This article presents a closed loop control of DC series motor fed by DC chopper controlled by an PID controller based intelligent control using ANN (Artificial Neural Network). The PID-ANN controller performances are analyzed in both steady state and dynamic operating condition with various set speed and various load torque. Here two different motor parameters are taken for analysis (220V and 110V motor parameters). The static and dynamic performances are taken for comparison with conventional PID controller and existing work. The steady state stability analysis of the system also made using the transfer function model. The equation model is also done to analysis the performances by set speed change and load torque change. The proposed controller have better control over the conventional PID controller and the reported existing work. This system is initially simulated using MATLAB / Simulink and then experimental setup done using P89V51RD2BN microcontroller.
Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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제1권2호
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pp.94-98
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1999
Optical scanning systems use glavanometers to point the laser beam to the desired position on the workpiece. The angular speed of a galvanometer is typically controlled using Proportional+Integral+Derivative(PID) control algorithms. However, natural variations in the dynamics of different galvanometers due to manufacturing, aging, and environmental factors(i.e., process uncertainty) impose a hard limit on the bandwidth of the galvanometer control system. In general, the control bandwidth translates directly into efficiency of the system response. Since the optical scanning system must have rapid response, the higher control bandwidth is required. Auto-tuning PID algorithms have been accepted in this area since they could overcome some of the problems related to process uncertainty. However, when the galvanometer is attached to a larger mechanical system, the combined dynamics often exhibit resonances. It is well understood that PId algorithms may not have the capacity to increase the control bandwidth in the face of such resonances. This paper compares the achieable performance and robustness of a galvanometer control system using a PID controller tuned by the Ziegler-Nichols method and a controller designed by the Quantitative Feedback Theory(QFT) method. The results clearly indicate that-in contrast to PID designs-QFT can deliver a single, fixed controller which will supply high bandwidth design even when the dynamics is uncertain and includes mechanical resonances.
PID 제어기는 구조가 간단하고 적용이 용이하다는 장점으로 인하여 널리 사용되고 있는 제어방식이다. 이러한 선형 PID 제어기는 시스템의 파라메터가 변화가 있거나 부하 특성이 비 선형적으로 변화할 때에 적절한 이득과 성능을 얻기 어려워 고성능 제어 특성을 기대하기 어렵다. 본 연구에서는 세포성 면역 반응과 경사감소학습에 기초하여 비선형 PID 제어기를 설계하고, 설계된 제어기의이득과 비선형 함수의 파라메터들을 실시간 적응적으로 학습할 수 있는 학습 알고리즘을 개발하고, 이를 제어시스템에 적용하였다. 제안된 비선형 PID 제어기는 비선형 직류 모터 시스템의 파라메터들이 변화하거나 주파수가 다른 추종 명령에 대하여, 적응적으로 이득을 변화 시키며 추종함을 보였다.
최근 공작기계 분야에서 가공속도와 가공정밀도 같은 시스템 성능이 한층 요구되고 있다. 특히 가공속도가 증가함에 따라 공작기계와 수가공 분야의 공작물 가공 부위에 유해한 열 발생을 초래하게 된다. 이 열은 가공 정밀도를 저하시키는 주된 원인으로 작용한다. 따라서 온도를 제어하는 오일쿨러는 공작기계에서 필수적이다. 일반적으로 두 가지 대표적인 제어기법인 핫가스 바이패스 방식과 압축기 가변속 제어 방식이 오일쿨러에 채택 되었다. 본 논문에서는 오일 출구 온도를 설정값으로 유지하기 위해 압축기의 속도를 제어하였다. 공작기계의 정밀 가공이 요구되는 추세에 맞추어 ${\pm}0.1^{\circ}C$의 고정도 온도 제어가 가능한 오일쿨러가 요구된다. 그러나 정밀 온도제어가 가능한 오일쿨러는 가격이 고가이다. 그러므로 본 논문에서는 on/off(릴레이) 제어방식 대신에 PID 제어기와 위상각 전력제어 방식을 사용하여 정밀 온도제어가 가능한 오일쿨러용 제어기를 제안한다. 제안한 제어기를 제작하고, $23^{\circ}C$, $24^{\circ}C$ 그리고 $25^{\circ}C$에서 실험하였다.
Purpose: A lab-scale timber carriage using a servo motor system was built. When two motors move a carriage, wire tension is changed according to the different line speeds caused by a wire drum's changing diameter, leading to inappropriate traveling characteristics of the carriage. In order to overcome this problem, PID Control was used to control the motor speed. Methods: Ziegler-Nichols method was used to determine PID gains. Results: The initial PID gains were 1.8, 0.025, and 0.006, respectively, and optimal gains of 1.4 and 0.010 for P and I gain were obtained experimentally. Conclusions: The results showed that constant wire tension could be maintained by controlling the speed of the motor using PI control. Overshoot occurred at initial motor operation due to vibration and elasticity of the wire itself.
This paper presents the non-linear modeling and design of a robust sliding mode controller for film transfer systems. The tension of a film is sensitive to the speed difference between a winder and an unwinder. The change of the roll-radius as well as the moment of inertia result in the film transfer system begin variable and non-linear. In designing the robust controller. Two major aims are considered. The first aim is hat the web transferring speed tracks at any given reference speed; the second one is that the tension of the film tracks at any given reference tension. To verify the control algorithm, a Simulink model was built and compared with a conventional PID controller. In a computer simulation study, the suggested robust sliding mode controller shows better performance than the PID controller a various control inputs.
In this paper, we propose a design method of PID controller using an improved Tabu Search. Tabu Search is improved by neighbor solution creation using Gaussian random distribution and generalized Hermite Biehler Theorem for stable bounds. The range of admissible proportional gains are determined first in closed form. Next the optimal PID gains are selected by improved Tabu Search. The results of Computer simulations represent that the proposed Tabu Search algorithm shows a fast convergence speed and a good control performance.
In this paper is Proposed a VSC(variable structure controller) for a high-speed and high-precision position control of a XY Table, which is based on the PI type reaching mode. Also the comparative study between the proposed method and the conventional PID controller is presented as well. Designed and tuned under repeated experiments, the proposed method showed a better reasonable performance than PID controller in the aspect of tracking error.
The PID controller has been widely applied to the most control systems because of its simple structure and east designing. One of the important points to design the PID control system is to tune the approximate control parameters for the given target system. To find the PID parameters using Ziegler Nichols(ZN) method needs a lot of experience and experiments to ensure the optimal performance. In this paper, CMIA(Cell Mediated Immune Algorithm) controller is proposed to drive the autonomous guided vehicle (AGV) more effectively. The proposed controller is based on specific immune responses of the biological immune system which is the cell mediated immunity. To verify the performance of the proposed CMIA controller, some experiments for the control of steering and speed of that AGV are performed. The tracking error of the AGV is mainly investigated for this purpose. As a result, the capability of realization and reliableness are proved by comparing the response characteristics of the proposed CMIA controllers with those of the conventional PID and NNPID(Neural Network PID) controller.
Genetic algorithm is well known for stochastic searching method in imitating natural phenomena. In recent times, studies have been conducted in improving conventional evolutionary computation speed and promoting precision. This paper presents an approach to optimize PID controller gains with the application of modified Genetic Algorithm using Support Vector Machine (SVMGA). That is, we aim to explore optimum parameters of PID controller using SVMGA. Simulation results are given to compare to those of tuning methods, based on Simple Genetic Algorithm and Ziegler-Nicholas tuning method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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