• 제목/요약/키워드: PID controller PID

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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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혼합 비주얼 서보잉을 통한 모바일 로봇의 물체 추종 (Objects Tracking of the Mobile Robot Using the Hybrid Visual Servoing)

  • 박강일;우창준;이장명
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제21권8호
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    • pp.781-787
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    • 2015
  • This paper proposes a hybrid visual servoing algorithm for the object tracking by a mobile robot with the stereo camera. The mobile robot with the stereo camera performs an object recognition and object tracking using the SIFT and CAMSHIFT algorithms for the hybrid visual servoing. The CAMSHIFT algorithm using stereo camera images has been used to obtain the three-dimensional position and orientation of the mobile robot. With the hybrid visual servoing, a stable balance control has been realized by a control system which calculates a desired angle of the center of gravity whose location depends on variations of link rotation angles of the manipulator. A PID controller algorithm has adopted in this research for the control of the manipulator since the algorithm is simple to design and it does not require unnecessary complex dynamics. To demonstrate the control performance of the hybrid visual servoing, real experiments are performed using the mobile manipulator system developed for this research.

비전 센서를 이용한 AGV의 주행정보 획득에 관한 연구 (A Study for Detecting AGV Driving Information using Vision Sensor)

  • 이진우;손주한;최성욱;이영진;이권순
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2575-2577
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    • 2000
  • We experimented on AGV driving test with color CCD camera which is setup on it. This paper can be divided into two parts. One is image processing part to measure the condition of the guideline and AGV. The other is part that obtains the reference steering angle through using the image processing parts. First, 2 dimension image information derived from vision sensor is interpreted to the 3 dimension information by the angle and position of the CCD camera. Through these processes, AGV knows the driving conditions of AGV. After then using of those information, AGV calculates the reference steering angle changed by the speed of AGV. In the case of low speed, it focuses on the left/right error values of the guide line. As increasing of the speed of AGV, it focuses on the slop of guide line. Lastly, we are to model the above descriptions as the type of PID controller and regulate the coefficient value of it the speed of AGV.

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초공동 수중운동체의 천이구간 특성을 고려한 동역학 모델링 및 심도제어 연구 (Study on Dynamics Modeling and Depth Control for a Supercavitating Underwater Vehicle in Transition Phase)

  • 김선홍;김낙완
    • 대한조선학회논문집
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    • 제51권1호
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    • pp.88-98
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    • 2014
  • A supercavitation is modern technology that can be used to reduce the frictional resistance of the underwater vehicle. In the process of reaching the supercavity condition which cavity envelops whole vehicle body, a vehicle passes through transition phase from fully-wetted to supercaviting operation. During this phase of flight, unsteady hydrodynamic forces and moments are created by partial cavity. In this paper, analytical and numerical investigations into the dynamics of supercavitating vehicle in transition phase are presented. The ventilated cavity model is used to lead rapid supercavity condition, when the cavitation number is relatively high. Immersion depth of fins and body, which is decided by the cavity profile, is calculated to determine hydrodynamical effects on the body. Additionally, the frictional drag reduction associated by the downstream flow is considered. Numerical simulation for depth tracking control is performed to verify modeling quality using PID controller. Depth command is transformed to attitude control using double loop control structure.

Circle Criterion을 이용한 FLC의 안정도에 대한 고찰 (Consideration to the Stability of FLC using The Circle Criterion)

  • 이경웅;최한수
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.525-529
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    • 2009
  • Most of FLC received input data from error e and change-of-error e' with no relation with system complexity. Basic scheme follows typical PD and PI or PID Controller and that has been developed through fixed ME In this paper, We studied the relationship between MF and system response and system response through changing Fuzzy variable of consequence MF and propose the simple FLC using this relationship. The response of FLC is changed according to the width of Fuzzy variable of consequence MF. As changing the Fuzzy variable of consequence MF shows various nonlinear characteristic, we studied the relation between response and MF using analytical method. We designed the effective FLC using three-variable MF and nine rules and took simulation for verification. In this study, we propose the method to design system with FLC in stability point which is an impotent characteristic of designing system. The circle criterion which is adapted to analysis the nonlinear system is put to use for proposed method. Since SISO FLC has a time-invariant and odd characteristic we can use the critical point not disk which is generally used to determine the stability in the circle criterion, to determine the stability. Using this, we can get the maximum critical point plot of SISO FLC with changing the consequence fuzzy variables. The predetermined critical point plot of FLC can be used to decide the region of the system to be stable. This method is effectively used to design the SISO FLC.

기준모델 추종 퍼지 제어기의 파라메터 자동 동조 (The Parameter Auto-tuning of the Reference Model Following Fuzzy Logic Controller)

  • 노청민;서승헌;고봉운;남문헌
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1377-1379
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    • 1996
  • In this paper, each parameter was identified by the gradient descent method to overcome difficulty deciding fuzzy rules of FLC for the unknown process and the type of membership Junctions. Usually PID or optimal control theories have been mostly usee in control field so far. However, optimal control requires much time for calculation because of adaptation for disturbance and nonlinearity. And intricate technique such as MRAS which can be realized only by an expert are limited to be used in the systems requiring rapid and precise response because of comparatively longer calculating time and complicateness. Gradient descent method is a method to find Z minimizing a function about a certain vector Z. And required output of FLC is gained using gradient approaching method in order to adapt control rule parameters of FLC. Simulation proved validation of this algorithm.

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ROS를 이용한 드론의 상태 추정과 제어기 설계 (State Estimator and Controller Design of an AR Drone with ROS)

  • 김관수;강현호;이상수;유성현;이동훈;이동규;김영은;안춘기
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2018년도 추계학술발표대회
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    • pp.434-437
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    • 2018
  • 본 논문에서는 ROS (Robot Operating System)에 대해서 소개하고 ROS를 이용해 드론의 제어기와 필터를 구현해본다. 드론이 강인한 성능을 보이기 위해서는 기체의 상태에 대한 더 정확한 추정이 필요하다. 드론이 기체좌표계로 출력하는 각 축(x축, y축, z축)에 대한 선속도, 선가속도를 더 정확히 추정하기 위해 칼만 필터를 설계하며 칼만 필터를 통과한 상태 변수를 제어 입력으로 하는 PID(Proportional Integral Derivative) 제어기를 설계한다. 실험적인 부분에서는 제어기와 자율 주행 알고리즘을 접목시켜 드론이 자신의 상태를 추정하고 알고리즘을 순차적으로 진행하는 과정을 살펴본다. 마지막으로 알고리즘을 통해 드론의 임무 수행 여부를 살펴보고 정밀한 제어를 위한 추가적인 제어기 설계 방법과 연구 방향을 제시하고자 한다.

냉난방용 디지털 온도조절계의 편차 정동작 특성에 관한 연구 (A Study on the Characteristic of Declination Forward Action of Digital Temperature Controller using air Cool-Heating)

  • 위성동;구할본
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 제4회 영호남학술대회 논문집
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    • pp.41-46
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    • 2002
  • 본 논문은 냉, 난방 디지털 온도 조절계(SPC 50)의 Etl의 편차 정 동작에 관한 구현장치 제작과 비례 미.적분기가 At 및 비 At기능에서 설정온도를 $100^{\circ}C$를 유지하는데 기인된 전압전류 및 전력데이터 획득의 요인과 비례미적분 정수 및 노 개선점을 연구하였다. 설정온도를 유지하는 온도변화는 At기능에서 $96.7^{\circ}C\sim102^{\circ}C$ 이며, 비At 기능에서는 $97.6^{\circ}C\sim100.2^{\circ}C$이었다. 온도유지 전압변동은 At기능에서 2V~217V이며, 비 At기능에서 20V~217V 이었다. At와 비 At 기능에서 설정온도 $100^{\circ}C$을 유지하는데 온도를 냉각시키는 환풍기가 온. 오프 되는 시간차는 20초 정도 발생하였다. 온도차 및 전압차는 두 기능간에 비례 미. 적분값 설정이 자동 및 수동이냐에 따라서 차이를 보여주었다. 두 기능에서 설정된 온도값 유지에 따른 전압전류의 승압과 하강의 변동된 변환 데이터는 설정된 온도가 성취되어지는 시간차 및 설정값 유지의 특성을 요인으로 한 PID값과 노의 개선점에 길잡이가 된다.

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외부 열적 환경 변화에 따른 압전작동기 제어성능 열화 고찰 (Control Performance Investigation of Piezoelectric Actuators under Variation of External Heat Environment)

  • 한영민;문병구;최승복
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제25권10호
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    • pp.707-713
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    • 2015
  • This paper proposes experimental results for control performance deterioration of a piezoelectric actuator under high temperature conditions due to external heat environment. In this work, a heat environment from 30 ℃ to 190 ℃ is established by a heat chamber which is capable of high temperature of heat environment. Inside the heat chamber, an experimental apparatus consisting of the stack type of piezoelectric actuator, laser sensor, gap sensor and temperature sensor is established. After evaluating temperature dependent blocking force, displacement and time response of a piezoelectric actuator inside the heat chamber, tracking control performances are evaluated under various temperature conditions via proportional-integral-derivative(PID) feedback controller. The desired position trajectory has a sinusoidal wave form with a fixed frequency. Control performances are experimentally evaluated at both room temperature and high temperature and presented in time domain.

압력커플링을 이용한 다수개의 부표를 가진 파력발전기 개발 (Development of a Multi-Absorbing Wave Energy Converter using Pressure Coupling Principle)

  • 도황팅;누엔밍치;판콩빙;이세영;박형규;안경관
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제11권3호
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    • pp.31-40
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    • 2014
  • This paper proposes a multi absorbing wave energy converter design, in which a hydrostatic transmission is used to transfer wave energy to electric energy. The most important feature of this system is its combination of the pressure coupling principle with the use of a hydraulic accumulator to eliminate the effects of wave power fluctuation; this maintains a constant speed of the hydraulic motor. Tilt motion of a floating buoy was employed as the power take-off mechanism. Furthermore, a PID controller was designed to carry out the speed control of the hydraulic motor. The design offers some advantages such as extending the life of the hydraulic components, increasing the amount of energy harvested, and stabilizing the output speed.