• 제목/요약/키워드: 비례-미분 제어

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애파인 국소모델을 갖는 TS퍼지 시스템을 위한 제어기 설계방안: 도립진자 문제를 중심으로 한 고찰 (Controller synthesis procedure for the TS fuzzy systems with affine local model: A study focusing on the inverted pendulum control problem)

  • 곽기호;박주영
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2000년도 춘계학술대회 학술발표 논문집
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    • pp.55-58
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    • 2000
  • 본 논문은 애파인 국소모델을 갖는 TS 퍼지 모델로 표현된 비선형 시스템의 제어에 관하여 다룬다. 여기서 사용하는 TS 퍼지 모델은 실제 모델의 비선형 미분 방정식의 근사로부터 유도된다. 그리고 이 모델을 바탕으로 비례 입력행렬을 가지는 시스템에 대해 안정화시킬 수 있는 TS 퍼지 제어기를 구한다. 본 논문의 설계 과정은 도립진자 제어를 통해 검증한다.

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스틱 모델 관점에서의 외바퀴 로봇 밸런싱 제어 (Balancing Control of a Single-wheel Mobile Robot from a Stick-Model Point of View)

  • 이상덕;정슬
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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    • pp.1327-1328
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    • 2015
  • 본 논문에서는 스틱 모델을 사용하여 외바퀴 로봇의 수직 방향에서 생기는 파라메트릭 진동을 시뮬레이션 분석하고, 분석된 결과를 바탕으로 제어 법칙을 유도한 다음, 실험을 통해 성능을 검증한다. 실험에 활용된 외바퀴 로봇은 수평 방향에 대해서는 비례미분제어기를 사용하고, 수직 방향에 대해서는 진동제어기를 활용한다.

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아날로그 PID 제어기를 이용한 2단 비례 압력 제어 밸브의 실현에 관한 연구 (A Study on PID Control Law's Realization for 2-Stage Proportional Pressure Control Valve with Analog Controller)

  • 윤소남;정황훈
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제9권4호
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    • pp.58-61
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    • 2012
  • The customers who used the hydroulic system desire the product that has more detailed specification quickly during the industrial technology is developed. Every researcher try to reduce the developed period and to satisfy the customers' desire. Lot's of simulation software and hardware already was used to be satisfied those purpose. But these kind of equipment need a lot of cost to set up and technical knowledge to drive that system. This paper concerns about analog PID controller that can be assembled with a few resistor, condenser and optional amplifier and doesn't need technical knowledge to drive. At the first, the plant was modeled mathematically to design the analog PID controller's circuit. After that, PID controller's parameter was selected by customers' desire. Finally, the analog PID controller's circuit was assembled from the control law. The circuit's availability was confirmed by step response test in the controlled system.

유리차수 적분을 이용한 전동기 속도제어 (Motor Speed Control Using the Fractional Order Integral)

  • 전용호;강정욱
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.503-510
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    • 2021
  • 본 연구는 유리 차수 미분의 수학적인 방법을 시스템의 응답을 제어하는 제어기에 적용하고자 한다. 따라서 제어기로 구성하기 위해서는 유리수 지수에 대한 적분기를 이산시간으로 변환하여 설계한다. IP 제어기는 오차에 대한 적분제어기를 구성하고 비례제어기는 시스템 출력만 적용하는 구조이다. 유리 차수 적분기를 IP 제어기의 적분제어기에 활용함으로 제어기를 설계한다. 먼저 PI 제어기와 IP 제어기의 성능을 비교하고, 설계된 제어기를 전동기의 속도 제어에 적용한다. 그 결과 전동기의 출력상태인 속도가 균일하며 정밀한 제어 성능을 얻을 수 있었다. 정상상태의 속도오차가 0.1 [%] 이내 이고, 오버슈트가 없는 정밀하며 균일한 속도 제어 성능을 가짐을 확인할 수 있었다.

흡인식 자기부상 시스템의 외란관측자를 이용한 최소전력 부상제어 (Zero Power Control for an Attraction Type Magnetic Levitation System using Disturbance Observer)

  • 안준선;유선종;김솔
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제23권12호
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    • pp.41-47
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    • 2009
  • 본 논문에서는 자기부상 시스템에서 널리 채용되고 있는 흡인식 자기부상 시스템의 제어특성을 개선하기 위한 연구를 수행하였다. 흡인식 자기부상 시스템은 그 특성 상 제어계의 불안정성을 내재하고 있기 때문에 일반적으로 산업현장에서 널리 사용되는 비례적분제어방식(PI)이 아닌 비례적분미분제어방식(PID)을 이용하여 제어 시스템을 구성한다. 본 논문에서는 이러한 PID 제어방식의 제어특성을 개선하기 위하여 외란관측자를 이용한 제어기를 제안 하였으며 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 특성을 확인하였다.

Matlab을 이용한 유압모터-부하계의 위치제어 (Position Control of Hydraulic Motor-Load System using Matlab)

  • 이명호;박형배
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.76-83
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    • 2004
  • The purpose of this paper is to find an effective control system for a hydraulic motor-load system using matlab. The Hydraulic control system consists of a hydraulic pump, a hydraulic proportional control valve, hydraulic pipelines, a hydraulic motor and a load system. The simulation models were verified by comparing the simulation results with measured data from the real hydraulic proportional position control system. In order to compensate the nonlinear friction characteristics in a hydraulic motor-load system, a discrete time PD controller and Friction torque observer has been applied.

근궤적과 수동 조정에 의한 직접 구동형 서보밸브의 PID 제어기 및 미분피드백 이득 설계 (PID Controller and Derivative-feedback Gain Design of the Direct-drive Servo Valve Using the Root Locus and Manual Tuning)

  • 이성래
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제13권3호
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    • pp.15-23
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    • 2016
  • The direct-drive servo valve(DDV) is a kind of one-stage valve because the main spool valve is directly driven by the dc motor. Since the DDV structure is simple, it is less expensive, more reliable, and offers a reduced internal leakage and a reduced sensitivity to fluid contamination. The control system of the DDV is highly nonlinear due to a current limiter, a voltage limiter, and the flow-force effect on the spool motion. The shape of the step response of the DDV-control system varies considerably according to the magnitudes of the step input and the load pressure. The system-design requirements mean that the overshoots should be less than 20%, and the errors at 0.02s should be less than 2%, regardless of the reference-step input sizes of 1V and 5V and the load-pressure magnitudes of 0MPa and 20.7MPa. To satisfy the system-design requirements, the PID-controller parameters of $K_c$, $T_i$ and $T_d$, and the derivative-feedback gain of $K_{der}$ are designed using the root locus and manual tuning.

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

  • 정경권;김주웅;정성부;김한웅;엄기환
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 1998년도 춘계종합학술대회
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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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유전 알고리듬을 이용한 헬리콥터의 퍼지 PID 제어기의 성능 개선

  • 김문환;이호재;주영훈;박진배
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2001년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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    • pp.165-168
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    • 2001
  • 본 논문은 비선형 헬리콥터 시스템의 퍼지 비례-적분-미분 (PID) 제어기의 설계기법을 제안한다. 퍼지 제어기는 풍부한 자유도를 포함하므로 비선형 시스템의 제어에 매우 적합하다. 그러나 이의 설계는 전문가의 지식에 의존하므로 시스템의 정확한 지식의 획득에 어려울 경우 우수한 성능을 보장하는 제어기의 설계가 매우 어렵다. 따라서 본 논문에서는 제안된 퍼지 PID 제어기의 성능 향상 및 최적화를 위하여 전역적 비선형 최적화 기법인 유전 알고리듬 (GA)을 도입한다. 본 논문에서 제안한 퍼지 PID 제어기의 설계기법은 실제 비선형 헬리콥터 실험 장치에 적용하여 그 효용성 및 실제 산업분야에의 응용 가능성을 보인다.

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동역학 시뮬레이션을 이용한 인간형 관절체 애니메이션 (Animating Human-like Figures Using Dynamics Simulation)

  • 박민제;김수환;정일권
    • 한국HCI학회:학술대회논문집
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    • 한국HCI학회 2006년도 학술대회 1부
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    • pp.1075-1080
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    • 2006
  • 본 연구에서는 영화나 게임 등에서 사용되는 인간형 관절체의 움직임을 만들어내기 위하여 동역학 시뮬레이션을 이용하는 방법을 제안한다. 동역학을 이용하여 동작을 생성하는 방법은 실제 배우가 연기하기 힘들어서 동작 포착을 활용할 수 없는 경우, 키프레임 방식에 비해 보다 사실적이고 효과적으로 동작을 만들어 내는 장점이 있다. 하지만 시간이 많이 소요되고 결과 동작을 예측하거나 제어하기 힘들기 때문에 지금까지 활용도가 낮았다. 본 연구에서 제안하는 방법은 복잡한 최적화나 컨트롤러 모델링과정 없이 동작 포착 데이터를 이용한 비례 미분 제어기를 통해서 포착된 동작과 유사한 패턴을 가지는 관절 제어기를 만들어낸다. 특히, 내부 관절 제어기뿐만 아니라 최상위 관절에 작용하는 가장제어기를 생성하여 포착된 동작의 관절 궤적을 보다 효과적으로 흉내 낼 수 있게 한다. 생성된 제어기의 매개변수를 조정함으로써 여러 가지 효과를 만들어 낼 수 있으며, 동시에 다양한 동작 패턴도 적용 가능하다. 마지막으로 제어기를 통해 시뮬레이션 되는 동작과 원래 동작 포착된 결과를 혼합하거나 보간함으로써 최종 동작을 생성한다.

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