is not fixed, but varies continuously. On the other hand, a number of tuning technologies have been considered for the tuning of a PID controller. As a less common method, the fuzzy and neural network or its combined techniques are applied. However, in the case of the latter, yet, it is not applied in the practical field, in the former, a higher experience and technology is required during tuning procedure. Along with these, this paper used the fuzzy set in order that the stimulation and suppression relationship between antibody and antigen can be more adaptable controlled against the external condition, including noise or disturbance of plant. The immune network based on fuzzy set suggested here is applied for the PID controller tuning of multivariable process with two inputs and one output and is simulated.

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고이득 관측기를 이용한 실용형 민수 무인항공기 엔진 제어 (Practical Civil UAV Engine Control using High-gain Observer)

  • 정병인;안동만;홍교영;홍승범;지민석
    • 한국항행학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.1187-1193
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    • 2011
  • 본 논문에서는 연료유량이 제어 수단인 터보제트 엔진에 대해 압축기의 서지를 방지하면서 가속시간을 줄일 수 있는 제어기를 제안하였다. 압축기 회전 속도를 추정하기위해 고이득 관측기를 사용하고 퍼지이론과 PID 제어 알고리즘을 적용하는 터보제트 엔진 제어기를 설계하였다. 퍼지추론의 결과는 터보제트 엔진의 가감속시 서지와 flame-out 현상을 방지하기 위한 연료 유량 제어 입력으로 사용되고, 신속하고 안전하게 원하는 속도로 수렴할 수 있도록 제어기를 설계한다. MATLAB을 사용한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하여 제안된 제어기의 성능을 입증하였다.

Fuzzy 논리를 이용한 직류 전동기 regulator설계

  • 송원길
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1991년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.293-301
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    • 1991
  • A fuzzy regulator for the plant which is composed of CD motor and heavy load is investigated. To have good load regulation and set-point tracking performance, a velocity formed fuzzy control plus linear filter algorithm is proposed. Also a meaning reduction methodfor large inpur whichhas nocontrol rule is presented. Lastly, the performancef of linear PID regulator and fuzzycontroller is compared in terms of response time, overshoot, settling time and control power.

Inverted Pendulum을 위한 하이브리드 퍼지 제어기 설계 (The Design of Hybrid Fuzzy Controller for Inverted Pendulum)

  • 노석범;오성권
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2702-2704
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    • 2001
  • In this Letter, we propose a comprehensive design methodology of hybri'd Fuzzy controllers (HFC). The HFC comes as a form of a convex combination of a standard PID controller and a fuzzy controller. The design procedure dwells on the use of evolutionary computing (genetic algorithm) and an auto-tuning algorithm. The tuning of the scaling factors of the HFC is an essential component of the entire optimization process. A numerical study is presented and a detailed comparative analysis is also included.

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Fuzzy Controller : Design, Evaluation, Parallel and Hierarchical Combination with a PID Controller

  • Ketata, R.;De Geest, D.;Titli, A.
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 1993년도 Fifth International Fuzzy Systems Association World Congress 93
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    • pp.814-816
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    • 1993
  • Fuzzy controllers still remain ill-accepted in the control community. As a matter of fact, their design relies on a new relation between the material world and the scientists. Whereas some theoritical studies are carried out on this subject, experimentations on processes show what fuzzy techniques can bring to the control theory.

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유압식 인버터 엘리베이터의 속도제어를 위한 하이브리드 퍼지제어기의 설계 (Design of a Hybrid Fuzzy Controller for Speed Control of a Hydraulic Elevator Controlled by Inverters)

  • 한권상;김병화;안현식;김도현
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제38권1호
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    • pp.1-13
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    • 2001
  • 인버터를 적용한 유압식 엘리베이터 시스템은 펌프의 마찰과 실린더 패킹 및 탑승카와 레일의 마찰특성으로 인하여 PID 제어기로는 제어가 되지 않는 데드존이 생기게 된다. 본 논문에서는, 이러한 문제를 해결하기 위하여 먼저, 퍼지제어기와 PID제어기를 혼용하는 하이브리드제어기를 이용하는 방법을 시도한다. 그러나, 인버터를 적용한 유압식 엘리베이터는 비선형성이 강한 시스템이므로 두 제어기의 출력이 절환 되어야 하는 경계층이 다수인 경우가 대부분인데 반하여, 기존의 하이브리드제어기는 두 제어기의 출력이 절환되는 특정구간의 경계층을 제외하고는 전체 운전구간에서는 어느 한 제어기에만 영향을 받게 되므로 제어성능에 문제를 가지게 된다. 이에 따라 본 논문에서는, 출력혼합기의 출력비를 퍼지로직에 의하여 변경시키는 새로운 퍼지하이브리드제어기를 제안하여 기존의 하이브리드제어기의 문제점을 해결한다. 제안된 퍼지하이브리드제어기는 시스템의 상태에 따라서 두 제어기의 출력비를 달리하여 사용하는 방법으로 향상된 제어성능을 달성한다. 시뮬레이션 결과를 통하여, 제안된 퍼지하이브리드제어기가 극저속 속도영역에서 뿐 아니라 정상상태를 포함한 전 운전 영역에서의 제어 성능이 우수함을 보였다.

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