• 제목/요약/키워드: PID 튜닝

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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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가동원전에서 공정모델링을 통한 PID 튜닝 시뮬레이션 방법 (A Simulation Method of PID Tuning with Process Modeling in Operating Nuclear Power Plants)

  • 민문기;정창규;이광현;이재기;김희제
    • 전기학회논문지P
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    • 제63권4호
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    • pp.290-294
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    • 2014
  • PID(Proportional, Integral, Derivative) controller is the most popular process controllers in nuclear power plants. The optimized parameter setting of the process controller contributes to the stable operation and the efficiency of the operating nuclear power plants. PID parameter setting is tuned when new process control systems are installed or current process control systems are changed. When the nuclear plant is shut down, a lot of PID tuning methods such as the Trial and Error method, Ultimate Oscillation method operation, Ziegler-Nichols method, frequency method are used to tune the PID values. But inadequate PID parameter setting can be the cause of the unstable process of the operating nuclear power plant. Therefore the results of PID parameter setting should be simulated, optimized and finally verified. This paper introduces the simulation method of PID tuning to optimize the PID parameter setting and confirms them of the actual PID controller in the operating nuclear power plants. The simulation method provides the accurate process modeling and optimized PID parameter setting of the multi-loop control process in particular.

디지털 PI 제어기 구현에 관한 고찰 (Survey of Implementation of a Digital PI Controller)

  • 변승현;마복렬
    • 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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    • 한국시뮬레이션학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.180-185
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    • 2000
  • 발전소 등의 대규모 공정 플랜트에서 사용하고 있는 대부분의 상용 제어기는 PID 제어기이며, 온도 루프를 제외한 대부분의 제어루프가 PI 제어기를 채용하고 있다. 제어 시스템의 성능이 제어기 파라미터의 값에 의해 결정되므로, PI 제어기의 튜닝이 중요하다. 한편, 실제 현장에서의 PI 제어기의 튜닝은 많은 시간과 노력을 필요로 하는 시행착오에 의해서 이루어지고 있으며, 각 제어 루프 제어기 파라미터의 초기값 설정에 어려움을 갖고 있는 실정이다. PI 튜닝 기법이 많이 나와 있지만 시험 신호의 인가 문제로 인해 현장 활용에는 많은 어려움을 가지고 있다. 본 논문에서는 단순한 시험 신호로부터 PI 초기 설정값을 산출할 수 있는 방법에 대해서 알아본다. 또한 발전소에 적용된 국산 분산 제어 시스템을 보면, 대부분 데이터 로깅 시스템으로서만 활용되고 있고, 제어 시스템으로의 활용은 거의 이루어지지 않고 있으며, PID제어기에 대한 구현도 완벽하지 못하여 디지털 PI 제어기의구현 방법에 대한 고찰도 요구되고 있다. 본 논문에서는 디지탈 PI 제어기를 구현하는데 있어서 필요한 사항들, 즉 아날로그 제어기의 디지털 등가 제어기로의 변환 기법, 샘플링 주기의 결정 방법, 그리고 그 외에 공정 제어기가 가져야할 기능들에 대해서 언급한다. 그리고나서 PI 튜닝 기법과 아날로그 제어기의 디지털 등가 제어기로의 변환기법, 샘플링 주기 결정 방법 등에 대해 플랜트 모델을 선정하고 시뮬레이션을 통해 그 효용성을 보인다.

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오버슈트를 제한하는 실시간 적응형 PID 온도제어 (Real-time Adaptive PID Temperature Control that limits Overshoot)

  • 남진문
    • 문화기술의 융합
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    • 제9권6호
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    • pp.957-966
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    • 2023
  • 본 논문에서는 새로운 실시간 적응형 PID 온도제어 기법을 제안한다. 제어대상을 표현하는 모델을 도입하여 오버슈트가 발생하지 않도록 하는 기법이다. 오버슈트의 원인이 되는 과도한 적분을 막기 위해 적분 제어량이 실시간으로 모델의 열손실을 추종하도록 적분 이득을 조정한다. 기본적으로 비례 제어는 오버슈트를 유발하지 않는다. PID 제어에서 오버슈트의 발생 원인은 적분에서 기인한다. 기존의 PID 제어는 적분이 비례 제어에 종속되고 개인이 상수로 고정되었다. 그 결과 서로에게 부정합되는 두 이득을 적용하면 과도한 오버슈트가 발생할 수 있었다. 그러나 제안하는 적응형 제어는 적분 제어량이 항상 열손실을 초과하지 않도록 능동적으로 오버슈트를 제거한다. 따라서 제안하는 기법에 따라 튜닝 실험이 필요 없는 적응형 PID 제어를 실현할 수 있다.

가스터빈 제어 루프에 대한 신경망 튜닝 루프 보상형 2-자유도 PID 제어기의 응용 (Application a Loop Compensation type 2-DOF PID Controller tuned by Neural Network to Gas Turbine Control Loop)

  • 김동화
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.781-786
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    • 1998
  • Since a gas turbine is still a significant contributor to peak time, it is very important to tune the gains of P. I. D to get a maximum power and stability within permissible limits. In the gas turbine, the main control loop must adjust the fuel flow to ensure the correct output power and frequency. but it is not easy, because the control loop is composed of many subsystems. In this paper we acquire a transfer function based on the operations data of Gun-san gas turbine and study to apply a loop compensation type 2-DOF PID controller tuning by neural-network to control loop of gas turbine to reduce phenomena caused by integral and derivative actions through simulation. We obtained satisfactory results to disturbances of subcontrol loop such as, fuel flow, air flow, turbine extraction temperature.

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평가함수를 이용한 I-PD콘트롤러의 튜닝 (A Tuning Method for I-PD Controller Using Performance Index)

  • 유항열;이정국;이금원;이준모
    • 융합신호처리학회 학술대회논문집
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    • 한국신호처리시스템학회 2003년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.169-172
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    • 2003
  • PID control has been well used for several decade. For PID algorithm, some tuning methods are used and with these parameters, control system is designed. But in some cases various kinds of performance are needed, so variable type of performance index must be utilized so that the designed control system meets the conditions. This paper presents some linear combinational type of performance index and with numerical methods, the PID parameters are obtained. Moreover I-PD type controller is used so that this two degree of freedom controller may give more desirable output characteristics. Simulations are done with MATLAB m file and mdl files.

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PSO알고리즘을 활용한 능동 제진 시스템 PID 오토 튜닝에 관한 연구 (A Study on the Active Vibration Isolator PID Auto-tuning Using PSO Algorithm)

  • 안일균;허헌;김효영;김기현
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.59-64
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    • 2022
  • Vibration is one of the factors that degrades the performance of equipment and measurement equipment used in high-tech industries such as semiconductors and display. The vibration isolator is classified into passive type and active type. The passive vibration isolator has the weakness of insufficient vibration isolation performance in the low frequency band, so an active vibration control system that can overcome these problems is used recently. In this paper, PID controller is used to control the active vibration isolator. Methods for setting the gain of the PID controller include the Zeigler-Nichols method, the pole placement method. These methods have the disadvantage of requiring a lot of time or knowing the system model accurately. This paper proposes the gain auto tuning method of the active vibration isolator applied with the PSO algorithm, which is an optimization algorithm that is easy to implement and has stable convergence performance with low calculations. It is expected that it will be possible to improve vibration isolation performance and reduce the time required for gain tuning by applying the proposed PSO algorithm to the active vibration isolator.

실험 데이터 기반의 PID제어기를 이용한 쿼드로터의 고도제어 (Quadrotor altitude control with experimental data-based PID controller)

  • 이호성;박지선;최호림
    • 전기전자학회논문지
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    • 제28권2호
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    • pp.136-144
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    • 2024
  • 본 논문에서는 실험적 분석을 이용하여 쿼드로터 시스템의 고도제어를 위한 PID제어기를 제안한다. 제안된 제어기가 적용된 시스템의 안정성을 분석하기 위해 Routh-Hurwitz 판별법을 적용한다. 또한 쿼드로터 시스템을 수학적 모델링을 기반으로 MATLAB과 Simulink를 이용하여 kP, kI, kD 각각의 값을 변화시키며 실험의 결과를 정리한다. 정리된 실험의 결과를 바탕으로 PID제어기 각각의 이득값(kP, kI, kD)의 변화가 쿼드로터의 자세제어에 미치는 영향에 대하여 분석하고, 분석한 내용을 바탕으로 제어기 이득값을 튜닝하기 위한 알고리즘을 제시한다. 제안된 알고리즘을 적용한 PID 제어기는 실제 시스템인 AR.Drone에 적용하여 효과를 실험적으로 검증한다.

열환경 챔버 제어를 위한 PID 튜닝기법 연구 (A Study on PID Tuning Technique of a Thermal Environment Chamber)

  • 신영기;양훈철;태춘섭;장철용;조수;김영일
    • 설비공학논문집
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    • 제17권11호
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    • pp.1072-1078
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    • 2005
  • The present study has been conducted to tune a PID controller for large thermal systems such as a thermal environment chamber. In spite of large thermal mass of the thermal chamber under test, its response delay time was found to be negligible mainly due to high air recirculation rate. In general, heating and cooling capacities tend to be small compared the size of a thermal environment chamber, which leads to long transient periods of one hour or so. In the study, a PI tuning method is suggested which makes system responses faster while reducing overshoots and hunting by utilizing efficiently proportional band of actuators.