• 제목/요약/키워드: PID controller PID

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Automatic tune parameter for digital PID controller based on FPGA

  • Tipsuwanporn, V.;Jitnaknan, P.;Gulpanich, S.;Numsomran, A.;Runghimmawan, T.
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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    • pp.1012-1015
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    • 2003
  • Recently technologies have created new principle and theory but the PID control system remains its popularity as the PID controller contains simple structure, including maintenance and parameter adjustment being so simple. The adjust parameter of PID to achieve best response of process which be using time and may be error if user are not expert. Nowadays this problem was solved by develop PID controller which can analysis and auto tune parameter are appropriate with process which used principle of Ziegler ? Nichols but it are expensive and designed for each task. Thus, this paper proposes auto tune PID based on FPGA by use principle of Dahlin which maximum overshoot not over 5 percentages and do not fine tuning again. It have performance in control process are neighboring controller in industrial and simple to use. Especially, It can use various process and low price. The auto tune digital PID processor embedded on chip FPGA XC2S50-5tq-144. The digital PID processor was designed by fundamental PID equation which architectures including multiplier, adder, subtracter and some other logic gate. It was verified by control model of temperature control system.

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신경회로망 자기종조 PID 제어기를 이용한 전력계통의 부하주파수제어에 관한 연구 (A Study on the Load Frequency control of Power System Using Neural Network Self Tuning PID Controller)

  • 정형환;김상효;주석민;김경훈
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제8권5호
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    • pp.29-38
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    • 1998
  • 본 논문에서는 부하외란이 발생할 경우 2지역 전력계통의 부하주파수 제어 즉, 각 지역내의 주파수 및 연계선 조류편차가 허용치 내로 신속히 수렴하도록 하기 위하여 신경회로망 자기동조 PID 제어기를 제안하였다. 시뮬레이션에 사용된 신경회로망은 입력층에 2개, 중간층에 10개, 출력층에 3개의 뉴런으로 구성하였다. 2개의 입력층 뉴런은 시스템의 오차와 오차 변화율이 입력되게 하였고 출력층은 PID 제어기의 파라미터에 해당하는 3개의 뉴런으로 구성하였다.시뮬레이션 결과 본 논문에서 제안한 신경회로망 자기동조 PID 제어기는 종래의 제어기법(Optimal, PID)보다 동특성 응답과 제어 성능이 우수한 제어기임을 알 수 있었다.

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유전 알고리즘을 이용한 유압 위치계의 PID 제어기 동조 (Tuning of PID Controller for Hydraulic Positioning System Using Genetic Algorithm)

  • 김기범;박승민;김인수
    • 한국기계가공학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.93-101
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    • 2016
  • This study presents a simple genetic algorithm to systematically design a PID controller for a hydraulic positioning system operated by a proportional solenoid valve. The inverse dead-zone compensator with nonlinear characteristics is used to cancel out the dead-zone phenomenon in the hydraulic system. The object function considering overshoot, settling time, and control input is adopted to search for optimal PID gains. The designed PID controller is compared with the LQG/LTR controller to check the performance of the hydraulic positioning system in the time and frequency domains. The experimental results show that the hydraulic servo system with the proposed PID controller responds effectively to the various types of reference input.

증기발생기 수위제어를 위한 자기동조 퍼지 PID 제어기 개발 (Development of a Self-tuning Fuzzy-PID Controller for Water Level of Steam Generator)

  • 한진욱;이창구;한후석
    • 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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    • 제48권10호
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    • pp.1251-1258
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    • 1999
  • The water level control of a steam generator in the unclear power plant is an important process. Most of the water level controllers of the actual plant are PID controllers. But they have limitations in appling for tracking the set point and getting rid of disturbances, so there are some defects to apply in the actual ground even though many research works represented the resolutions to solve it. In this paper, it is suggested that the established simple PID controller in low power has the ability to remove disturbances and trace the set-point, and then possesses the real-time self-tuning function according to the variety of moving peculiarity of a plant. This function realized by making use of fuzzy logic. PID parameters are formulated by a variable ${\alpha}$ and made it fluctuate by a fuzzy inference according to level error and level error change. This mechanism makes application of actual plant effective as well as taking advantage of improving the efficiency of water level controller by way of adding the function of self-tuning instead of replacing PID controller. The computer simulation of this scheme shows the improved performance compare to conventional PID controller.

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2자유도 PID 제어기의 RCGA기반 동조 (RCGA-Based Tuning of the 2DOF PID Controller)

  • 황승욱;송세훈;김정근;이윤형;이현식;진강규
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제14권9호
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    • pp.948-955
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    • 2008
  • The conventional PID controller has been widely employed in industry. However, the PID controller with one degree of freedom(DOF) can not optimize both set-point tracking response and disturbance rejection response at the same time. In order to solve this problem, a few types of 2DOF PID controllers have been suggested. In this paper, a tuning formula for a 2DOF PID controller is presented. The optimal parameter sets of the 2DOF PID controller are determined based on the first-order plus time delay process and a real-coded genetic algorithm(RCGA) such that the ITAE performance criterion is minimized. The tuning rule is then addressed using calculated parameter sets and another RCGA. A set of simulation works are carried out on three processes with time delay to verify the effectiveness of the proposed rule.

Design of RCGA-based PID controller for two-input two-output system

  • Lee, Yun-Hyung;Kwon, Seok-Kyung;So, Myung-Ok
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제39권10호
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    • pp.1031-1036
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    • 2015
  • Proportional-integral-derivative (PID) controllers are widely used in industrial sites. Most tuning methods for PID controllers use an empirical and experimental approach; thus, the experience and intuition of a designer greatly affect the tuning of the controller. The representative methods include the closed-loop tuning method of Ziegler-Nichols (Z-N), the C-C tuning method, and the Internal Model Control tuning method. There has been considerable research on the tuning of PID controllers for single-input single-output systems but very little for multi-input multi-output systems. It is more difficult to design PID controllers for multi-input multi-output systems than for single-input single-output systems because there are interactive control loops that affect each other. This paper presents a tuning method for the PID controller for a two-input two-output system. The proposed method uses a real-coded genetic algorithm (RCGA) as an optimization tool, which optimizes the PID controller parameters for minimizing the given objective function. Three types of objective functions are selected for the RCGA, and each PID controller parameter is determined accordingly. The performance of the proposed method is compared with that of the Z-N method, and the validity of the proposed method is examined.

최적 퍼지PID제어기를 이용한 자기부상시스템의 부상제어기 설계 (Design of Levitation Controller with Optimal Fuzzy PID Controller for Magnetic Levitation System)

  • 조재훈;김용태
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제24권3호
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    • pp.279-284
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    • 2014
  • 본 논문에서는 최적화 기법과 퍼지 PID제어기를 이용한 자기부상시스템의 부상제어기를 제안한다. 흡인식 자기부상시스템은 일반적으로 비선형 특성을 포함하는 불안정한 시스템이기 때문에 일반적인 선형 제어기를 적용할 경우 우수한 성능을 얻기에는 어려운 점이 있다. 본 논문에서 제안된 제어기는 고정파라미터를 갖는 퍼지 PID제어기를 이용하였으며, 퍼지 PID 제어기 파라미터들은 유전자 알고리즘을 이용하여 최적화를 수행하였으며 유전알고리즘의 목적함수로는 일반적으로 사용되는 성능지수 함수를 사용하였다. 제안된 퍼지 PID 제어기를 적용한 자기부상시스템의 성능을 평가하기 위하여 Matlab을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였으며, 고전적 PID제어기와 성능을 비교 분석하였다. 제안된 제어기를 적용한 자기부상시스템의 성능이 고전 PID제어기에 비하여 더 우수한 성능을 보임을 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

선형 PID 제어기 설계에 관한 연구 (A Study on the Design of Linear PID Controller)

  • 조준호
    • 산업융합연구
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    • 제16권2호
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    • pp.33-39
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    • 2018
  • 본 논문은 선형 PID 제어기의 설계 방법에 대해서 설명하였고, 향후 설계 방법에 대해서 제안 하였다. 첫 번째 PID 설계 방법으로는 위상여유와 이득여유를 보장하는 방법이다. 이 방법은 주파수 영역에서 설계하는 것으로 안정도를 보장한다. 두 번째 방법은 내부 모델 제어 방법이다. 이 방법은 제어 모델에 대한 내부 모델을 동정 후 내부 모델의 파라미터를 이용하여 PID 제어기를 설계하는 것이다. 따라서 이 방법은 외란에 강한 특성을 갖고 있다. 마지막으로 제안하는 것은 Cascade-smith-Predictor 제어기 이다. 이방 법의 Cascade 제어기와 smith-Predictor의 구조를 결합한 것으로 강인제어와 최적제어 두 가지 장점을 갖는 제어기 구조이다. 이 방법은 최적 제어기 설계 방법으로 성능 평가지수를 얻을 수 있을 것이다. 이와 같은 PID 제어기 설계 방법은 비선형 방법의 기초가 되며, 지속적인 연구가 수행되고 있다.

최적 극배치를 이용한 2관성 공진계의 PID 제어기 설계 (A Design of PID controller in Two-Mass System Using Optimal Pole Assignment)

  • 전돈수;김동화
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.815-817
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    • 1999
  • In the two-mass system driving a load through a flexible shaft or transmission system, a shaft torsional vibration is often generated. In this case, it's difficult to control only by conventional PI controller. To solve this problem. the two-mass speed control system with PID controller is designed by using pole assignment method, and an optimum PID parameters are derived by evaluating ITAE(Integral of time multiplied by the absolute error) performance index. Simulation results show the validity of the proposed PID controller and this controller is compared with the conventional PID controller.

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PID 성능을 갖는 SD H$_{\infty}$ 제어기 설계 (The design of the SD H$_{\infty}$ controller with PID performance)

  • 조도현;원영진;이종용
    • 대한전자공학회논문지TE
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    • 제37권5호
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    • pp.103-110
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    • 2000
  • 본 논문은 PID 성능을 갖는 SD H/sub ∞/ 제어기 설계절차를 제안한다. 제안한 설계절차에 따라, 연속시간 제어대상과 디지털 제어기로 구성된 SD 시스템을 표준 H/sub ∞/ 문제에 적용하여 제어시스템을 설계한다. 또한, 설계 과정에서 PID 제어기의 응답특성을 갖도록 H/sub ∞/ 제어기의 하중함수를 선택하는 방법을 나타낸다. 제시 한 설계절차를 2관성 공진 시스템에 적용하였다.

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