The MFC(Mass Flow Controller) is an equipment that measures and controls mass flow rates of fluid. Most of the HFC system is still using the PID algorithm. The PID algorithm shows superior performance on the MFC system. But the PID algorithm in the MFC system has a few problems as followed. The characteristic of the MFC system is changed according to the operating environment. And, when the piezo valve that uses the control valve is assembled in the MFC system, a coupling error is generated. Therefore, it is very difficult to find out the exact parameters of MFC system. In this paper, we propose adaptive PID algorithm in order to compensate these problems of a traditional PID algorithm. The adaptive PID algorithm estimates the parameters of MFC system using LMS(Least Mean Square) algorithm and calculates the coefficients of PID controller. Besides, adaptive PID algorithm shows better transient response because adaptive PID algorithm includes a feedforward. And we implement MFC system using proposed adaptive PID algorithm with self-tuning and Ziegler and Nickels's method. Finally, comparative analysis of the proposed adaptive PID and the traditional PID is shown.
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.
본 논문에서는 주파수 영역뿐만 아니라 시간 영역의 설계 사양을 만족할 수 있는 PID-PD 제어기 동조 방법을 제안한다. 제안한 PID-PD 제어기 동조 방법은 PID 제어기와 PI-PD 제어기를 경계로 볼록형 집합을 형성하도록 선정한다. PID-PD 제어기는 PID 제어기와 PI-PD 제어기 각각에 의한 계단 응답과 보드 선도의 이득 사이에 위치하는 응답을 제어한다. 최적 동조 방법에 의해 센서 잡음 저감도 및 안정 강인성을 변수로 하는 가격함수를 최소화하는 제어기를 설계한다. 제안된 제어기의 유용성을 사례 연구와 분석을 통해 검토한다.
In this paper, we propose tuning method of PID-PD controller to satisfy design specifications in frequency domain as well as time domain. The proposed tuning method of PID-PD controller that consist of the convex set of PID and PI-PD controller controls the closed-loop response to locate between the step responses, and Bode magnitudes of closed-loop transfer functions controlled by PID and PI-PD controller. The controller is designed by the optimum tuning method to minimize the proposed specific cost function subject to sensor noise insensitivity and robust stability. Its effectiveness is examined by the case study and analysis.
본 논문에서는 PID 제어기와 PI-PD 제어기 사이의 관계를 분석하여 이 두 제어기의 affine 집합을 구성하는 PID 제어기의 변형된 형태인 PID-PD 제어기와 그 동조 방법을 새롭게 제안한다. 제안된 설계 방법은 PID와 PI-PD 제어기를 이용한 전체 폐루프 시스템인 시간 응답을 경계로 그 사이의 응답을 보이도록 설계할 수 있다. 그 동조 방법으로 특정한 가격함수를 선정하여 이를 최소화하는 최적 동조법을 적용하여 제어를 설계하였다. 제안된 제어기의 유용성을 사례 연구와 분석을 통해 검토했다.
In this thesis, A methodology of system implement for PID controller, PWM logic, HSC logic, Host Communication and external DAC interface are implemented into single FPGA chip is proposed. The implemented system is used to control the speed of DC servo motor. A DATA block transfers set point value(SV) and P, I, D gain parameters to the corresponding Blocks respectively by the Host Communication to Computer. A HSC block generates process value(PV) by a pulse and $90^{\circ}$ shifted pulse from the encoder A PID block makes error(E) signal from the set value and process value and output manufacture value(MV) through the PID controller. In PWM block using the MV from the PID block, drives H-bridge controlling the Motor. Also DAC interface controls the DAC to graph the digital signal such as SV, PV, E, MV in FPGA onto the Oscilloscope.
본 논문에서는 무인항공기용 소형 터보제트엔진에 대해 압축기 서지현상 및 화염소실을 방지하면서 과도응답 특성을 개선하는 제어기를 설계하였다. 터보제트 엔진의 가 감속 시 서지현상과 flame-out 현상을 방지하기 위해 연료 유량 제어 입력을 Fuzzy-PID 제어기로 생성하고 신속하고 안전하게 원하는 속도로 수렴할 수 있도록 제어기 설계한다. LabVIEW을 이용한 시뮬레이션을 통해 PID와의 응답특성 비교 분석 및 신속하고 안전하게 원하는 속도로 수렴하는 제어 성능을 확인하였다.
이 논문은 VOD 서비스와 가전기기들의 제어가 가능한 홈 게이트웨이를 고려하였다. 홈 게이트웨이에서 출력 트래픽 제어를 통해 VOD 와 실시간 제어 데이터와 같은 입력 트래픽의 QoS를 보장하면서 CPU 연산 시간에 적게 영향을 줄 수 있는 PID 알고리즘 기반의 적응적 대역폭 제어 방법을 제안하였다. 제안하는 방법을 실제 테스트 환경에서 구현하여 검증하였다.
본 논문의 무인 수중글라이더는 깊은 수심에서 작동하기 위해 설계되었고, 배터리 효율을 개선하기 위해 블래더 타입의 부력제어기를 채택하였고 내부 이동배터리의 움직임을 이용하여 피치각도를 제어하는 방식을 사용하고 있다. 무인 수중글라이더의 에너지 효율을 증대하기 위해 구간별로 제어를 수행하는 Layered PID 제어기를 설계하였으며, 유체동역학 계수를 포함한 6자유도 운동방정식을 전개하여 Matlab/Simulink 해석 프로그램을 설계하였다. 제어성능과 에너지 효율을 비교하기 위해 PID 제어기, 슬라이딩 모드 제어기 그리고 Layered PID 제어기를 해석 프로그램을 이용하여 비교 분석하였고 Layered PID 제어기가 PID 제어기에 비해 7.2%의 에너지 절감의 성능을 나타내었다.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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