• 제목/요약/키워드: PID Fuzzy Controller

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Robust Tracking Control Based on Intelligent Sliding-Mode Model-Following Position Controllers for PMSM Servo Drives

  • El-Sousy Fayez F.M.
    • Journal of Power Electronics
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    • 제7권2호
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    • pp.159-173
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    • 2007
  • In this paper, an intelligent sliding-mode position controller (ISMC) for achieving favorable decoupling control and high precision position tracking performance of permanent-magnet synchronous motor (PMSM) servo drives is proposed. The intelligent position controller consists of a sliding-mode position controller (SMC) in the position feed-back loop in addition to an on-line trained fuzzy-neural-network model-following controller (FNNMFC) in the feedforward loop. The intelligent position controller combines the merits of the SMC with robust characteristics and the FNNMFC with on-line learning ability for periodic command tracking of a PMSM servo drive. The theoretical analyses of the sliding-mode position controller are described with a second order switching surface (PID) which is insensitive to parameter uncertainties and external load disturbances. To realize high dynamic performance in disturbance rejection and tracking characteristics, an on-line trained FNNMFC is proposed. The connective weights and membership functions of the FNNMFC are trained on-line according to the model-following error between the outputs of the reference model and the PMSM servo drive system. The FNNMFC generates an adaptive control signal which is added to the SMC output to attain robust model-following characteristics under different operating conditions regardless of parameter uncertainties and load disturbances. A computer simulation is developed to demonstrate the effectiveness of the proposed intelligent sliding mode position controller. The results confirm that the proposed ISMC grants robust performance and precise response to the reference model regardless of load disturbances and PMSM parameter uncertainties.

하이브리드 퍼지-PID 제어기에 의한 3상 유도 전동기의 속도제어 : 유전자 알고리즘에 의한 파라미터의 자동 동조 (The Control of 3-Phase Induction Motor by Hybrid Fuzzy-PID Controller : Auto-Tuning of Parameters using Genetic Algorithms)

  • 권양원;안태천;강학수;윤양웅
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.794-796
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    • 1999
  • 본 논문에서는 3상 유도전동기의 속도를 제어하는데 기존 제어기의 문제점을 해결하고 최적화하기 위해서 유전자 알고리즘을 이용한 하이브리드 퍼지 -PID(HFPID) 제어기를 고안하고, 이에 대한 파라미터 설정 방법을 제안한다. 유도전동기의 제어는 지연시간이 길고, 비선형성이 강하며, 부하변동이 잦은 프로세스이기 때문에, 기존의 제어방식으로는 만족할만한 결과를 얻을 수 없다. 제안한 하이브리드 퍼지-PID 제어기는 PID 제어기의 장점인 과도기의 우수성과 퍼지 제어기의 장점인 정상기의 우수성을 퍼지 변수로 결합시켜 설계한다. 이 제어기에 유전자 알고리즘을 적용하여 최적의 퍼지 및 PID 파라미터를 설정하다. 그리고 이 제어기를 3상 유도전동기의 속도 제어에 응용한다. 또한 속도오차에 대한 룩업 표를 만들어 온라인 실시간 제어를 가능하게 한다. 이상의 과정을 3상 유도전동기에서 컴퓨터 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과를 비교해 볼 때, 하이브리드 퍼지-PID 제어기는 기존의 제어기 보다 전동기의 속도 및 토크성분 전류 둥의 특성에서 우수한 성능을 보였다.

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단순 퍼지 제어기법을 이용한 온실의 천창환기에 의한 냉방제어 (Cooling Control of Greenhouse Using Roof Window Ventilation by Simple Fuzzy Algorithm)

  • 민영봉;윤용철;허무룡;강동현;김현태
    • 농업생명과학연구
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    • 제44권4호
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    • pp.69-77
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    • 2010
  • 온실의 환기제어시 외기온도와 풍속변화에 보다 유연하게 대처하면서 온실내 온도제어성능을 향상시키기 위해서 퍼지제어가 많이 이용되고 있지만, 제어로직이 복잡하여 대용량 메모리를 갖는 컨트롤러가 필요하다. 본 연구에서는 소용량의 마이크로 컨트롤러에서 프로그램이 가능한 단순퍼지제어 알고리즘을 개발하여 시험하였다. 개발한 단순퍼지 제어 알고리즘의 성능을 비교하기 위하여 기존의 스텝제어 알고리즘을 도입한 제어프로그램으로 온실의 천창환기에 의한 온도제어를 실시하여 두 알고리즘의 성능을 직접 비교하고, 또 PID 및 표준 퍼지제어 성능과는 기존의 연구 결과와 비교하여 상대적 성능을 평가하므로써 온실의 환기냉방제어의 유리한 제어기법을 확립할 수 있는 기초자료를 얻고자 수행하였다. 단순 퍼지제어에 의한 실내온도 최대 제어오차는 $1.2^{\circ}C$, 1시간동안의 평균환기창 적산열림량과 조작회수는 각각 84%, 13회로 나타났으며, 문헌조사에 의한 퍼지제어에서 각각 $1.3^{\circ}C$, 75% 및 12회에 비해 동등한 제어성능을 보였다. 본 연구에서 개발한 단순퍼지제어는 제어로직이 PID제어보다 단순함에도 불구하고 스텝제어와 PID제어보다 성능이 우수하고, 퍼지제어와 동등한 제어성능을 갖는 것으로 나타났다.

퍼지 PI를 이용한 배수갑문용 유압실린더 제어기 설계 (Design of Control System for Hydraulic Cylinders of a Sluice Gate Using Fuzzy PI Algorithm)

  • 혜무은;최철희;최병재;홍춘표;류석환;권영태
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.109-115
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    • 2010
  • 수문 제어의 주요기술은 두 개의 실린더가 하나의 수문을 동시에 10[m] 이상 들어 올리는 행정 동안 정밀하게 제어되도록 하여 동기 작동 시키는 것이다. 실린더에 공급되는 유량 및 압력이 일정하지 않으며, 실린더 피스톤의 비선형적인 마찰력에 의해 두 개의 실린더 위치 오차가 발생하게 되면 수문의 개폐 시 비틀림 현상을 야기 시켜서 수문의 마모를 발생시키고, 수문의 개폐작동 불능 현상을 만들기도 한다. 배수갑문용 유압실린더의 위치 및 동기 제어기를 설계하기 위하여 fuzzy PI 제어기를 이용하여 두 개의 실린더의 위치 및 동기제어기를 설계하고, 시뮬레이션을 통해 효용성을 제시한다.

Stabilized Control of Inverted Pendulum System by ANFIS

  • Lee, Joon-Tark;Lee, Oh-Keol;Shim, Young-Zin;Chung, Hyeng-Hwan
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 1998년도 The Third Asian Fuzzy Systems Symposium
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    • pp.691-695
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    • 1998
  • Most of systems has nonlinearity . And also accurate modelings of these uncertain nonlinear systems are very difficult. In this paper, a fuzzy modeling technique for the stabilization control of an IP(inverted pendulum) system with nonlinearity was proposed. The fuzzy modeling was acquired on the basis of ANFIS(Adaptive Neuro Fuzzy Infernce System) which could learn using a series of input-output data pairs. Simulation results showed its superiority to the PID controller. We believe that its applicability can be extended to the other nonlinear systems.

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FUZZY SOGIC CONTROL FO DIRECT DRIVE ROBOT MANIPULATORS

  • Kang, Chul-Goo;Kwak, Hee-Sung
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1994년도 Proceedings of the Korea Automatic Control Conference, 9th (KACC) ; Taejeon, Korea; 17-20 Oct. 1994
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    • pp.428-433
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    • 1994
  • This investigates the feasibility of applying fuzzy ogic controllers to the motion tracking control of a direct drive robot manipulator to deal with highly nonlinear and time-varying dynamics associated with robot motion. A fuzzy logic controller with narrow shape of membership functions near zero and wide shape far away zero is analyzed. Simulation and experimental studies have been conducted for a 2 degree of freedom direct drive SCARA robot to evaluate control performances, Fuzzy logic controllers have shown control performances that are often better, or at least, as good as those of conventional PID controllers. Furthermore, the control performance of fuzzy logic controllers can be improved by selecting membership functions of narrow shapes near zero and wide shapes far away zero.

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A Study on the Fuzzy Controller for an Unmanned Surface Vessel Designed for Sea Probes

  • Park, Soo-Hong;Kim, Jong-Kwon;Lee, Won-Boo;Jang, Cheol-Soon
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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    • pp.586-589
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    • 2005
  • Recently, the applications of unmanned system are steadily increasing. Unmanned automatic system is suitable for routine mission such as reconnaissance, environment monitoring, resource conservation and investigation. Especially, for the ocean environmental probe mission, many ocean engineers had scoped with the routine and even risky works. The unmanned surface vessel designed for sea probes can replace the periodic and routine missions such as water sampling, temperature and salinity measuring, etc. In this paper, an unmanned surface vessel was designed for ocean environmental probe missions. A classical and an adaptive fuzzy control system were designed and tested for the unmanned surface vessel. The design methodologies and performance of the surface vessel and fuzzy control algorithm were illustrated and verified with this unmanned vessel system designed for sea probes.

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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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퍼지논리를 이용한 차량용 공조제어기 개발에 관한 연구 (Development of Automobile Air Conditioner Controller based on the Fuzzy Logic)

  • 이용중;이운근;이양범
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1323-1326
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    • 1996
  • This paper describes an air conditioner control method using a fuzzy control theory. The fuzzy control method was implemented with Philips 80C552 one chip microcomputer and tested in an actual vehicle. Experiments showed that proposed control method is superior to the conventional PID control method especially in the environments with abrupt disturbance and parameter variation of the control system. Fuzzy-Based control method was proved to maintain a stable and improved temperature control in an abrupt environmental changes.

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전동휠체어 로봇의 경로추적제어에 관한 연구 (A Study on the Path-Tracking of Electric Wheelchair Robot)

  • 안경관;윤종일;레듀이코아
    • 한국정밀공학회지
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    • 제28권11호
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    • pp.1265-1271
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    • 2011
  • These days the number of aged and disabled people is increasing rapidly. But most of the disabled or the aged who have the ability to work, want to engage in economic activities and solve social restrictions as well as their bad financial conditions. This paper concerns about the tracking control of an electric wheelchair robot for welfare vehicle where the seat and electric wheelchair are separated and electric wheelchair robot must be autonomously controlled without the help of assistant. So the aged or the disabled people can drive welfare vehicle by himself by adopting this system. Therefore the concept of both an autonomous driving of electric wheelchair and path tracking robots is required in this system. Finally we suggested fuzzy controller in order to control the path tracking of electric wheelchair robot and compared the capability of the proposed controller with conventional PID controller.