The ink jet printer media advance system is required to be exactly driven to the target position via tracking the reference velocity profile to obtain the high quality print image. A single gain PID controller is not sufficient to fulfill the control objectives, the exact velocity tracking and the accurate positioning, at the same time. A dual PID controller and its switching strategy are presented in this paper to achieve the control objectives. The media advance system is controlled by two separate PID controllers, one of which is for velocity control, and the other is for position control. A PID controller controls the velocity of the media advance system until it reaches the predetermined switching position. When the media advance system passes the predetermined position, the controller is switched to the other PID controller which is more profitable for exact positioning. The switching position is determined by the estimated stop distance. The simulation and experimental results are presented to show the validity and effectiveness of the proposed controller.
산업 자동화의 고정밀도에 따라 직류서보 전동기는 강인제어가 요구되고 있다. 하지만 PID 제어기를 갖는 전동기 제어 시스템이 부하 외란의 영향을 받게되면 제어 시스템의 강인제어는 어렵게 된다. 이에 대한 보완적인 한 방법으로 본 논문에서는 전동기 제어시스템을 위한 PID-신경망 복합형 제어기법을 제시하였다. 신경망 제어기의 출력은 부하 외란 인가시에 발생되는 오차와 오차 변환율에 의해서 결정된다. 신경망 제어기를 이용한 직류서보 전동기의 강인제어는 시abf레이션에 의하여 확인하였다.
PID 제어기는 미지의 Deadzone을 가진 시스템에 적용될 때, 제어 성능이 저하되는 단점을 나타낼 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 논문에서는 2층 구조의 퍼지 논리를 이용한 PID 제어기를 제안하였다. 이 제어기의 구조는 전형적인 PID 제어기에 퍼지 보상기와 퍼지 동조기를 추가하여 구성하였다. 제안된 제어 방법은 전형적인 PID 제어기에 비하여 뛰어난 과도응답과 정상상태 성능을 나타낸다. 이 방법이 플랜트의 정상상태 이득뿐만 아니라 Deadzone 비선형성에서도 강인하다. 제안된 제어기의 성능은 시뮬레이션을 통하여 검증하였다
여러 가지 고급 제어 이론들에 관한 연구가 심도있게 진행되고 있음에도 불구하고 아직까지 산업현장에는 여러가지 변형된 형태의 PID 제어기가 널리 사용되고있다. 이는 PID 제어기 자체가 가진 제어 구조의 단순성, 효율성, 강건성, 그리고 제어 기술자들에 대한 친밀감 등에 기인한다. 또한 요즘 제어 분야에서는 퍼지 이론을 도입하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 퍼지 이론을 사용해서 거의 모든 함수들을 근사화시킬 수 있다는 연구 결과들이 발표되면서 수학적으로 안정성 및 강건성을 명확히 증명하기에 다소 미흡하였던 퍼지 논리 제어에 관한 연구가 활기를 띠고 있다. 본 논문에서는 먼저 간단한 퍼지 제어기로부터 선형 PID 제어기를 유도한다. 그리고 나서 다소 일반적인 경우의 퍼지 제어기를 사용하여 산업 현장에서 가장 널리 사용되고있는 선형PID 제어기를 유도하여 결굴 PID 제어기는 퍼지 제어기의 일종에 불과함을 입증할 것이다.
TSK 퍼지 시스템의 뛰어난 성능을 일반 산업 현장에서 가장 많이 사용되고 있는 PID 제어기에 접목시켜, 비선형 시스템의 제어가 가능하고 강인성이 뛰어난 퍼지 PID 제어기의 설계를 제안한다. TSK 퍼지 제어기는 TSK 퍼지 모델로부터 극 배치법을 이용하여 설계되며, 비선형 시스템의 제어에서 시스템의 응답이 원하는 응답과 같아지도록 하는 뛰어난 능력이 있으나 구조가 복잡하여 산업 현장에서 사용되기에는 어려움이 있다. 본 연구에서는 구현하기 간편한 PID 제어기의 형태를 하면서, TSK 퍼지 제어기의 도움을 받아 설계되는 퍼지 PID 제어기를 제안한다. 즉, 먼저 비선형 시스템의 TSK 퍼지 제어기를 설계하고 그 TSK 퍼지 제어기의 제어 시뮬레이션으로부터 얻은 데이터를 이용하여 제안하는 퍼지 PID 제어기를 설계한다. 제안하는 제어기를 연속시간 비선형 시스템과 이산시간 비선형 시스템의 예제에 적용시켜 제어 시뮬레이션을 하였다. 그 결과 기존의 선형 PID 제어기로는 제어가 원만하지 않았으나 제안하는 제어기로는 원하는 응답 형태와 거의 같은 응답을 보이는 제어가 가능함을 알 수 있었다.
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 시스템에 발생하는 외란의 영향을 최소로 하기 위해 다층 신경회로망을 이용한 강인 PID 제어 방식을 제안한다. 제안한 방식은 제어 시스템에 발생하는 불특정의 외란을 필터링 하기 위해 다층 신경망을 이용한다. 외란이 포함된 실제 플랜트의 입력을 신경망의 출력으로 보상하여 플랜트를 순수하게 PID 제어기로만 제어하도록 한다. DC 모터에 대한 시뮬레이션과 MM-LDM(Moving Magnetic Linear DC Motor)의 위치제어 실험을 통해 제안한 알고리즘의 유용성을 확인하였다.
In this paper, the robust PID(Proportional-Integral-Derivative) controller was designed for speed control of BLDC motors using the frequency region model matching method. It was designed the robust PID controller satisfying disturbance attenuation and robust tracking performance using an H$\infty$ control method. The robust PID controller gains with the performances of the designed H$\infty$ controller are determined using the model matching method at frequency domain. Consequently, simulation results show that the proposed PID speed controller satisfies load torque disturbance attenuation and robust tracking performance, and this study has usefulness and applicability for the speed control system design of BLDC motors.
An auto-tuning PID controller which is adequate for temperature control is developed based on relay-control and pole-placement Using the critical frequency which is obtained from relay-control parameters of assumed model are identified. Pole/zero-placement PID controller is designed for the identified model. The desired pole/zeros are determined so that the closed-loop has overshoot free step response. The developed auto-tuning PID controller was successfully applied to the temperature control of RTP.
BGA 또는 SMD 형태를 갖는 반도체 칩을 인쇄회로 기판에 장착/제거 등의 수리작업에 사용되는 리워크 시스템은 작업 대상물의 손상을 줄이기 위해 열풍 토출구의 온도를 정밀하게 제어할 필요가 있다. 본 논문에서는 비선형 시스템인 리워크 시스템의 열풍 온도 제어를 위해 TSK 퍼지 규칙으로 구성되는 퍼지 PID 제어기 설계 방법을 제시한다. 먼저 제안하는 제어기의 설계 알고리즘을 제시하고, 리워크 시스템에 적용하여 제어기를 설계하는 과정을 보인다. 제안한 제어기의 성능을 확인하기 위하여 온도 제어를 실험한 결과, 제안 방법의 최소자승오차는 9.44로서 일반적으로 사용하는 PID 제어기를 사용한 경우의 오차인 15.88보다 설정온도에 잘 수렴함을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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