• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권10호
• /
• pp.330-338
• /
• 2018

비례-적분-미분(PID) 제어기는 단순한 구조와 넓은 범위의 운전영역에서 견고한 성능으로 인해 산업계에서 널리 사용되고 있다. 그러나 제어대상으로서 AVR(Automatic Voltage Regulator)은 전력 시스템의 파라미터의 변동에 강인하지 않다. 따라서 PID 제어기를 사용하여 AVR 시스템의 안정성과 성능을 향상시키는 것이 필요하다. 본 논문에서는 PSO(Partial Swarm Optimization) 알고리즘을 사용하여 AVR 시스템을 위한 최적 PID 제어기 파라미터를 결정하는 새로운 설계 방법을 제시한다. 제안하는 접근법은 쉬운 구현뿐만 아니라 안정된 수렴 특성 및 양호한 계산 효율과 우수한 특성을 갖는다. 또한, 제안 된 PSO-PID 제어기의 성능을 평가하기 위해 새로운 목적함수를 정의한다. 이 목적함수는 최대백분율 오버슈트와 정정시간이 설계사양으로 주어진 경우 이를 반영하기 위한 것이다. 이를 위해 ITAE 평가함수에 제약 조건을 위반하면 벌점을 부과하도록 하여 PSO 알고리즘이 PID 제어기 파라미터를 탐색할 때 설계사양을 만족하도록 하게 한다. 최종적으로 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안한 PSO-PID 제어기는 단자전압 계단응답에 대해 주어진 설계사양을 만족할 뿐만 아니라 다른 유사한 최근의 연구보다 더 우수한 제어 성능을 보임을 확인하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.618-621
• /
• 2004

Compressors in Large Multi-room air conditioning system are often driven by gas heat pumps. The advantages of GHP are their high level of heating performance and low cost because they use the LNG fuel to drive engine. We developed engine control system. The developed system controls engine speed based on proportional, integral and derivative (PID) method. This controller is designed to eliminate the need for continuous operator attention on engine revolution control. The control system includes 4 spark coil drivers, fuel drivers and relay drivers to make engine's operating more stable. The experiments of control engine revolution of this system are based on the various load conditions.

• Wind and Structures
• /
• 제15권3호
• /
• pp.263-283
• /
• 2012

This paper presents a framework of nonlinear dynamic analysis of a low-speed moving maglev (magnetically levitated) vehicle subjected to cross winds and controlled using a clipped-LQR actuator with time delay compensation. A four degrees-of-freedom (4-DOFs) maglev-vehicle equipped with an onboard PID (Proportional-Integral-Derivative) controller traveling over guideway girders was developed to regulate the electric current and control voltage. With this maglev-vehicle/guideway model, dynamic interaction analysis of a low-speed maglev vehicle with guideway girders was conducted using an iterative approach. Considering the time-delay issue of unsynchronized tuning forces in control process, a clipped-LQR actuator with time-delay compensation is developed to improve control effectiveness of lateral vibration of the running maglev vehicle in cross winds. Numerical simulations demonstrate that although the lateral response of the maglev vehicle moving in cross winds would be amplified significantly, the present clipped-LQR controller exhibits its control performance in suppressing the lateral vibration of the vehicle.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
• /
• pp.5-5
• /
• 1998

가스터빈 엔진은 민간 항공분야와 방위 무기의 발달과 더불어 성능이 향상되어 왔고, 그 역할도 증대하였다. 성능 향상과 역할 증대에 따라 처리하여야 할 일의 양과 그 속도가 증가하게 되면서 엔진 제어 난이도도 증가하고 제어기법도 향상되고 있다. 이에, 전자공학의 발달에 힘입어 전자식 엔진 제어기가 엔진제어의 임무를 수행하게 되었고, 근래에는 기체의 무게감소와 신뢰성 향상이라는 이중 이익을 위해 FADEC(Full Authority Digital Engine Controller)엔진 제어기까지 등장, 사용되고 있다. 가스터빈 엔진의 제어는 일반적으로 비선형 시스템에 관한 모델링 단계와 성능 해석결과를 이용한 보상기 설계 및 제어 단계의 3부분으로 크게 분류된다. FADEC이란 개념이 정착되기 이전에는 통상적인 제어 법칙인 PID(Proportional Integral Derivative) 방법이 사용되었으나, 시스템의 복잡화와 다변화에 의하여 modern control 개념이 고려된 새로운 제어 방법이 사용되기 시작하였다. 본 논문에서는 엔진 제어에 실제적으로 이용할 수 있는 제안된 제어 법칙을 이용하여 실제 엔진 모델에 적용하여 시뮬레이션 함으로써 새로운 제어 법칙이 엔진 제어에 적용 가능함을 보이고자 한다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제81권5호
• /
• pp.633-645
• /
• 2022

The active tuned mass damper (ATMD) is an efficient and reliable structural control system for mitigating the dynamic response of structures. The inertial force that an ATMD exerts on a structure to attenuate its otherwise large kinetic energy and undesirable vibrations and displacements is proportional to its excursion. Achieving a balance between the inertial force and excursion requires a control law or feedback mechanism. This study presents a technique for the optimum design of a sliding mode controller (SMC) as the control law for ATMD-equipped structures subjected to earthquakes. The technique includes optimizing an SMC under an artificial earthquake followed by testing its performance under real earthquakes. The SMC of a real 11-story shear building is optimized to demonstrate the technique, and its performance in mitigating the displacements of the building under benchmark near- and far-fault earthquakes is compared against that of a few other techniques (proportional-integral-derivative [PID], linear-quadratic regulator [LQR], and fuzzy logic control [FLC]). Results indicate that the optimum SMC outperforms PID and LQR and exhibits performance comparable to that of FLC in reducing displacements.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제39권6호
• /
• pp.633-641
• /
• 2015

선박, 발전소, 석유화학 등의 분야에서 운전되고 있는 많은 프로세스들은 강한 비선형성을 보일 뿐만 아니라 동시에 시변 특성도 가지고 있다. 이런 프로세스에 기존의 고정-파라미터 PID 제어기를 적용하면 성능이 나빠지고 경우에 따라서는 불안정해질 수도 있다. 따라서 본 연구에서는 복잡한 프로세스를 제어하기 위한 비선형 PID 제어기를 제안한다. 제안되는 제어기의 이득은 오차와 오차의 변화율의 비선형 함수로 기술되며, 사용자 파라미터들은 ITAE를 최소로 하는 관점에서 유전알고리즘으로 동조된다. 제안된 방법은 열분해반응 또는 촉매를 이용한 고분자합성에 널리 사용되는 연속 교반탱크반응기를 대상으로 시뮬레이션을 실시하며, 그 유효성을 보이기 위해 다른 두 비선형/적응 제어법과 비교한다.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제20권1호
• /
• pp.85-97
• /
• 2017

The aim of this research is to develop a new method to use magnetorheological (MR) damper for vibration control. It is a new way to achieve the MR damper response without the need to have detailed constant parameters estimations. The methodology adopted in designing the control structure in this work is based on the experimental results. In order to investigate and understand the behaviour of an MR damper, an experiment is first conducted. Force-displacement and force-velocity responses with varying current have been established to model the MR damper. The force for upward and downward motions of the damper piston is found to be increasing with current and velocity. In cyclic motion, which is the combination of upward and downward motions of the piston, the force with hysteresis behaviour is seen to be increasing with current. In addition, the energy dissipated is also found to be linear with current. A proportional-integral-derivative (PID) controller, based on the established characteristics for a quarter car suspension model, has been adapted in this study. A fuzzy rule based PID controller (F-PID) is opted to achieve better response for a varying frequency input. The outcome of this study can be used in the modelling of MR damper and applied to control engineering. Moreover, the identified behaviour can help in further development of the MR damper technology.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2005년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
• /
• pp.158-160
• /
• 2005

This paper presents a new approach to the problem of designing a cascaded three-parameters controller for a given linear time invariant (LTD plant in unity feedback system. We consider a proportional-integral-derivative (PID) and a first-order controller with specified overshoot and settling time. This problem is difficult to solve because there may be no analytical solution due to the use of low-order controller and furthermore. the zeros of controller just appear in the zeros of feedback system. The key idea of our method is to impose a constraint on the controller parameters so that the zeros of resulting controller are distant from the dominant pole of closed-loop system to the left as far as the given interval. Two methods realizing the idea are suggested. We have employed the characteristic ratio assignment (CRA) in order to deal with the time response specifications. It is noted that the proposed methods are accomplished only in parameter space. Several illustrative examples are given.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
• /
• 제55권1호
• /
• pp.20-23
• /
• 2006

This paper presents a new approach to the problem of designing a cascaded three-parameters controller for a given linear time invariant (LTI) plant in unity feedback system. We consider a proportional-integral-derivative (PID) and a first-order controller with the specified overshoot and settling time. This problem is difficult to solve because there may be no analytical solution due to the use of low-order controller. Furthermore, the zeros of controller just appear in the zeros of feedback system. The key idea of our method is to impose a constraint on the controller parameters so that the zeros of resulting controller are distant from the dominant pole of closed-loop system to the left as far as the given interval. Two methods realizing the idea are suggested. We have employed the characteristic ratio assignment (CRA) in order to deal with the time response specifications. It is noted that the proposed methods are accomplished only in parameter space. Several illustrative examples are given.

• 대한환경공학회지
• /
• 제22권10호
• /
• pp.1905-1919
• /
• 2000

활성슬러지 공정에 기반을 둔 연속식반응기는 시스템이 가진 고유한 비선형성뿐만 아니라 계절, 기후 등의 환경변화에 따른 유입수의 유량 및 특성 등의 외부적인 조건의 변화를 고려하여 제어하여야 한다. 수학적 모델링 과정에서 고려하지 못했거나 무시되었던 부분을 포함한 시스템에 관련된 특징과 한정된 공간에서 기본적인 제어방법에 의한 현재의 운전방법을 고려하여 불 때 활성슬러지 공정은 개선할 수 있는 여지가 많다. 또한 숙련된 운전자의 지식을 구현할 수 있는 지능제어기법을 적용하여 전체적인 공정의 효율 향상을 도모할 수 있다. 제어방법의 적용에 앞서 제어대상공정인 활성슬러지 공정을 분석하여 이를 $Matlab^{(R)}5.3/Simulink^{(R)}3.0$을 이용하여 연속식반응기 모델을 구현하였다. IWA(International Water Association)와 COST(European Cooperation in the field of Scientific and Technical Research)에서 제시한 정상상태의 유입수 특성을 이용하여 모델의 정확성을 검증하였다. 본 논문에서는 이미 현장에서 사용중인 제어기법의 구현 및 성능 평가뿐만 아니라 다양한 고급제어기법들을 적용하여 새롭게 제안한 제어기법들이 실제 폐수처리장에 적용가능한지 여부를 검증하였다. 제어방법으로는 현장에서 일반적으로 사용되고 있는 비례-적분-미분제어기(Proportional-Integral-Derivative Controller; PID controller)와 PID제어기가 가진 장점과 퍼지 논리 제어기법이 가진 장점을 결합함과 동시에 제어기의 성능 향상 및 경제성을 높일 수 있는 퍼지 PID이득 조절기(fuzzy PID gain tuner)와 퍼지 셋포인트 변환기(fuzzy setpoint changer)를 적용하여 봄으로써 외란에 대해 강인한 제어기 설계의 가능성을 검증하였다.