• Title/Summary/Keyword: 개선된 PID 제어기

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Optimal Auto-tuning Algorithm for Hybrid Fuzzy PID Controller (하이브리드 퍼지 PID 제어기의 최적 자동동조 알고리즘)

  • Jeong, Byoung-Jo;Oh, Sung-Kwun;Jang, Sung-Whan
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2002.07d
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    • pp.2114-2116
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    • 2002
  • 본 논문은 개선된 Complex 방법을 이용한 하이브리드 퍼지 PID 제어기의 최적 자동동조 알고리즘을 제안한다. 제어응답은 퍼지제어기의 환산계수 값에 의해 여러 종류, 여러 형태로 변화하기 때문에 해당하는 제어계의 평가 기준을 만족하도록 제어 파라미터 값을 정하는 것이 중요하다. PID 파라미터 조정법에는 많은 방법이 제안되어 왔었다. 대표적인 예로서 Ziegler-Nichols, Cohen-Coon, Chien-Hrones-Reswick(CHR) 등에 의해 제안된 방법들이 있다. 본 논문에서는 개선된 Complex 방법을 이용한 강력한 자동동조 알고리즘이 하이브리드 퍼지 PID 제어기의 성능을 자동적으로 개선하기 위해 사용된다. 이 알고리즘은 하이브리드 퍼지 PID 파라미터와 환산계수를 제어출력 변화율과 제한조건에 따라 자동으로 추정한다. 지연시간을 갖는 1계, 2계 공정에 적용하고. 공정출력 기준치는 단위 입력으로 한다. 제어 결과의 성능평가를 위해 ITAE(Integral of Time multiplied by the Absolute value of Error)가 사용되며, 또한 제어기의 오버슈트도 토의된다.

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Position Control of Servo Motor using Hybrid Controller (하이브리드 제어기를 이용한 서보 전동기의 위치제어)

  • Kwon, Se-Hyun
    • Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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    • v.10 no.3
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    • pp.186-192
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    • 2009
  • PID controllers are simple in structure and easy for implementation. However, they may produce large overshoots and over-oscillatory responses. Combining PID control with other control techniques often results in advanced hybrid schemes that are able to improve pure PID controllers. This paper proposes hybrid controller for position control system of servo motor. The proposed controller is composed of a subcontroller and a parallel PID controller. The subcontroller improves the transient system performance while the PID controller is mainly responsible for the steady-state system performance. A very promising advantage of this hybrid scheme, in terms of controller synthesis, is that the subcontrollers and controller components can be designed separately. Systematic design methods for various controller components are developed. The proposed hybrid scheme is applied to a DC motor position servo system. The effectiveness of the proposed controller is verified through the computer simulation results.

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Nonlinear PID Controller with Simple Neural Network Structure (간단한 신경회로망 구조를 갖는 비선형 PID 제어기)

  • 정경권;김주웅;정성부;김한웅;엄기환
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 1998.05a
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    • pp.96-101
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    • 1998
  • 많은 분야에서 널리 사용되고 있는 PID 제어기의 형태는 오차를 갖는 폐루프 시스템으로 구성되며, PID 제어기는 비례, 적분, 미분 제어기로 나누어진다. PID 제어기의 형태가 여러 가지로 제안되고 있지만 보다 중요한 것은 PID 제어기의 파라미터들을 어떻게 적절히 정하느냐 하는 파라미터 조정 문제이다. 실제로 산업 현장에 설치되어 있는 PID 제어기는 대부분 숙련된 기술자에 의해 수동 조작에 의한 시행 착오(trial and error) 법으로 동조되고 있다. 이 경우는 많은 노력과 시간이 소비되고, 외란(disturbance)이 첨가될 경우 적절히 동조된다는 보장도 없다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하고자 신경회로망을 이용하여 PID 제어기의 파라미터를 동조하는 제어 방법을 제안하였다. 단일 뉴런으로 구성하여 구조가 간단하고, 학습에 의한 성능 개선이 가능하다. 오차 역전파(Error Back-Propagation) 알고리즘에 의하여 PID 파라미터가 되는 가중치를 자동 동조하는 방법이다. 제안한 방식의 유용성을 보이기 위해 DC 서보 모터와 비선형 시스템인 단일 관절 매니퓰레이터를 대상으로 시뮬레이션을 하였다.

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A Study on the Nonlinear Fuzzy PID Controller with Variable Parameters (가변 파라미터를 갖는 비선형 퍼지 PID 제어기에 관한 연구)

  • Lee, Byung-Kyul;Kim, In-Hwan;Kim, Jong-Hwa
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.15 no.2
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    • pp.127-134
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    • 2005
  • This paper proposes a nonlinear fuzzy PID controller with variable parameters to improve slow rising time and divergence occurred by limited input spaces and a resultant limited control input during fuzzification in a fuzzy PID controller with fixed parameters, and describes the design principle and tracking performance of a proposed fuzzy PID controller. The parameters of a proposed controller are adjusted by the stability conditions derived from 'small gain theorem' and satisfy the BIBO stability of overall control system.

Design and Implementation of Fuzzy PID Controller (Fuzzy PID 제어기 설계 및 구현)

  • Shin Wee-Jae
    • Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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    • v.6 no.2
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    • pp.89-94
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    • 2005
  • In this paper, we propose a fuzzy PID controller of new method. There are two problems in absolute digital PID controller. First, much calculation time need for obtain the sum of data at each period. Second, this is problem need much memory because to storage every data at the before period. We use the speed type PID digital controller to improvement such problems. In the propose controller doesn't use without adjustment the crisp output error and we doesn't use nile tables in the fuzzy inference process at the forward stage fuzzifier. We inference output member ship function by using the relation and range of two variable of PID gain parameters. We can obtained desired results through the simulation and a experiment of the hydraulic servo motor control system.

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Design and Implementation of Fuzzy PID Controller (Fuzzy PID 제어기 설계 및 구현)

  • 정동화;김성일;이상훈;신위재
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2004.10a
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    • pp.457-460
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    • 2004
  • 본 논문에서는 새로운 방법의 Fuzzy PID 제어기를 제안한다 우선 절대형 디지털 PID 제어기에서 두 가지 문제점이 있다. 첫째는 매 제어 주기마다 많은 데이터의 합을 구해야 하므로 계산시간이 많이 소요되고, 둘째는 이 계산을 위해 이전의 모든 데이터를 보관하고 있어야 되기 때문에 메모리가 많이 필요한 문제점이 있다. 위의 문제점을 개선하기 위해 속도형 디지털 PID 제어기를 사용한다. 제안한 제어기에서는 PIB 제어기의 목표 값과 현재 출력 값의 차인 크리스퍼(crisp) 출력 오차를 그대로 사용하지 않고 퍼지추론의 단계는 가지면서 Rule Table은 갖지 않는 특징이 있으며 출력 소속 함수에 두 변수의 관계와 범위에 의해 도식화된 영역에서 삼각형 무게 중심법으로 비퍼지화된 비선형 출력 값을 PID 계수에 인가하는 새로운 Fuzzy PID 제어기를 제안한다.

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Development of Control Method for Improving Energy Efficiency of Unmanned Underwater Gliders (무인 수중글라이더의 에너지 효율 개선을 위한 제어방법 개발)

  • La, Seung-kyu;Ko, Sung-hyup;Ji, Dae-hyeong;Chon, Seung-jae;Jeong, Seong-hoon;Choi, Hyeung-sik;Kim, Joon-young
    • Journal of Advanced Navigation Technology
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    • v.26 no.2
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    • pp.105-112
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    • 2022
  • In this paper, unmanned underwater glider was designed for high-depth operation and adopted a bladder-type buoyancy controller for improving battery efficiency, and the motion controller controls the pitch angle by moving the internal mass battery. To improve the energy efficiency of the unmanned underwater glider, a layered PID controller that performs control by section was designed. Simulation program including 6-DOF motion equations and hydrodynamics coefficients of an unmanned underwater glider is constructed using Matlab/Simulink program. Control methods such as PID controller, sliding mode controller and layered PID controller were applied to the simulator to compare the dynamics performance and energy efficiency. As a result, the layered PID controller showed improved control performance compared to other controllers and improved energy efficiency of approximately 7.2% compared to PID controller.

A Formation Control Scheme for Mobile Robots Using a Fuzzy Compensated PID Controller (이동 로봇 군집 제어를 위한 퍼지 보상 PID제어기)

  • Bae, Ki-Hyun;Choi, Young-Kiu
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.19 no.1
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    • pp.26-34
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    • 2015
  • In this paper, a fuzzy compensated PID control system is proposed for formation control of mobile robots. The control system consists of a kinematic controller based on the leader-follower approach and a dynamic controller to handle dynamics effects of mobile robots. To maintain the desired formation of mobile robots, the dynamic controller is equipped with a PID controller; however, the PID controller has poor performance in nonlinear and changing environments. In order to improve these problem, we applied the additional fuzzy compensator. Finally, the proposed control system has been evaluated through computer simulation to demonstrate the improved results.

Automobile Cruise Control System Using PID Controller and Kalman Filter (PID 제어와 Kalman 필터를 이용한 자동차 정속주행 시스템)

  • Kim, Su Yeol;Kim, Pyung Soo
    • 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.

Design of PID Controller with Adaptive Neural Network Compensator for Formation Control of Mobile Robots (이동 로봇의 군집 제어를 위한 PID 제어기의 적응 신경 회로망 보상기 설계)

  • Kim, Yong-Baek;Park, Jin-Hyun;Choi, Young-Kiu
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.18 no.3
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    • pp.503-509
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    • 2014
  • In this paper, a PID controller with adaptive neural network compensator is proposed to control the formations of mobile robot. The control system is composed of a kinematic controller based on the leader-following robot and dynamic controller for considering the dynamics of the mobile robot. The dynamic controller is constituted by a PID controller and the adaptive neural network compensator for improving the performance and compensating the change in dynamic characteristics. Simulation results show the performance of the PID controller and the neural network compensator for the circular trajectory and linear trajectory. And it is verified that by improving the performance of a PID controller via the adaptive neural network compensator, the following robot's tracking performance is improved.