정량적 궤환이론(Quantitative Feedback Theory : QFT)은 플랜트 불확실성과 외란에도 불구하고 요구된 시스템의 제어성능을 성취하기 위해서 궤환의 사용을 강조하는 매우 실제적인 설계기법이다. 이 QFT의 루프형성과정은 요구된 경계조건이 만족될 때까지 강인한 제어기를 설계하는 것을 허용한다. 본 논문에서는 QFT의 루프형성을 이용한 PID 제어기의 최적 설계방법을 제안한다. 제안된 방법은 QFT 경계조건에 의해 얻어진 2차원의 시스템 행렬과 출력 벡터를 재배열하는 것으로부터 전개된 선형 연립방정식으로부터 PID 제어기의 파라미터 벡터를 식별하는 방식이다. 제안된 방법의 유용성은 터빈의 속도제어 문제에 의해 검증하였다.
본 논문에서는 산업 현장에서 일반적으로 많이 사용되고 있는 PID 제어기의 비례, 적분, 미분 파라미터를 다층 신경회로망을 이용하여 자동으로 동조하는 방법을 제안한다. 제안한 방식은 자기 궤환 뉴런을 가진 다층 신경회로망이 플랜트의 입력과 출력을 이용하여 PID 제어기의 파라미터들을 학습에 의하여 자동 동조한다. 다층 신경회로망은 자기 궤환 뉴런을 이용하여 입력층, 은닉층, 출력층의 3층으로 구성하고, 출력은 3개의 값을 갖는다. 이것은 PID 제어기의 비례(P), 적분(I), 미분(D) 파라미터로 사용된다. 이 값들은 특정한 값으로 고정되는 것이 아니라 제어 수행 과정 중에서도 다층 신경회로망의 학습에 의해 계속 변화된다. DC 서보 모터와 단일 관절 매니퓰레이터를 대상으로 시뮬레이션을 통해서 제안한 방식의 유용성을 확인한다.
산업자동화의 고정밀도에 따라 궤환 제어시스템은 강인한 제어가 요구되고 있다. 하지만 신경망 궤환 제어시스템이 외란의 영향을 받았을 때, 시스템의 강인한 제어는 어렵게 된다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위한 한 방법으로 신경회로망제어기와 PR제어기의 복합형 제어방법을 제시하였다. 신경회로망 제어기는 주 제어기로서 동작하고, PID제어기는 허용오차가 경계영역을 벗어날 때 동작하는 보조제어기로 사용된다. 신경회로망-PID복합형제어기의 강인성은 전동기의 속도제어에 의해서 확인하였다.
본 논문은 불안정한 비선형시스템의 대표적인 플랜트인 도립진자를 이용하여, 비선형시스템의 선형화된 모델링에서 PID제어기와 상태궤환제어기의 제어역할을 연구한다. 우선 선형화시스템에서의 제어기를 구성한 후 회전형 도립진자를 모델링한다. 회전형 도립진자의 모델링은 실린더의 관성모멘트와 진자의 회전중심에 대한 모멘트의 관계를 토크를 기준으로 비선형 동적방정식 형태로 정리한다. 정리된 방정식을 선형화하여 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 PID제어기와 상태궤환제어기의 제어특징과 성능을 비교 및 연구한다. 테스트용 회전형 도립진자를 이용하여 위에서 구성된 제어기로 제어가능한지 실험한다. 테스트용 회전형도립진자는 RealSYS사의 리얼시스 DSP Inverted Pendulum 2005년 생산품으로 실험한다.
PID 제어기는 산업자동화 설비에 널리 쓰이고 있다. 하지만 시스템 특성이 간헐 또는 연속적으로 변화할 때에 정밀제어를 위한 새로운 매개변수 결정이 쉽지 않다. 이를 해결하기 위한 방법으로 본 논문에서는 PID 제어기와 같은 기능을 갖는 신경망이득 자동조절기를 제안 하였다. 시스템의 적절한 궤환제어 이득은 델타 학습규칙에 의해서 결정된다. 제안된 신경망이득 자동조절기의 기능은 유도 전동기의 속도제어 실험에 의해 확인하였다.
In this paper, the accurate end position control method of ultraprecision machine tool post using piezoelectric material as an micro positonong devics is presented. This method employs the classical PID feedback and uses an additional notch filter which eliminates the resonance characteristics of controlled plant. And the simple predictor is added to make use of the future value of desired input for better tracking performance. To show the feasibilty of proposed method, the PC-based experimental apparacy can be obtained. Using method, Al specimen of diameter 100mm was cut under practical machining condition to test the practicability of proposed method.
전문가 제어는 궤환세어 시스템에 규칙기반 전문가 시스템을 도입한 기법이다. 본 논문에서는 직류 서보전동기 속도 제어를 위한 입력 조절, 감독, 동조에 관한 경험적 규치기 제시되었다. 경험적 규칙이 궤횐제어 시스템의 한 요소로서 사용된 전문가 자동동조 PID 제어기는 수치 알고리즘과 경험적 논리로 구성된다. 견실하고 정밀한 제어기능은 컴퓨터 시뮬레이션에 의하여 확인 하였다
본 논문에서는 고진공용 터보분자펌프의 비접촉 고속회전을 위한 자기베어링 시스템의 디지털 제어시스템의 설계에 대하여 소개하였으며, 실례로 800 l/s급의 고진공 펌프에 대하여 축 유연모드의 후방향 위험속도를 넘는 최대 40,000 rpm까지의 회전실험 결과를 나타내었다. 제안된 제어시스템은 기본적으로 PID 기반의 직접궤환 제어기와 자이로스코픽 모멘트 효과를 제어하기 위한 교차궤환기, 유연모우드 감쇄를 위한 리드필터와 동기진동 저감을 위한 노치필터 등으로 구성되어 있으며, 이러한 제어기는 자기부상형 터보분자펌프 외에 고속 플라이휠과 같은 자기베어링에 적용될 수 있다.
본 논문은 다음의 내용을 기술한다 : ⅰ) 토카막 플라즈마의 경계면을 정의하고 계산하는 폴로이달 자속의 수학적 모형을 플라즈마경계면과 등자속면이 일치한다는 사실로부터 수립한다. 따라서 플라즈마의 경계위치를 제어한다 함은 리미터 접선상의 여러 점들에서 자속값을 같게 만드는 것을 의미한다. ⅱ) 자속, 자장, 자장구배의 선형조합으로 최외각 폴로이달 등자속면을 측정하는 방법을 제시한다. 이 방법은 내부플라즈마변수를 알 필요가 없어서 폴로이달베타와 플라즈마전류분포의 변동에 따르는 수정이나 진공용기의 유도전류를 보상하지 않아도 된다. ⅲ) 플라즈마의 경계면 위치조정을 위한 궤환제어 알고리즘을 수립하고, PID 제어이론을 기초로 해당 전자장비를 제작한다. ⅳ) 본 플라즈마 제어계를 사용한 RTP토카막 실험의 결과를 논의한다.
The purpose of this research is on figuring out the optimal PID parameter using critical gain and critical frequency that are obtained by relay feedback. The operating has been done under the condition that the least information about the object plant is given and also the operating is processed within the limit which dose not give rise to bad influence on the object plant. For simulation auto-tuning PID controller using relay feedback which also works on on-line at the same time is developed by the upper procedure. This algorithm is tried to apply to level-temperature control plant on a real time with PC Interface Card.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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