Penetration of renewable energy sources makes the modern interconnected power systems to have more intelligence and flexibility in the control. Hence, it is essential to maintain the system frequency and tie-line power exchange at nominal values using Load Frequency Control (LFC) for efficient, economic and reliable operation of power systems. In this paper, intelligent tuning of the Proportional Integral Derivative (PID) controller for LFC in an interconnected power system is considered as a main objective. The chosen problem is formulated as an optimization problem and the optimal gain parameters of PID controllers are computed with three innovative swarm intelligent algorithms named Particle Swarm Optimization (PSO), Bacterial Foraging Optimization Algorithm (BFOA) and hybrid Bacterial Foraging Particle Swarm Optimization (BFPSO) and a comparative study is made between them. A new objective function designed with necessary time domain specifications using weighted sum approach is also offered in this report and compared with conventional objective functions. All the simulation results clearly reveal that, the hybrid BFPSO tuned PID controller with proposed objective function has better control performances over other optimization methodologies.
We have proposed an application of disturbance observer with PID controller to minimize gain-transient time of wavelength-division-multiplexing(WDM) multi channels in optical amplifier in channel add/drop networks. We have dramatically reduced the gain-transient time to less than $3{\mu}sec$ by applying a disturbance observer with a proportional/integral/ differential(PID) controller to the control of amplifier gain. The theoretical analysis on the 3-level erbium-doped fiber laser and the disturbance observer technique is demonstrated by performing the simulation with co-simulation of the $MATLAB^{TM}$ and a numerical modeling software package such as the $Optsim^{TM}$.
Kim, Dae-Gi;Hong, Gyo-Young;Ahn, Dong-Man;Hong, Seung-Beom;Jie, Min-Seok
Journal of Advanced Navigation Technology
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v.18
no.2
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pp.107-113
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2014
In this paper, controller Propose to prevent compressor surge and improve the transient response of the fuel flow control system of turbojet engine. Turbojet engine controller is designed by applying Artificial Neural Network PID control algorithm and make an inference by applying Artificial Neural Network Error Back Propagation Algorithm. To prevent any surge or a flame out event during the engine acceleration or deceleration, the ANN PID controller effectively controls the fuel flow input of the control system. ANN PID results are used as the fuel flow control inputs to prevent compressor surge and flame-out for turbo-jet engine and the controller is designed to converge to the desired speed quickly and safely. Using MATLAB to perform computer simulations verified the performance of the proposed controller. Response characteristics pursuant to the gain were analyzed by simulation.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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v.11
no.1
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pp.49-53
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2011
Path following of the mobile robot is one research hot for the mobile robot navigation. For the control system of the wheeled mobile robot(WMR) being in nonhonolomic system and the complex relations among the control parameters, it is difficult to solve the problem based on traditional mathematics model. In this paper, we presents a simple and effective way of implementing an adaptive following controller based on the PID for mobile robot path following. The method uses a non-linear model of mobile robot kinematics and thus allows an accurate prediction of the future trajectories. The proposed controller has a parallel structure that consists of PID controller with a fixed gain. The control law is constructed on the basis of Lyapunov stability theory. Computer simulation for a differentially driven nonholonomic mobile robot is carried out in the velocity and orientation tracking control of the nonholonomic WMR. The simulation results of wheel type mobile robot platform are given to show the effectiveness of the proposed algorithm.
Because the magnetic bearing supports levitating body without contact, wear, noise and vibration, it is very useful to high revolution machinery. In this paper we selected ATmega 128, a less expensive and widely used micro controller, for control the magnetic bearing system. And we selected the sampling time and the control gain of PID controller through trial-and-error. The control program of the one board controller utilized lookup table to reduce calculation time, and bit shifting for the integer calculation in instead of floating point calculation. As the results, the controller carried out relatively high speed PID control on sampling time 0.25 ms. At last the rotation test for the magnetic bearing system was carried out by 3 phase induction motor and air turbine.
A design technique based on the root locus approach for the SISO (Single-Input Single-Output) systems using PID (Proportional-Integral-Derivative) ${\times}$ (n-1) stage PD as a controller for the n$\^$th/ order plant is presented. The controller is designed based on transient and steady state response specifications. This controller can be used instead of a conventional PID controller. The overall system is approximated as a stable and robust second order system. The desired performances are achieved by increase the gain of the controller. In addition, the controller gain can be adjusted to obtain faster response with a little overshoot. The simulation results show the merits of this approach.
In this paper, we are going to design an iterative learning controller with the robust properties for initial error. For this purpose, the PID-type learning law will be considered and the design guide-line will be presented for the selection of the learning gain. Also, we are going to suggest a condition for the convergence of control input for a plant with input delay. Several simulation results are presented, which shows the effectiveness of the proposed algorithms.
Proceedings of the Korea Society for Industrial Systems Conference
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1997.03a
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pp.235-246
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1997
Hybrid fuzzy gain scheduling controller is composed of a PD control and a fuzzy control for taking the advantage of each scheme. The key structure of the hybrid fuzzy gain scheduling control scheme is so called a switch which calculates weighting values between the fuzzy controller and the PD controller. However, due to the requirement of the switch , the hybrid fuzzy gain scheduling control scheme needs extra fuzzy logic processing, thus the structure is complicated. and requires more calculation time. To eliminate the drawbacks, a new hybrid fuzzy gain scheduling control scheme is proposed in this paper. In the proposed scheme, the membership function, for calculating of weithting value, and the input and output membership functions are combined. Thus the proposed hybrid scheme does not require switch for calculation of weighting value, and as a result, the calculation time is faster and the structure is more simple than the existing hybrid controller. Computer simulation results for an inverted pendulum model under Pole-Placement PID controller, fuzzy gain scheduling controller,existing hybrid controller , and proposed hybrid controller are compared to demonstrate the good property of the proposed hybrid controller.
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.
Ji, Young-Eun;Park, Je-Wook;Hwang, Seon-Hwan;Baek, Kwang-Ryul;Kim, Jang-Mok
Journal of Power Electronics
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v.10
no.4
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pp.382-387
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2010
This paper presents a novel design method for determining the PID gains of a speed controller for a servo system compensating variations in bandwidth at a low speed. The variations in bandwidth of a speed controller are measured at a low speed and the relationship between the bandwidth and the damping ratio are verified by determining the location of the closed loop pole. The proposed algorithm uses the z-transform of a plant and speed controller and applies the time-varying sampling method for determining the PID gains of the speed controller at low speed. The magnitude and the phase condition are considered for finding a suitable control gain. The usefulness and effectiveness of the proposed method is demonstrated through experimental results such as low speed control and robust disturbance responses.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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