• 제목/요약/키워드: 퍼지-PID

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2자유도 PID 제어시스템의 지능형 튜닝에 대한 연구 (A Study on the Intelligent Tuning of 2-Degree of Freedom PID Control System)

  • 박성진;강만원;이규영;이환;소상균
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2000년도 춘계학술대회 학술발표 논문집
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    • pp.138-141
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    • 2000
  • 공정제어시스템을 위한 제어기로써 현재까지는 PID 제어기가 보편화되어 적용되어 왔으나 비선형 시스템이나 복잡한 시스템 제어를 위해서는 목표치 추종특성이 우수하며 환경이나 공정 파라미터변화에 둔감하여 외란에 대한 영향이 적은 제어기가 요구된다. PID 제어기로는 이러한 목적을 달성하는 데에 한계가 있기 때문에 이를 해결하기 위한 연구들이 활발히 수행되어 목표치 추종성능과 외란 억제를 동시에 만족토록 하는 다양한 2자유도 PID 제어시스템들이 제안되었고, 본 연구에서는 먼저 현재까지 제안된 2자유도 PID 제어시스템들 중 제어성능이 가장 우수한 것으로 나타난 목표치 필터형 2자유도 PID 제어시스템(Target Value Filter Type 2-DOF PID Control System: 이하 TVF-2DOF) [2]보다 우수한 2자유도PID 제어시스템을 제안하고, 이를 바탕으로 2자유도 선행필터(Pre-Filter)부분에 지능제어기법의 하나인 퍼지로직을 적용함으로써 PID 제어기의 장점과 퍼지로직의 장점을 동시에 활용하는 지능형 튜닝(Tuning)기법에 관한 연구를 수행하였고, 지능형 시스템이 2자유도 PID 제어시스템들보다 목표치 추종 성능 및 외란억제효과가 우수하다는 사실을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 입증하였다. 시스템으로는 유량 제어 밸브가 사용되었다.

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퍼지PID제어를 이용한 추종 제어기 설계 (Fuzzy PID Controller Design for Tracking Control)

  • 김봉주;정정주
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
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    • pp.68-68
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    • 2000
  • This paper presents a fuzzy modified PID controller that uses linear fuzzy inference method. In this structure, the proportional and derivative gains vary with the output of the system under control. 2-input PD type fuzzy controller is designed to obtain the varying gains. The proposed fuzzy PID structure maintains the same performance as the general-purpose linear PID controller, and enhances the tracking performance over a wide range of input. Numerical simulations and experimental results show the effectiveness of the fuzzy PID controller in comparison with the conventional PID controller.

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퍼지추론에 의한 PID제어기의 파라미터 Tuning의 구성 (Self -Tuning Scheme for Parameters of PID Controllers by Fuzzy Inference)

  • 이요섭;홍순일
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제4권4호
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    • pp.52-57
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    • 2003
  • PID제어기의 파라미터의 조정 방법이 전문가의 경험적 지식과 플랜트 스텝응답 파형 모양에 기초하여 퍼지 싱글톤 추론에 의해 행하는 방법을 나타내었다. 파라미터 조정방법은 두 레벨이 있다. 높은 레벨은 모델링 할 수 없는 플랜트 특성에 대하여 전문가의 Know-how에 기초하여 제어기의 수정계수를 결정하는 것이다. 저 단계는 Ziegler-Nichol 의 한계 감도법의 응답 특성에 의해 특정 계수를 결정한다. 마지막 단계는 량과 제어응답 파형의 면적법에서 얻은 특정량에서 조정 규칙으로 취하고 퍼지추론에 수정 계수와 특정계수로 조정규칙을 만들어 퍼지 싱글톤 추론에 의해 PID제어기의 각 파라미터를 적정한 값으로 자동조정 하는 법을 나타내었다.

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퍼지 PD+I 제어 방식을 적용한 Two-wheel Balancing Mobile Robot (Fuzzy PD+I Control Method for Two-wheel Balancing Mobile Robot)

  • 엄기환;이규윤;이현관;김주웅
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제45권1호
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    • pp.1-8
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    • 2008
  • 자유롭고 빠르게 이동할 수 있도록 도와주는 개인 이동 수단인 two-wheel balancing vehicle은 inverted pendulum 시스템의 원리를 이용한 것으로, 최근 들어 많은 연구가 이루어지고 있고 이를 이용한 제품이 실제 사용되고 있다. 본 논문에서는 일반적인 PID 제어이론을 이용한 two-wheel balancing vehicle에 대한 제어성능을 개선시키는 새로운 제어방식을 제안한다. 제안한 방식은 퍼지 PD+I 제어방식으로 향상된 PID 제어의 일종으로 2개의 입력과 1개의 출력을 가진 퍼지시스템에 적분 신호를 더함으로써 출력신호를 만든다. 퍼지시스템의 비선형성은 시간공정에서 비례신호와 미분신호의 가중치를 변화함으로써 최적의 출력제어신호를 만들어낸다. 제안한 퍼지 PD+I 제어방식의 유용성을 알아보기 위해 two-wheel balancing mobile robot에 대해 시뮬레이션과 실험의 결과를 통해, 제안한 퍼지 PD+I 제어방식이 일반적인 PID 방식보다 우수한 성능을 가지고 있음을 알 수가 있다.

적응형 신경망-퍼지 추론법에 의한 가스터빈 발전 시스템의 모델링 및 2자유도 PID 제어기 튜닝 (Modeling and Tuning of 2-DOF PID Controller of Gas turbine Generation Unit by ANFIS)

  • 김동화
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.30-37
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    • 2000
  • 본 논문에서는 적웅형 신경망-퍼지 추론(ANFlS) 방법을 이용해 가스터빈의 각 변수 변화에 대해 가장 최적으로 제어 될 수 있는 전달함수를 구하고 또 2자유도 Pill제어기를 튜닝하는 문제를 연구하였다. 적응형 신경망-퍼지 추론(ANFlS)법은 기존의 퍼지나 신경망에 비해 플랜트 특성에 따라 소속함수의 모양을 적절하게 가변하면서 학습 할 수 있어 변수가 급격히 변하는 플랜트 제어에서 매우 효과적인 방법이다. 한편 가스터빈의 기동시간은 매우 짧고 제어변수도 많아 최적 기동을 위해서는 기동순간마다 제어변수 값을 가변시켜야 하나 실질적으로 이에 적합한 제어기를 설계하는 것은 매우 어렵다. 따라서 본 연구에서는 실용적인 지능형 제어기를 연구하기 위해 적웅형 신경망 퍼지 추론법을 군산 가스터빈 의 실제 운전 데이터에 적용하여 특성을 확인한 후 2자유도 Pill 제어기를 적용하여 튜닝하였다. 그 결과 적웅형 신경망올 이용한 결과가 기폰의 Pill 제어기에 비해 우수함을 나타내었다 본 연구는 실제 운전되는 가스터빈의 데이터를 이용해 특성을 고찰한 것이므로 다른 유사한 프로세스에도 유용하게 활용 할 수 있을 것으로 기대된다.

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퍼지게인 스케쥴링 PID 제어이론을 이용한 동적 위치 유지 제어기법에 관한 연구 (A Study on the Dynamic Positioning Control Algorithm Using Fuzzy Gain Scheduling PID Control Theory)

  • 전마로;김희수;김재학;김수정;송순석;김상현
    • 대한조선학회논문집
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    • 제54권2호
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    • pp.102-112
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    • 2017
  • Many studies on dynamic positioning control algorithms using fixed feedback gains have been carried out to improve station keeping performance of dynamically positioned vessels. However, the control algorithms have disadvantages in that it can not cope with changes in environmental disturbances and response characteristics of vessels motion in real time. In this paper, the Fuzzy Gain Scheduling - PID(FGS - PID) control algorithm that can tune PID gains in real time was proposed. The FGS - PID controller that consists of fuzzy system and a PID controller uses weighted values of PID gains from fuzzy system and fixed PID gains from Ziegler - Nichols method to tune final PID gains in real time. Firstly, FGS - PID controller, control allocation algorithm, FPSO and environmental disturbances were modeled using Matlab/Simulink to evaluate station keeping performance of the proposed control algorithm. In addition, simulations that keep positions and a heading angle of vessel with wind, wave, current disturbances were carried out. From simulation results, the FGS - PID controller was confirmed to have better performances of keeping positions and a heading angle and consuming power than those of the PID controller. As a consequence, the proposed FGS - PID controller in this paper was validated to have more effectiveness to keep position and heading angle than that of PID controller.

단순 퍼지 제어기법을 이용한 온실의 천창환기에 의한 냉방제어 (Cooling Control of Greenhouse Using Roof Window Ventilation by Simple Fuzzy Algorithm)

  • 민영봉;윤용철;허무룡;강동현;김현태
    • 농업생명과학연구
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    • 제44권4호
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    • pp.69-77
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    • 2010
  • 온실의 환기제어시 외기온도와 풍속변화에 보다 유연하게 대처하면서 온실내 온도제어성능을 향상시키기 위해서 퍼지제어가 많이 이용되고 있지만, 제어로직이 복잡하여 대용량 메모리를 갖는 컨트롤러가 필요하다. 본 연구에서는 소용량의 마이크로 컨트롤러에서 프로그램이 가능한 단순퍼지제어 알고리즘을 개발하여 시험하였다. 개발한 단순퍼지 제어 알고리즘의 성능을 비교하기 위하여 기존의 스텝제어 알고리즘을 도입한 제어프로그램으로 온실의 천창환기에 의한 온도제어를 실시하여 두 알고리즘의 성능을 직접 비교하고, 또 PID 및 표준 퍼지제어 성능과는 기존의 연구 결과와 비교하여 상대적 성능을 평가하므로써 온실의 환기냉방제어의 유리한 제어기법을 확립할 수 있는 기초자료를 얻고자 수행하였다. 단순 퍼지제어에 의한 실내온도 최대 제어오차는 $1.2^{\circ}C$, 1시간동안의 평균환기창 적산열림량과 조작회수는 각각 84%, 13회로 나타났으며, 문헌조사에 의한 퍼지제어에서 각각 $1.3^{\circ}C$, 75% 및 12회에 비해 동등한 제어성능을 보였다. 본 연구에서 개발한 단순퍼지제어는 제어로직이 PID제어보다 단순함에도 불구하고 스텝제어와 PID제어보다 성능이 우수하고, 퍼지제어와 동등한 제어성능을 갖는 것으로 나타났다.

RCGA와 퍼지기법을 이용한 선박용 가스터빈 엔진의 속도제어 (Speed Control of Marine Gas Turbine Engines Using a RCGA and Fuzzy Technique)

  • 소명옥;이윤형;진강규;정병건;강인철
    • 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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    • 한국마린엔지니어링학회 2005년도 전기학술대회논문집
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    • pp.274-280
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    • 2005
  • The system parameters of gas turbine engine tend to change remarkably in real operating condition. It means that operators have to consider environment and suitably control fuel flow. The conventional PID controller, however, can not guarantee good control performance in the aspect of system parameter change. This paper, therefore, proposes a scheme for integrating PID control and fuzzy technique to obtain the good performance of gas turbine engine speed control on the whole operating range. The effectiveness of the proposed fuzzy PID controller is verified through computer simulation.

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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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Underwater Flight Vehicle의 퍼지-PID 심도 제어에 관한 연구 (A Study on the Fuzzy-PID Depth Control of Underwater Flight Vehicle)

  • 김현식
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.71-80
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    • 2000
  • In Underwater Flight Vehicle depth control system, the followings must be required. Firstly, It need robust depth control performance which can get over parameter variation, modeling error and disturbance. Secondly, It need no oveshoot phenomenon to avoid colliding with ground surface and obstables. Thirdly, It need continuous control input to reduce the acoustic noise and propulsion energy consumption. Finally, It need effective interpolation method which can reduce the dependency of control parameters on speed. To solve these problems, we propose the Fuzzy-PID depth controller with the control parameter interpolators. Simulation results show the proposed control scheme has robust and accurate performance with continuous control input.

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