• 제목/요약/키워드: Proportional-Integral Control

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퍼지 제어기로부터 PID 제어기의 구현에 관한 연구 (Derivation of a Linear PID Control Law from a Fuzzy Control Theory)

  • 최병재;김병국
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제7권2호
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    • pp.70-78
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    • 1997
  • 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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미분 평균 궤환에 기초한 잡음 독립 PId 제어 (Noise-Free PID Control Based on Feedback of Averaged Derivative)

  • 문영현;김영민;최병곤;박정도
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1094-1097
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    • 1999
  • This paper presents a new PID control scheme based on the feedback of averaged derivatives to realize a noise-free differential control. The PID(Proportional, Integral and Differential) control is still one of the control methods in most wide use. In the paper, the conventional PID control adopting filtering technique is analyzed with new interpretation of filtering function. In order to overcome the drawbacks of the conventional PID control, this paper introduces the feedback of averaged derivatives in the noisy environment, and suggests a new PID control scheme using delay components to realize a noise-free differential control. The proposed PID control yields good performance much similar to the original system response in case of no noises. The proposed control scheme has been tested for the load frequency control of power systems.

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A Model reference adaptive speed control of marine diesel engine by fusion of PID controller and fuzzy controller

  • Yoo, Heui-Han
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제30권7호
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    • pp.791-799
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    • 2006
  • The aim of this paper is to design an adaptive speed control system of a marine diesel engine by fusion of hard computing based proportional integral derivative (PID) control and soft computing based fuzzy control methods. The model of a marine diesel engine is considered as a typical non oscillatory second order system. When its model and the actual marine diesel engine ate not matched, it is hard to control the speed of the marine diesel engine. Therefore, this paper proposes two methods in order to obtain the speed control characteristics of a marine diesel engine. One is an efficient method to determine the PID control parameters of the nominal model of a marine diesel engine. Second is a reference adaptive speed control method that uses a fuzzy controller and derivative operator for tracking the nominal model of the marine diesel engine. It was found that the proposed PID parameters adjustment method is better than the Ziegler & Nichols' method, and that a model reference adaptive control is superior to using only PID controller. The improved control method proposed here, could be applied to other systems when a model of a system does not match the actual system.

PID 알고리즘을 이용한 역 진자 시스템의 자세 제어에 관한 연구 (A Study on Pose Control for Inverted Pendulum System using PID Algorithm)

  • 강진구
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.400-405
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    • 2023
  • 현재 도립진자는 많은 분야에서 연구 중이며 미사일, 로켓, 등의 자세 제어와 2족 보행 로봇 등에 응용되고 있다. 본 연구에서는 256펄스의 로터리 엔코더와 DC 모터를 이용한 회전형 도립진자(Rotary Inverted Pendulum)를 구성하여 회전형 역 진자의 수직 자세 제어를 연구하였다. 비선형 시스템의 경우 복잡한 알고리즘과 제어기가 필요하지만 고전적이며 비교적 간단한 PID(Proportional Integral Derivation)알고리즘을 이용한 제어 방법을 회전형 도립진자 시스템에 적용하였으며 간단하지만 원하는 성능을 높이는 방안을 연구하였다. 본 연구에서 사용된 회전형 도립진자 시스템은 비선형적이고 불안정한 시스템으로 선형화된 모델링에서 마이크로칩 사의 dsPIC30F4013 임베디드 프로세서를 이용한 PID 제어기를 설계 및 구현하였다. 보통 PID 제어기는 하나 혹은 두 가지 이상을 조합하여 설계하며 우수한 제어 성능에 비해 구조가 간단하며 제어 이득 조정이 다른 제어기들에 비해 비교적 쉽다는 장점이 있다. 본 연구에서는 시스템의 물리적 구조를 수학적 방법으로 분석하고 모델링을 통한 회전형 도립진자의 수직 균형을 위한 제어를 실현하였다. 또한 회전형 역 진자를 이용하여 PID 제어기로 제어가 가능한지 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성을 검증하였다.

선박용 발전기 시스템의 강인 적응형 전압 제어 (Robust Adaptive Voltage Control of Electric Generators for Ships)

  • 조현철
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제22권5호
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    • pp.326-331
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    • 2016
  • This paper presents a novel robust adaptive AC8B exciter system against synchronous generators for ships. A PID (proportional integral derivative) control framework, which is a part of the AC8B exciter system, is simply composed of nominal and auxiliary control configurations. For selecting these proper parameter values, the former is conventionally chosen based on the experience and knowledge of experts, and the latter is optimally estimated via a neural networks optimization procedure. Additionally, we propose an online parameter learning-based auxiliary control to practically cope with deterioration of control performance owing to uncertainty in electric generator systems. Such a control mechanism ensures the robustness and adaptability of an AC8B exciter to enhance control performance in real-time implementation. We carried out simulation experiments to test the reliability of the proposed robust adaptive AC8B exciter system and prove its superiority through a comparative study in which a conventional PID control-based AC8B exciter system is similarly applied to our simulation experiments under the same simulation scenarios.

무궁화위성의 정상운용모드에서의 자세제어 시스팀 (KOREASAT On-Orbit Normal Mode Attitude Control System)

  • 김동환;원종남;김성중;강성수;김한돌;이명수
    • 한국통신학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.505-514
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    • 1994
  • 무궁화 위성체는 10년 수명기간 동안 통신 및 직접방송 위성서비스에 필요한 빔의 지향성을 유지하기 위하여 정확하고 신뢰성있는 자세제어 시스팀을 요구하고 있다. 본고에서는 무궁화 위성체가 정지궤도에서 정상운용모드로 동작하는데 요구되는 자세제어부속시스팀에 대한 상세설계기법 및 성능에 대해서 기술하고자 한다.

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과학기술위성3호 홀 추력 제어기 개발 (Development of a Hall-thruster Propulsion Controller for Science Technology Satellite-3)

  • 이성호;조희근;유준
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권10호
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    • pp.992-997
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    • 2010
  • 과학기술위성3호(STSAT-3)용 홀추력시스템(HPS)의 추력제어모듈(PCM)은 압력정밀도 5%이하와 유량정밀도 3%이하를 목표로 한다. 압력제어기는 비례유량제어밸브(PFCV)와 저압압력센서를 사용하여 목표압력을 제어하도록 하고, 유량제어기는 PFCV와 홀추력기의 에노우드(anode) 전류를 이용하여 유량을 조절한다. 제어형태로는 비례,적분(PI) 제어기를 선택하고, PI 이득은 Matlab 시뮬레이션을 통하여 정한다. 시험결과 압력정밀도 <${\pm}$5%와 유량정밀도 <${\pm}$1.87%를 얻었다. 본 논문은 홀추력 제어모듈의 설계, 구현, 그리고 성능시험 결과를 기술한다.

온라인 동조 PI 제어기법을 이용한 영구자석형 동기전동기의 속도 제어기 설계 (Design of a permanent magnetic synchronous motor speed servo controller using on-line tuning PI control method)

  • 전인효;임상덕;최중경;박승엽
    • 전자공학회논문지S
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    • 제35S권12호
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    • pp.36-45
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    • 1998
  • 본 논문은 브러시리스 직류 전동기의 속도제어를 위해 파라메타의 추정 없이 입력과 출력의 패턴을 관찰하여 PI 이득을 온라인(On-line)으로 설정하는 방법을 제안한다. 비례이득은 한계입력을 인가하여 가장 빠른 속도 상승을 유도하는 과정에서 설정되고, 적분이득은 비례제어 과정 중에 오버슈트 방지와 안정된 수렴이 적절히 이루어지도록 설정된다. 따라서 제안된 PI이득 조정은 온라인으로 제어와 동시에 수행됨으로써 시스템 파라메타 추정 등의 부가적인 작업이 필요 없다. 본 논문에서 제안하는 PI이득 조절기법은 직류전동기의 속도제어에 있어서 빠른 응답과 오버슈트 문제를 동시에 해결할 수 있고, 기존의 Auto-tuning 방법보다 간편하고 실용적이다. 컴퓨터 시뮬레이션과 실제 실험을 통하여 제안하는 방법의 유용성과 안정성을 보인다.

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전기차 배터리 충전기용 강인한 단위 입력 역률 제어장치 (Robust and Unity Input Power Factor Control Scheme for Electric Vehicle Battery Charger)

  • 웬콩롱;이홍희
    • 전력전자학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.182-192
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    • 2015
  • This study develops a digital control scheme with power factor correction for a front-end converter in an electric vehicle battery charger. The front-end converter acts as the boost-type switching-mode rectifier. The converter assumes the two roles of the battery charger, which include power factor control and robust charging performance. The proposed control scheme consists of a charging control algorithm and a grid current control algorithm. The scheme aims to obtain unity input power factor and robust performance. Based on the linear average model of the converter, a constant-current constant-voltage charging control algorithm that passes through only one proportional-integral controller and a current feed-forward path is proposed. In the current control algorithm, we utilized a second band pass filter, a single-phase phase-locked loop technique, and a duty-ratio feed-forward term to control the grid current to be in phase with the grid voltage and achieve pure sinusoidal waveform. Simulations and experiments were conducted to verify the effectiveness of the proposed control scheme, both simulations and experiments.

강인한 비례적분 슬라이딩 모드를 이용한 초중량물 로봇의 제어 (Control of Heavy Duty Robot using Robust Proportional Integral Sliding Mode)

  • 고창민;박성훈;이현석;김민찬;박승규;김두형;정광조
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.1729_1730
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    • 2009
  • This paper presents comparative experimental results of PI sliding mode control and PI control for a heavy duty robot which can handle an object of 600kg, The gains of the PI control was determined by TAE(Trial and Error) method. This paper presents a novel approach for the decoupling of the states cross-coupling using sliding mode control. The sliding mode control methode is based on the error between reference speeds and the actual speed. The proposed method has the advantages of PI control performance and the sliding mode control robustness. Its first step is to design PI controller, then the sliding mode control input term is added to it. This makes actual implementation of the controller easier. The robot and motion controllers were designed and made by author. The good control performance of the heavy duty robot was obtained by using simple algorithm. This means that the robot was designed very well in control respect.

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