KIPS Transactions on Computer and Communication Systems
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v.11
no.8
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pp.241-248
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2022
In this paper, the PID controller and Kalman filter are applied to improve the automobile cruise control in the environment with disturbance and noise, and the performance is verified through diverse simulation. First, a mathematical model for a automobile cruise control system is introduced. Second, the performance degradation due to disturbance in the basic open-loop control based cruise control system is shown and then PID controller-based feedback control system to resolve this problem is verified. Third, to improve the performance degradation due to sensor noise that may occur during the feedback process, a Kalman filter is applied and verified. Ultimately, it is verified that the designed cruise control system with PID controller and Kalman filter not only satisfies all performance conditions but also has the ability for disturbance rejection and noise reduction.
Kim, Sang-Joo;Seo, Sang-Wook;Kim, Gi-Du;Lee, Jang-Myung
제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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2004.08a
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pp.608-613
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2004
This paper is concerned with the design of a predictive PID controller, which has similar features to the model-based predictive controller. A PID type control structure is defined which includes prediction of the outputs and the recalculation of new set points using the future set point data. The optimal values of the PID gains are pre-calculated using the values of gains calculated from an unconstrained generalized predictive control algorithm. Simulation studies demonstrate the performance of the proposed controller and the results are compared with generalized predictive controller and the results are compared with generalized predictive control solutions.
Duy, Vo Hoang;Hung, Nguyen;Jeong, Sang-Kwun;Kim, Hak-Kyeong;Kim, Sang-Bong
Journal of Ocean Engineering and Technology
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v.22
no.4
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pp.14-19
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2008
This paper proposes a mixed $H_2/H_{\infty}$ optimal PID controller with a genetic algorithm based on the dynamic model of a brushless direct current (BLDC) motor and applies it to speed control. In the dynamic model of the BLDC motor with perturbation, the proposed controller guarantees arobust and optimal tracking performance to the desired speed of the BLDC motor. A genetic algorithm was used to obtain parameters for the PID controller that satisfy the mixed $H_2/H_{\infty}$ constraint. To implement the proposed controller, a control system based on PIC18F4431 was developed. Numerical and experimental results are shown to prove that the performance of the proposed controller was better than that of the optimal PID controller.
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.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.13
no.5
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pp.444-451
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2007
In this paper, we propose an improved reduction model and a reduction model-based hybrid smith-predictor fuzzy controller. The transient and steady-state responsed of the reduction model was evaluated. In tuning the controller, the parameters of PID and the factors fuzzy controllers were obtained from the reduced model and by using genetic algorithms, respectively. Simulation examples demonstrated a better performance of the proposed controller than conventional ones.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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v.5
no.1
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pp.69-75
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2005
This paper is concerned with the design of a predictive PID controller, which has similar features to the model-based predictive controller. A PID type control structure is defined which includes prediction of the outputs and the recalculation of new set points using the future set point data. The optimal values of the PID gains are pre-calculated using the values of gains calculated from an unconstrained generalized predictive control algorithm. Simulation studies demonstrate the performance of the proposed controller and the results are compared with generalized predictive controller and the results are compared with generalized predictive control solutions.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.20
no.12
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pp.1209-1216
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2014
This paper copes with control design for unmanned aerial vehicle transportation system. Moving pendulum dynamics of slung-load system is derived using two methods: Udwadia-Kalaba equation and Newtonian approach. PID controller is applied to Udwadia-Kalaba equation model for structural consistency and linear quadratic Gaussian / Loop Transfer Recovery (LQG/LTR) technique is employed for Newtonian model with minimal state-space realization. Characteristics of PID and LQG/LTR controller are compared, and two controllers are combined to compensate the drawbacks of each other. Numerical simulation is set for two cases and conducted to evaluate performance of designed controllers. The result proves that combination of LQG/LTR and PID control performs stable and robust.
This paper reports the single-input-single-output cascade control by using 1-axis attitude control test-bench for quad-rotor UAV. The test-bench was designed as a see-saw shape using 2 motors and propellers, and to enable changing the center of gravity with the center of gyration using ballast. The experiment was carried out by constructing a PID-PID controller having a cascade structure with the test-bench. The SIMC based PID gain tuning process, which makes PID gain tuning easy, was grafted to cascade control. To graft SIMC method, the system parameter estimation result was conducted with second order time delay model by using Matlab-Simulink. Gain tuning was conducted by simulating with estimated system parameter. In this paper, the conventional application of SIMC was conducted and improved application was proposed for improving stability at tuning process.
The Finite Control Set-Model Predictive Controller (FCS-MPC) for quasi Z-Source Inverters (qZSIs) is designed to reduce the number of sensors by proposing a current observer for the inductor current. Unlike the traditional FCS-MPC algorithm, the proposed model removes the inductor current sensor and observes the inductor current value based on the deposited prior optimized state as well as the capacitor voltage during this state. The proposed observer has been validated versus a typical MPC. Then, a comparative study between the proposed Modified Finite Control Set-Model Predictive Controller (MFCS-MPC) and a linear PID controller is provided under the same operating conditions. This study demonstrates that the dynamic response of the control objectives by MFCS-MPC is faster than that of the PID. On the other hand, the PID controller has a lower Total Harmonic Distortion (THD) when compared to the MFCS-MPC at the same average switching. Experimental results validate both methods using a DSP F28335.
Kim, Sang-Min;Han, Woo-Yong;Lee, Chang-Goo;Han, Hoo-Suk
Proceedings of the KIEE Conference
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2002.07b
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pp.1165-1168
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2002
This paper presents a neural network based self-tuning fuzzy PID control scheme with variable learning rate for sensorless vector controlled induction motor drives. MRAS(Model Reference Adaptive System) is used for rotor speed estimation. When induction motor is continuously used long time. its electrical and mechanical parameters will change, which degrade the performance of PID controller considerably. This paper re-analyzes the fuzzy controller as conventional PID controller structure, introduces a single neuron with a back-propagation learning algorithm to tune the control parameters, and proposes a variable learning rate to improve the control performance. The proposed scheme is simple in structure and computational burden is small. The simulation using Matlab/Simulink and the experiment using DS1102 board show the robustness of the proposed controller to parameter variations.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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