자동차용 연소식 프리히터의 온도제어를 위한 퍼지 제어기 설계

Fuzzy Controller design of fuel fired heater for vehicle to control temperature

본 논문은 버스에 사용되는 연소식 프리히터(Fuel Fired Heater) 퍼지 제어기(Fuzzy controller)를 설계하였다. 프리 히터는 얼마나 빠른 시간 안에 설정한 온도에 다다르는지와 공간내의 온도 편차가 얼마나 작게 발생하는지의 두 가지가 가장 중요한 요소이다. 기존의 연소식 프리히터의 온도 제어 방식으로 사용된 PI 제어기의 온도편차를 줄임과 동시에 응답특성을 개선한 퍼지 제어기를 설계하여 그 성능을 평가하였다. 설계된 퍼지 제어기에서 온도를 설정하면 기존의 PI 제어방식에서는 $25^{\circ}C$의 도달시간이 12분 소요되었으나 퍼지 제어방식에서는 9분 20초 소요되어 기존의 제어기보다 퍼지제어기가 2분 40초의 빠른 응답 성능으로 향상됨을 확인하였다. 난방의 온도 편차에서도 기존의 PI 제어 방식에서는 $2.4^{\circ}C$의 편차를 보인 반면 설계된 퍼지 제어기에서는 $1.6^{\circ}C$로 온도 편차 또한 개선되었음을 확인하였다.

The fuzzy controller of the FFH(Fuel Fired Heater) used for vehicle is designed in this study. Two of the most important things of the pre-heater are how fast it can be at the set temperature and how to reduce the temperature deviation in the space to a minimum. The temperature deviation of the existed FFH with PI controller for temperature controller was reduced. Also, the fuzzy controller improved the response characteristics, and then the performance was inspected. When setting the temperature in this designed fuzzy controller, it took 12 minutes in the existed PI control method to reach $25^{\circ}C$. However, it took 9 minutes and 20 seconds in the fuzzy control method. Therefore, it is proved that the fuzzy controller is better than the existed one with fast response performance as 2 minutes 40 seconds. The temperature deviation was $2.4^{\circ}C$ in the existed control method but $1.6^{\circ}C$ in the designed fuzzy controller. Accordingly, the temperature deviation was improved too.