The simplified dynamic models of the timer assembly in the diesel engine fuel injection system were developed. The first order system with time delay was assumed and the various parameters in this model were obtained by experimental data. These simplified dynamic models were used for the development of control algorithm of the injection timing control system. The PI control algorithm was modified to include the anti-windup property and disturbance compensation. This modified PI control algorithm was used for the control of the injection timing. Improved control accuracy and reduced control efforts were observed.
A dynamic anti-windup method for state delayed control systems with input saturation is considered. Under the assumption that a linear controller has been designed for a state delayed control system based on the existing design technique which shows desirable nominal performance, an additional compensator is incorporated to provide a graceful performance degradation despite of input saturation. By regarding the difference of the controller states in the absence and presence of input saturation as an objective function, the dynamic compensator which minimizes it is determined explicitly. The proposed dynamic compensator is the closed form of plant and controller parameters. The proposed method not only provides graceful performance degradation, but it also guarantees the total stability of resulting systems. An illustrative example is provided to show the effectiveness of the proposed method.
Based on the dynamic anti-windup strategy a novel control methodology for state constrained control systems is presented. First a linear controller is designed for an open-loop stable plant to show a desirable nominal performance by ignoring state constraints. And then an additional dynamic compensator is introduced to preserve the nominal performance as closely as possible int he face of state constraints. This paper focuses on the second step under the assumption that a linear controller has already been designed appropriately by using an effective controller design method. By minimizing a reasonable performance index the dynamic compensator is derived explicitly which is expressed int he plant and controller parameters. the proposed method not only guarantees the total stability of the overall resulting systems but also provides desirable output performance because it solves the state-positioning problem completely.
본 논문에서는 전력 품질 기기의 제어에 있어서 필수적 요소라고 할 수 있는 전원각을 찾는 방법중에서 PLL(Phase Locked Loop)에 관하여 기존의 방식들을 먼저 알아보고, 정상분을 추출하여 이용하는 기존의 PLL 방식을 무정전전원장치에 적합한 형태로 개선한 주파수를 제한한 PLL 방식을 제안하였다. 제안된 PLL 방식은 기존의 PI 제어기에 주파수 제한기(limiter)와 안티 와인드업(anti-windup)을 추가하였다. 이것의 기본적인 동작 원리는 기존의 방법들과 같지만, 차이점은 주파수 제한기의 삽입으로 인하여 주파수 변동률을 일정한 범위 내에서 제한할 수 있다는 것이다. 기존의 PLL 방법과 본 논문에서 제안된 주파수를 제한한 PLL 방법의 차이를 알아보기 위하여 동적 전압 보상기로 전압을 보상하는 시뮬레이션을 하였고, 결과적으로 제안된 주파수를 제한한 PLL 방법이 기존의 PLL 방법보다 UPS에 적합함을 입증하였다.
항공기, 차량, 유도탄 등과 같은 동적인 플랫폼에서 표적을 추적하기 위해서는 시선을 안정화하는 외부의 추적루프와 내부의 속도 루프를 포함하는 서보 구조가 필요하다. 본 논문에서는 내부의 속도 루프인 안정화 루프에 큰 입력 전압이 인가되었을 때 구동기(Actuator) 포화 현상에 의해서 공간 안정화 루프 성능이 나빠지지 않게 와인드업 방지(Anti-windup) 기능을 가진 디지털 비례적분(Proportional Integral, PI) 제어기를 설계한다. 디지털 와인드업 방지 비례적분 제어기는 일반적으로 SISO 시스템 설계를 위한 방법으로 와인드업 방지 기능을 가진 R, S, T 다항식으로 표현되는 입출력 형태의 제어기를 이용하여 설계하였다. 설계된 제어기는 모델링에 의한 시뮬레이션 결과와 실험결과를 통해 성능을 분석하였다.
In this research a fault-tolerant and bumpless switching control is proposed for boiler systems used in the power plants. Firstly, three operating points are selected to control the nonlinear boiler through the full operational range, and the $H_{\infty}$ loop shaping controller and the model-based predictive controller(MBPC) are designed. To prevent the windup and bump problems which are caused by the actuator saturation and the controller switching, an anti-windup and bumpless transfer technique is adopted to the $H_{\infty}$ loop shaping controller. Also the constrained gain-scheduling technique is applied to MBPC to achieve the same objective. Secondly, the fault-tolerant control technique is proposed to continue the control action without stopping the boiler operation even in case of some faults. Through various simulation studies, the performances of the proposed control techniques are demonstrated.
On the controller switching time, even though on-line/off-line controller outputs are the same, a problem which deteriorates the performance of bumpless transfer can happen in case that any discrepancy between the two controller inputs is transferred directly to the controller output. In this paper, we analyze the cause of that phenomenon in existing research results and propose a new method which improves that problem. In order to solve this problem, the off-line controller is augmented to an anti-windup structure and an improved bumpless transfer method is derived by using the changed input of the off-line controller instead of the plant input. We exemplify the performance of the proposed method by comparing with the performance of the existing method via numerical examples.
This paper proposes a force reflection control method with a speed saturation compensation scheme for the slave manipulators having a speed saturation due to the high reduction ratio joints. When speed saturation is generated, the proposed force reflection control method not only shows an anti-windup feature in controlling the slave manipulator but also makes the master manipulator move slowly using the force reflection caused by saturation. In this way, the position of the slave manipulator tracks the reference position regardless of speed saturation. The experimental results show that the proposed control method provides excellent performance.
A new algorithm based upon TDC (Time Delay Control) is proposed to improve the robustness of TDC performance in systems where the stick-slip friction is strong. Experiments were performed at the different levels of friction. The reponses of the TDC and the modified TDC were compared each other, and against those of a PID controller with an anti-windup. The results show that the TDC and the modified TDC equally perform better than the PID, and that the modified TDC performs consistently well even with variations in the friction level while the TDC does not.
This paper presents a switching system of speed controller between PI (Proportional_Integrator) and P_LPF (Proportional_Low pass filter) to improve overshoot and slow settling time in DC motor. When the integrator is saturated in the PI controller, the error signal is integrated continuously. For preventing the state, the Anti-windup scheme is proposed. But the Anti-windup scheme dose not show stable characteristics in the whole speed command section after tuned a gain. By using P_LPF switching system these problems are improved and there is no need to tune of user hereafter, when the integrator is saturated. The proposed method is verified by the simulation results using MATLAB SIMULINK.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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