산업 자동화의 고정밀도에 따라 서보 제어시스템은 강인제어가 요구되고 있다. 그러나 서보 제어시스템이 외란의 영향을 받게 되면 제어시스템의 강인제어는 어렵게 된다. 이에 대한 보완적인 한 방법으로 본 논문에서는 주 제어기(PID)와 미분 관리제어기의 혼합형 제어기법을 제시하였다. 주 제어기는 궤환제어기로서 동작하고, 미분 관리제어기는 외란에 의한 불안정한 상태에서 보조적인 동작을 한다. 미분 관리제어기의 강인성은 전통기의 속도제어에 의해서 확인하였다.
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.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제24권3호
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pp.88-98
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2000
In this paper, a robust controller using $H_{\infty}$ control theory has been designed for the load frequency control of interconnected 2-area power system. The main advantage of the proposed $H_{\infty}$ controller is that uncertainties of power system can be included at the stage of controller design. Representation of uncertainties is modeled by multiplicative uncertainly. In the mixed sensitivity problems, disturbance attenuation and uncertainty of the system is treated simultaneously. The robust stability and the performance of model uncertainties are represented by frequency weighted transfer function. The design of load frequency controller for each area was based on state-space approach. The comparative computer simulation results for the proposed controller and the conventional techniques such as the optimal control and the PID one were analyzed at the additions of various disturbances. Their deviation magnitude of frequency and tie line power flow at each area were mainly evaluated. Also the testing results of robustness for the cases that the perturbations of the all parameters of power system were amounted to about 20% were introduced. It was approved that the resultant performances of the proposed $H_{\infty}$ controller with mixed sensitivity were more robust and stable than the one of conventional controllers.
Integral Error and State Feedback (IESF) controller which incorporates state feedback as a modern control scheme and integral action as a classical control scheme has better performance than that of conventional PID controller in linear time invariant system. But the structure of the IESF controller requires all the state variables of the system and is applicable only to pole assignable linear time invariant systems without time delay. Many industrial processes have large time delay and it is impossible to directly apply IESF control scheme to those processes. In this paper, a new controller structure, Modified Integral Error and State Feedback (MIESF) has been suggested in order to effectively control processes having time delay and its performance has been analyzed and its effectiveness has also been confirmed. As the proposed controller uses output feedback scheme based on integral error and state feedback (IESF) method, it can be simply designed by pole assignment algorithm irrespective of the order of the process. The MIESF controller can follow setpoint changes without overshoot. It is robuster than conventional Smith-Predictor plus PI(D) controller in case of occurring time delay mismatch and extra parameter mismatches between the process and the model. It can enhance control performance by intentional time delay mismatch.
본 논문에서는 기본적인 형태는 퍼지 제어의 형태를 유지하면서 그 세부적 요소들을 신경회로망으로 구성한 뉴로-퍼지 제어기를 설계하였다. 뉴로-퍼지 제어기는 퍼지 제어 및 신경회로망 제어가 갖는 장단점을 서로 보완할 수 있도록 하였으며 On-Line상태에서 동조가 이루어지도록 하였다. 본 제어기의 성능을 평가하기 위해서 현재 로봇제어에서 많이 사용되고 있는 교류 서보 전동기의 속도제어에 적용시켰다. 가장 보편적인 제어기인 PID제어기 및 퍼지제어기와 비교실험 함으로써 제어기로서의 안정한 특성을 입증하였다. 특히 로봇처럼 급격한 부하변동에 대응할 수 있는 제어기 설계를 위해 부하를 인가하여 실험을 수행하여 성능을 입증하였다.
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.
본 논문에서는 TMS320C32 DSP를 사용하여 저속에서 구동되는 반송용 펀측식 전행 유도전동기의 슬립 각 주파수에 의한 벡터제어를 이용하여 추력제어하였다. 먼저, 반송용 편촉식 선형 유도전동기를 설계 및 제작하고, 이를 해석하였다. 저속에서 제풍의 운반시에 안정성있은 구동올 위해서 벡터제어에 의한 추력제어를 하였고, 정위치 제어를 하기 워해서 Ziegles- Nichols법을 이용하여 PiD제어기를 설계하였다. 저속에셔의 종량부하흘 갖는 반송용 선형기기에서 PID제어기에 추력제어가 가능한 벡터제어기법을 부가한 결과는 제품외 운반시에 안정성있는 구동을 하였으며, 정위치제어를 위한빠른 응답특쟁 및 soft start/stop을 이루었으며, 부하 변동시에도 제동시에 정위치제어를 위한 빠른 응탑 특성의 결과를 얻었다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제3권1호
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pp.19-31
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1979
Recently the adaptive control system, which keeps the control system always optimal by adjusting the control parameters automatically according to the variations of the plant parameters, have become very important in the field of control engineering. The adaptive control systems are usally composed of the plant identification, the decision of the optimal control parameters, and the adjustment of the control parameters. This paper deals with a method of the adaptive control system when PI or PID controller is used in the feed back control system. Its controlled object (the plant) is assumed to be described by the transfer function of $\frac{ke^{-LS}}{1+TS}$ where k, T and L are steady state gain, time constant and pure dead time respectively, and their values are variable in accordance with the change of environmental circumstance. It has been known that a pseudo-random binary signal is quite effective for the measurement of an impulse response of a plant. In adaptive control systems, however, the impulse response itself is not appropriate to determine the control parameters. In this paper, the authors propose a method to estimate directly the parameters of the plant k, T and L by means of the correlation technique using 3 level M-sequence signal as a test signal. The authors also propose a method to determine the optimal parameters of the PI or PID controller in the sense of minimizing the square integral of the control error in the feed back control system, and the values of the optimal parameters are computed numerically for various values of T and L, and the results are examined and compared with those of the conventional methods. Finally the above-mentioned two methods are combined and an algorithm to struct an adaptive control system is suggested. The experiments for the indicial responses by means of both the model of the temperature control system using SCR actuater and the analog simulations have shown good results as expected, and the effectiveness of the proposed method is verified. The M-sequence generator and the time delay circuit, which are manufactured for the experiments, are operated in quite a good condition.
본 연구에서는 곤충모방 날갯짓 비행체의 모델링과 제자리비행을 위한 자세제어 및 고도제어기를 설계하여 동역학 모델을 이용한 시뮬레이션을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 곤충모방 날갯짓 비행체의 간략화한 날갯짓 운동, 날갯짓의 병진운동 및 회전운동에 대한 공력, 동체 동역학에 대해 수치모델링을 수행하였다. 제자리비행 자세제어를 위해 날갯짓 비행체가 가지는 시변 비선형 시스템을 선형화하여 설계한 LQR(Linear Quadratic Regulator) 제어기법을 통하여 자세안정화를 적용하였으며 PID 제어기법을 통해 고도제어를 수행하였다. 수치 시뮬레이션을 통해 설계된 모델과 제어기의 성능을 확인하였으며 제자리비행을 위한 자세안정화 및 고도 제어가 안정적으로 수행되는 것을 확인하였다. 또한 날갯짓에 의해 발생하는 주기적인 피칭 모멘트를 주기적인 제어입력을 통해 임계 안정하도록 자세 안정화를 수행하는 것을 확인 하였다.
본 논문은 소형 6축 가진기에 적용되는 유압 실린더의 위치제어를 위한 제어기 설계 방법을 제안하였다. 먼저, 가진기의 움직임을 정확히 제어하기 위해서 각각의 유압 실린더의 정확한 위치 제어가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 FRF(Frequency Response Function)을 적용한 시스템 인식 기법을 이용하여 유압 실린더의 위치 제어를 위한 제어기 알고리즘을 제안하였다. FRF는 액튜에이터의 입력에 따른 출력의 거동을 확인한 후, 전달함수를 계산하고 최종적으로 새로운 제어 입력을 생성하는 방법이다. 최종 결과는 PID 제어기와 비교하여 성능을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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