• 제목/요약/키워드: 2자유도 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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DC 서보모터 구동을 위한 신경망 2자유도 PID제어기 구성 (Construction Two Degree of freedom PID controller with Neural network for drives of DC servo motor)

  • 박광현;허진영;하홍곤
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2001년도 춘계종합학술대회
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    • pp.395-398
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    • 2001
  • 본 논문에서는 직류 서보 전동기를 구동원으로 하는 위치 제어계에서 부하변동에 따른 파라메타 변화, 외란 둥에 강인한 2자유도 PID 제어기의 설계법을 제시하여 신경망으로 2자유도 PID 제어기를 구성하였다. 이 제어기의 계수들이 기동시나 계 응답의 변동시 신경망 역전파 알고리즘(Back-Propagation Algorithm)에 의해서도 수성 되도록 하였다. 그리고 이것을 실제의 위치 제어계에 적용하여 실험을 통해 그 성능을 검증하였다.

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평가지표를 이용한 2자유도 PID제어기 설계 (A Design of 2 DOF PID Controller Using Performance Index)

  • 유항열;이정국;이금원;이준모
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제5권1호
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    • pp.66-72
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    • 2004
  • PID제어는 수십년간 잘 사용이 되어 왔다. PID알고리즘은 적당한 튜닝법을 사용하여 파라미터를 구하여 제어시스템을 설계한다. 그러나 어떤 경우에는 다양한 평가지표가 필요하고, 따라서 이들 다양한 평가지표를 사용하여 설계할 제어시스템이 필요로 하는 조건들을 만족되게 해야 한다. 본 논문에서는 오차, 제어입력의 에너지 및 제어입력의 변화율 등의 시간영역지표들은 물론이고 견실성을 확보하기 위해서 견실성 지표 예들 들면 가중치를 부과한 상보감도함수의 무한대놈을 포함한 선형조합형태의 평가지표를 사용하여 2 자유도 PID제어기를 설계한다. 수치해석을 통하여 최적의 2 자유도 PID파라미터들을 구한다. 이들 I-PD형 등의 2자유도 형은 PID를 변형한 형태로서 단일의 PID제어기들에 비해 더 개선된 출력특성을 얻을 수 있음을 보인다. 시뮬레이션은 MATLAB m 및 mdl파일을 통하여 실행한다.

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냉각 프로세서의 모델규명 및 선행미분형 2 자유도 PID 유량 제어 알고리즘에 관한 연구 (Study on Model Identification and Pre-Differential 2-DOF PID Flow Control Algorithm for Cooling Processes)

  • 황이철;박철재
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권12호
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    • pp.1917-1923
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    • 2010
  • 이 논문은 공압식 버터플라이 제어밸브를 이용한 냉각 프로세서의 모델규명 및 선행미분형 2 자 유도 PID 제어 알고리즘 개발에 대한 연구를 수행한다. 구동 제어밸브를 포함한 냉각 프로세서의 모델 구조는 시간지연을 포함한 2차 지연 시스템 형태로 주어지며, 이는 데모 플랜트로부터의 입출력 데이터를 통하여 전달함수의 형태로 규명된다. 2 자유도 PID 제어기에서 피드백 제어게인은 Kitamori 제어게인 조정법을 이용하여 설정되며, 피드포워드 제어게인은 제어 시스템의 성능을 만족하도록 하는 관점에서 결정된다. 이 논문에서 제안된 제어 알고리즘의 유용성은 컴퓨터 모의실험과 데모 플랜트의 실험을 통해 검증된다. 결과적으로 논문에서 제안된 제어 알고리즘은 기존의 1 자유도 PID 알고리즘보다 제어게인 설정이 매우 명확하고, 제어성능이 우수함을 보인다.

지향성 Pan-Tilt 시스템의 안정화와 제어기 설계에 관한 연구 (A study on the stabilization and controller design for directional pan-tilt system)

  • 신석신;노종호;박종호
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제37권2호
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    • pp.192-198
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    • 2013
  • 본 논문은 2축 구조를 가진 안정화 지향성 Pan-Tilt 시스템을 개발하기 위한 기초연구로서 2축 Pan-Tilt와 Pan-Tilt 구동 하드웨어 보드를 제작하고 표적 추적을 위한 제어기를 설계하는 내용이다. Pan-Tilt 시스템을 6 자유도 선박운동 시뮬레이터에 탑재하여 테스트 환경을 구축하고 RCGA를 이용하여 Pan-Tilt의 모델 매개변수를 추정한 다음, 추정된 모델과 RCGA에 기초하여 시뮬레이션과 실험을 수행함으로써 2 자유도 PID 제어기 동조의 유효성을 검토한다.

신경망 2자유도 PID저어기에 의한 위치제어시스템 구성 (Construction of the position control system by a Neural network 2-DOF PID controller)

  • 이정민;허진영;하홍곤;고태언
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2000년도 춘계종합학술대회
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    • pp.378-385
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    • 2000
  • 산업 현장에서 제어 시스템은 l-PD와 PID 제어시스템을 널리 이용된다. 고정밀, 고정도의 위치 제어 시스템에서는 부하변동이나 외란에 의한 제어대상의 파라메타 변동에 따라 제어하기가 어렵다. 목표치 주종에 대해서 PID제어기의 파라메타 값을 설정하면 외란에 대해여 파라메타 설정에 난조가 발생하므로 목표치 추종성능과 외란제거에 강인하게 제어하기가 어렵다. 본 논문에서는 목표치 추종에 대해서 PID 제이기의 파라메타 간을 설정하면 외란에 대해여 파라메타 설정에 날조가 발생하므로 목표치 추종성능과 외란제거에 모두 만족하는 강인성제어에 용이한 2자유도 PID 제어기를 제안하고 그 제어기의 파라메타($\alpha$,$\beta$,${\gamma}$,η)을 신경망 역전파 알고리즘을 이용하여 투닝하므로서 신경망에 의한 2자유도 PID의 각 파라메타를 조정하여 직류 서보 전동기의 위치제어계에서 강인한 제어성능을 고찰하도록 하였다. 신경망 2자유도 PID제어기를 제안하여 제어성능을 컴퓨터 시뮬레이션으로 그 성능을 검토하였다.

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목표치 필터형 2자유도 PID 제어기를 이용한 공기식 제어밸브의 제어 특성 연구 (A Study on the Characteristic of Control Valve using 2DOF PID Controller with Target Value Filter)

  • 유경렬;김동화
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.809-811
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    • 1999
  • The three-mode PID controller is widely used in plant because control algorithm is simple and tuning method is general. But the conventional PID controller can not have the both purpose of setpoint tracking and disturbance rejection at the same time. In this paper, we studied the application 2DOF PID controller to pneumatic control valve through simulation and experiments. Results are Presented a satisfactory response

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유압 모션 제어기의 최적 제어인자 튜닝에 관한 연구 (A study on the optimal tuning of the hydraulic motion driver parameter by using RCGA)

  • 신석신;노종호;박종호
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제38권1호
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    • pp.39-47
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    • 2014
  • 본 연구에서는, 자동으로 조작되는 밸브의 제어기로 사용되는 유압모션 제어기의 한계점인 설정치 추종성능과 외란 억제성능을 개선하기 위한 방법으로 기존의 PID 제어기에 피드-포워드 제어기를 추가한 2자유도(DOF) PID 제어기를 이용하였다. 이 제어기의 제어인자(Parameter)를 최적화시키는 도구로 실수코딩 유전알고리즘(Real Coded Genetic Algorithm, RCGA)을 이용하고 시뮬레이션을 통해 제어기의 성능을 검증하였다.

위치제어를 위한 신경망 2 자유도 PID 제어기 (Two-Degree-of-Freedom PID controller with Neural network for position control)

  • 이정민;하홍곤
    • 융합신호처리학회 학술대회논문집
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    • 한국신호처리시스템학회 2000년도 추계종합학술대회논문집
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    • pp.193-196
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    • 2000
  • ln this paper, we consider to apply of 2-DOF (Degree of Freedom) PID controller at D.C servo motor system. Many control system use I-PD, PIB control system. but the position control system have difficulty in controling variable load and changing parameter We propose neural network 2-DOF PID control system having feature for removal disturbrances and tracking function in the target value point.

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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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