• 한국융합학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.195-201
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• 2020

본 논문에서는 쿼드콥터형 드론 시스템을 구현하고, PID 제어기에서 안정화 시간을 최소화할 수 있는 이득 계수를 구하기 위한 경험적 방법을 제안하였다. 드론 자세 안정화 제어 시스템은 가속도 센서와 자이로 센서의 자세 정보를 마호니 필터를 통해 보정한 후 PID 제어기를 통해 4개의 모터를 구동한다. 제안된 방법은 기존의 지글러-니콜스 방법을 통해 1차적으로 이득 계수를 구한 후에 각각의 이득 계수를 경험적 방법으로 다시 최적화하는 단계를 거쳐서 결정한다. 최종적으로 구해진 이득 계수를 구현된 시스템에 적용하여 롤 방향으로 20도 회전하는 실험을 수행한 결과 기존의 지글러-니콜스 방법에 비해 최대 오버슈트는 44.3도에서 29.8도로 감소하면서도 안정화시간이 2.6초에서 1.7초로 개선됨을 확인할 수 있었다. 따라서 제안된 방식은 최적의 이득 계수를 구하기 위한 시행착오를 줄이면서도 드론과 같이 모터 잡음이 심한 환경에서도 잘 동작함을 실험을 통해 증명하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.988-991
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• 2003

In this paper, we try to develop the controller which uses the block diagrams of SIMTool and internal functions CEMTool for planning the global driving controller for high efficiency AGV. We acquire the control efficiency by controlling the motor used each part of AGV driving controller. The block diagram structures provided with SIMTool is easily designed by the controller, and the monitoring and analysis of the results is researched by simulation. We expect to control AGV. robot and various plant using Ziegler-Nichols auto-tuning method and external I/O board

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제26권2호
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• pp.219-225
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• 2002

Parameter tuning methods by Ziegler-Nichols for PID controllers are generally classified into Z-N(1) and Z-N(2). The purpose of this paper is to describe what relations exist between the methods of Z-N(1) and Z-N(2), or how Z-N(1) can be originated from Z-N(2) by analyzing one loop control system composing of P or PI controller and time delay process. In this paper, for the first step to seek mutual relations, the simple formulas of Z-N(2) are transformed into those composing of the same parameters as Z-N(1) which is derived from the analysis of frequency characteristics. Then, the approximation of the actual ultimate frequency is proposed as important premise in the translation between Z-N(1) and (2). Such equalization and approximation brings a simple approximated formula which can explain how Z-N(1) is originated from the Z-N(2) in the form of formula.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권9호
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• pp.1065-1071
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• 2012

풍력발전기의 안정적인 전력생산은 정격풍속 이상에서 피치제어와 스톨제어와 같은 일정속도제어로 이루어지고 있다. 최근, 효율적인 전력생산을 위하여 정격풍속 이하의 변동풍속 조건에서 최대 출력을 얻기 위한 가변 속도제어가 적용되고 있는 추세이다. 기존의 피치제어기에서는 지글러-니콜스 계단응답법에 의한 제어기 최적화가 이루어지고 있으나, 가변 속도제어의 요구로 보다 정확한 최적화가 필요하게 되었다. 본 연구에서는 기존의 지글러-니콜스 계단응답법을 개선하기 위하여 라틴 하이퍼큐브 샘플링을 통한 신경망모델을 구축하고, 구축된 PID 제어 계수 신경망모델에 유전자 알고리즘을 적용하여 피치제어기를 최적화하였다. 유전자 알고리즘으로 구한 최적해가 지글러-니콜스 계단응답법의 초기해 보다 평균제곱근 오차가 13.4% 향상되었고, 응답특성을 나타내는 상승속도와 정착시간은 각각 15.8% 및 15.3%으로 개선되었다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2001년도 추계학술대회 논문집(Proceeding of the KOSME 2001 Autumn Annual Meeting)
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• pp.112-119
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• 2001

Parameter tuning methods by Ziegler-Nickels for control systems are generally classified into Z-N(1) and Z-N(2). The purpose of this paper is to describe what relations exist between methods of Z-N(1) and Z-N(2), or how Z-N(1) method can be originated from Z-N(2) method by analyzing one loop control system of P or PI controller and time delay process. The formulas of Z-N(1) consist of process parameters, L(time delay), $K_m$(gain) and $T_m$(time constant), but Z-N(2) method is based only on the ultimate gain $K_u$ and the ultimate period $T_u$ acquired normally by practical trial without any parameters of Z-N(1). In this paper, for the first step to seek mutual relations, the simple formulas of Z-N(2) are transformed into the formulas composed of the same parameters as Z-N(1) which is derived from the analysis of frequency characteristics. Then, the approximation of the actual ultimate frequency is proposed as important premise in the translation between Z-N(1) and (2). Such equalization and approximation brings a simple approximated formula which can explain how Z-N(1) is originated from the Z-N(2) in the form of formula. And a model system is adopted to compare the approximated formula to Z-N(1) and Z-N(2) methods, the results of which show the effectiveness of the proposals.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제5권5호
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• pp.1-8
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• 1997

The purpose of this study is to suggest the methods to model driver input and evaluate the handling performances of a vehicle by dynamic simulation using ADAMS (Automated Dynamic Analysis of Mechanical Systems) software. The driver input was modeled using the PID controller to follow the desired velocities and paths. The gains of the controller were decided by the trial and error methods aided by Ziegler-Nichols rule. It was successful to apply the rule for the vehicle model to follow the desired values of steady state cornering and lane change maneuver. As the results, handling performances of baseline and two variegated vehicles were evaluated. The theoretical provement was performed to explain the differences.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.475-481
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• 2009

Real-coded genetic algorithm(RCGA) has better performances than conventional genetic algorithm about dealing with a large domain, the precision and the constrain problem. Also the RCGA has advantage of operation time because it doesn't have to following about decoding operation. In this paper the ranges of PID gains are limited based on Ziegler-Nichols method to consider a long operation time problem that is the main problem of genetic algorithm. Result shows proposed method represents better performance without ignored about result of ZN tuning method and reduces the calculation time.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.184-187
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• 2007

본 논문은 DSP Controller를 적용한 연료전지시스템의 유량제어에 관한 논문이다. 그리고 이 연구에서 사용된 시스템은 1kW급 계통연계 연료전지 시스템이다. 이 연료전지 시스템이 안정적으로 전원을 공급할 수 있도록 시스템에서 요구하는 공기 유량을 정확히 공급하도록 제어하는 것이 본 연구의 목적이다. 이 목적을 이루기 위해 공기 공급 장치에 PID 제어기를 설계하여 적용하였다. PID 제어기의 Gain값은 지글러 니콜스 Tuning 방식으로 정하였다. 이 제어기를 적용하여 실험한 결과, 적용 전 상태와 비교하면 맥동이 30% 저감하였고, 정상상태 오차가 제거되어 온도 변화와 같은 외란과 상관없이 정확한 요구 공기 유량을 공급함을 확인할 수 있었다. 그리고 부하가 변동함에 따라 해당 요구 공기 유량이 바뀔 때 1초 내에 그 요구 공기 유량을 추종하여 스택이 안정적으로 운전될 수 있도록 하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제13권5호
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• pp.74-83
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• 1996

An iterative tuning technique is derived for PID controllers which are widely used in industries. The tuning algorithm is based upon a fuzzy indirect reasoning method and an iterative technique. The PID gains for the first tuning action are determined by a method which is modified from the Ziegler-Nichols step response method. The first PID gains are determined to obtain a control performance so close to a design performance that the following tuning process can be made effectively. The design paramaters are given as time-domain variables which human is familiar with. The results of simulation studies show that the proposed tuning method can produce an effective tuning for arbitrary design performances.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.39-43
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• 2016

본 논문은 조향구조를 갖는 이동로봇의 조향 제어를 위해 PID 제어기의 이득을 튜닝 방법을 제안한다. PID 이득을 설정하는 다양한 방법들이 제시되고 연구되고 있다. 이득은 지글러-니콜스의 계단형 입력으로부터 이득을 얻는 방법으로 얻어진 이득을 이동로봇에 적용하고 이를 시험하여 다시 2차 전달함수에 의해 새로운 이득을 계산하였다. 얻어진 새로운 이득으로 응답시간 및 유지오차율에 관한 실험을 수행하여 PID 자동 튜닝의 성능을 확인하였다. 유지시간, 응답시간 및 수렴시간에 대한 실험결과로 이동로봇의 조향 시스템에서 사용이 가능하고 응답 시간이 빠르게 도달할 수 있으며 안정하게 제어됨을 확인하였다.