• 제목/요약/키워드: 비례-적분-미분 제어

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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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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.

모델 매칭법과 규범모델 추종방식에 의한 디젤기관의 적응속도제어 (An Adaptive Speed Control of a Diesel Engine by means of a Model Matching method and the Nominal Model Tracking Method)

  • 유희한;소명옥;박재식
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제27권5호
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    • pp.609-616
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    • 2003
  • The purpose of this study is to design the adaptive speed control system of a marine diesel engine by combining the Model Matching Method and the Nominal Model Tracking Method. The authors proposed already a new method to determine efficiently the PID control Parameters by the Model Matching Method. typically taking a marine diesel engine as a non-oscillatory second-order system. But. actually it is very difficult to find out the exact model of a diesel engine. Therefore, when diesel engine model and actual diesel engine are unmatched as an another approach to promote the speed control characteristics of a marine diesel engine, this paper Proposes a Model Reference Adaptive Speed Control system of a diesel engine, in which PID control system for the model of a diesel engine is adopted as the nominal model and Fuzzy controller and derivative operator are adopted as the adaptive controller.

다중 변수 분산 제어기법을 이용한 생분해성 랩 와인딩 기계의 제어기 설계 (The Design of the Controller for Bio-wrap Winding Machine using Muti-variable Decentralized Control Technique)

  • 김해성;박우철;신윤덕;양성모;기창두
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.1450-1454
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    • 2005
  • In this paper, the control strategy of the tension and speed based a prototype bio-wrap winding machine is developed. The decentralized control strategy using PID control algorithm applied for each subsystem is proposed to control the each system's desired outputs, because the tension of each subsystem effects that of next roll system. The computer simulations and the experiment results are presented to show that the proposed control scheme is feasible for a prototype bio-wrap winding machine.

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퍼지 적용 PID제어를 이용한 오일쿨러 시스템의 온도제어 (Temperature Control for an Oil Cooler System Using PID Control with Fuzzy Logic)

  • 김순철;홍대선;정원지
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.87-94
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    • 2004
  • Recently, technical trend in machine tools is focused on enhancing of speed, accuracy and reliability. The high speed usually results in thermal displacement and structural deformation. To minimize the thermal effect, precision machine tools adopt a high precision cooling system. This study proposes a temperature control for an oil cooler system using Pill control with fuzzy logic. In the cooler system, refrigerant flow rate is controlled by rotational speed of a compressor, and outlet oil temperature is selected as the control variable. The fuzzy control rules iteratively correct PID parameters to minimize the error and difference between the outlet temperature and the reference temperature. Here, ambient temperature is used as the reference one. To show the effectiveness of the proposed method, a series of experiments are conducted for an oil cooler system of machine tools, and the results are compared with the ones of a conventional Pill control. The experimental results show that the proposed method has advantages of faster response and smaller overshoot.

전기식 조속기를 이용한 디젤 엔진 발전기의 속도 제어 (Speed Control of a Diesel Engine Generator by a Electric Governor)

  • 이승환;이준환;설승기
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.452-454
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    • 2008
  • 본 논문에서는 실험적으로 구한 엔진 토크 참조 표를 이용하여 엔진의 비선형 모델을 구하고 이를 각각의 운전 점에 대해 선형화한 엔진 모델을 제시하였다. 이러한 선형화된 엔진 모델을 이용하여, 전기식 조속기를 사용한 디젤 엔진의 속도 제어에 있어 발생하는 안정성 문제를 해석하였다. 제시한 디젤 엔진 모델을 이용하여 속도제어기의 비례, 적분 미분 이득을 설정하고 이 값을 바탕으로 모의실험 및 실험을 통하여 제시한 모델의 타당성을 검증 하였다.

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급격한 에어콘 외란에 안정한 제어기 설계 (Design of Stable Controller to Sudden A/C Disturbance)

  • 이영춘;권대규;이성철
    • 한국정밀공학회지
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    • 제17권7호
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    • pp.106-112
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    • 2000
  • The purpose of this paper is to study on the control of the engine idle speed under sudden A/C load which is one of the most severe disturbances on engines. Three types of the closed-loop controller are developed for the stable engine idle speed control. The input of the controller is an error of rpm. The output of the controller is an ISCV duty cycle. The anticipation delay is considered to deal with the delay time of the air mass in engine. The PID, Fuzzy and PID-type Fuzzy controllers with the anticipation delay have improved the engine idle speed condition more than current ECU map table under the A/C load.

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최적제어를 이용한 도시철도 차량 자동주행 제어 연구 (A Study on the Automatic Operation Performance Control of Urban Rail Vehicle Using an Optimal Control)

  • 탁길훈;김동환;김치태
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.29-37
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    • 2007
  • In the automatic operation of an urban rail vehicle, a conventional PID control algorithm is applied to run the vehicle between stations within time limit and jerk limit. But the energy consumption in the automatic operation is much higher than in the manual operation. In this study, the optimal control algorithm for automatic operation is proposed to minimize energy consumption, which satisfies automatic operation for the urban rail vehicle, compared with the conventional PID control algorithm.

안정한 엔진 공회전 모드를 위한 제어기 설계 (Controller Design for Stable Engine Idle Mode)

  • 이영춘;방두열;이성철
    • 한국정밀공학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.89-95
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    • 2000
  • The engine idle speed mode becomes worse as one drives a vehicle for several years. This is due to ageing of engine and power-train parts. In this case, unstable idle conditions such as engine stall and droop are frequently experienced when the engine gets heavy torque loads due to power steering pump and air conditioning compressor. The objective of this paper is to study on the idle speed control using PID controller under load disturbances. The input of the PID controller is an error of rpm. The output of the PID controller is an ISCV duty cycle. The dSPACE Controller Boards are used to interface with engine. The on-vehicle test is realized using by SIMULINK and BLOCKSETS tools. The real time interface control panel supplied by Control Desk S/W is designed to have good results in engine idle speed control.

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