Many practical processes in industry have nonlinearities of some forms. One commonly encountered form is actuator saturation which can cause a detrimental effect known as integrator windup. Therefore, a strategy of attenuating the effects of integrator windup is required to guarantee the stability and performance of the overall control system. In this paper, optimal tuning of a PID (Proportional-Integral-Derivative) controller with an anti-windup scheme is presented to enhance the tracking performance of the PID control system in the presence of the actuator saturation. First, we investigate effective anti-windup schemes. Then, the parameters of both the PID controller and the anti-windup scheme are optimally tuned by an EA (Evolutionary Algorithm) such as the IAE (Integral of Absolute Error) is minimized. A set of simulation works on two high-order processes demonstrates the benefit of the proposed method.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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제5권1호
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pp.69-75
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2005
This paper is concerned with the design of a predictive PID controller, which has similar features to the model-based predictive controller. A PID type control structure is defined which includes prediction of the outputs and the recalculation of new set points using the future set point data. The optimal values of the PID gains are pre-calculated using the values of gains calculated from an unconstrained generalized predictive control algorithm. Simulation studies demonstrate the performance of the proposed controller and the results are compared with generalized predictive controller and the results are compared with generalized predictive control solutions.
This paper designs the optimal PID controller for load frequency control on 2-area power system. Genetic algorithm is utilized to optimize parameters of PID controller which is applied to power system. Using two-point crossover, uniform crossover and one-point crossover, Search performance of genetic algorithm with each crossover method is considered. In case of load variation in 1-area, the dynamic characteristic of power system is considered. The simulation results show that the proposed PID controller is better control performance than PID controller using Ziegler-Nichols method.
In this paper, we present a design of optimal 2-DOF PID controller for control of gantry crane which has to control swing motion and trolley position. For tuning the parameter of 2-DOF PID controller, we used evolution strategy(ES). During operate the crane system in yard, the goal is transporting the load to a goal position as quick as possible without rope oscillation. The crane is generally operated by an expert operator, but recently an automatic control system with high speed and rapid transportation is required. However, we developed an optimal controller which has to control the crane system with disturbance.
PID controller has been used very widely in the industrial applications. But it is difficult tune the PID gains. In this paper, we present a design of optimal 2-DOF PID controller for control of container crane which has to control swing motion and trolley position. For tuning of the 2-DOF PID control gains, we used hybrid evolution program(EP). During operate the crane system in yard, the goal is transporting the load to a goal position as quick as possible without rope oscillation. The crane is generally operated by an expert operator, but recently an automatic control system with high accuracy and rapid transportation is required. However, we developed an optimal controller which has to control the crane system with disturbance.
A method for PID controller tuning based on process models for unstable processes was introduced. The optimal. proportional and derivative gains of the AMBs were determined by the tuning method and utilized for the chatter stability analysis in order to search for the chatter-free cutting region. The stability analysis results showed that the optimal gains give wider chatter-free cutting region, and as a result the proposed tuning method was confirmed to be an effective tuning method for determining the optimal gains of the AMBs.
본 논문에서는 부하외란이 발생할 경우 2지역 전력계통의 부하주파수 제어 즉, 각 지역내의 주파수 및 연계선 조류편차가 허용치 내로 신속히 수렴하도록 하기 위하여 신경회로망 자기동조 PID 제어기를 제안하였다. 시뮬레이션에 사용된 신경회로망은 입력층에 2개, 중간층에 10개, 출력층에 3개의 뉴런으로 구성하였다. 2개의 입력층 뉴런은 시스템의 오차와 오차 변화율이 입력되게 하였고 출력층은 PID 제어기의 파라미터에 해당하는 3개의 뉴런으로 구성하였다.시뮬레이션 결과 본 논문에서 제안한 신경회로망 자기동조 PID 제어기는 종래의 제어기법(Optimal, PID)보다 동특성 응답과 제어 성능이 우수한 제어기임을 알 수 있었다.
In this paper auto-tuning scheme of PID controller based on the reference model has been studied by immune algorithm for a process. Up to this time, many sophisticated tuning algorithms have been tried in order to improve the PID controller performance under such difficult conditions. However, in the actual plant, they are manually tuned through a trial and error procedure, and the derivative action is switched off. Therefore, it is difficult to tune. Simulation results by immune based tuning reveal that tuning approaches suggested in this paper is an effective approach to search for optimal or near optimal process control.
The Helicopter Simulator System is non-linear and complex. Futhermore, because of absence of its accurate mathematical model, it is difficult to control accurately its attitudes such as elevation angle and azimuth one. Therefore, we proposed a Hybrid GA-PID WAVENET(Genetic Algorithm Proportional Integral Derivative Wavelet Neural Network)control technique to control efficiently these angles. The proposed Hybrid GA-PID WAVENET is made through the following process. First, the WAVENET fundamental functions are defined. And their dilation and translation values are adjusted by GA to construct the optimal WAVENET controller. Secondly, the proportional, integral, and derivative gain coefficients of PR controller are tuned optimally. Finally, WAVENET controller which has a good transient characteristic and GA-PE controller which has a good steady state characteristic is adequately combined in hybrid type. Through the computer simulations, it is proved that the Hybrid GA-PE WAVENET control technique has a more excellent dynamic response than PID control technique and GA-PID one.
Optimal tuning plays an important role in operations or tuning of the complex process such as the main steam temperature of the thermal power plant. However, it is very difficult to maintain the steam temperature of power plant using conventional optimization methods, since these processes have the time delay and the change of the dynamic characteristics in the reheater. Up to the present time, the Pm controller has been used. However, it is not easy to achieve an optimal PID gain with no experience, since the gain of the PID controller has to be manually tuned by trial and error. This paper suggests immune algorithm based tuning technique for PID Controller on steam temperature process with long dead time and its results are compared with genetic algorithm based tuning technique.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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