Recently, Datta at al. [1] have developed a metDattad of obtaining the complete set of stabilizing PI, PID controllers for a given LTI system, in which tDattase are determined by solving a set of linear inequalities parameterized by the proportional(P) gain. In this paper, we provide a note about Dattaw Datta's idea can be extended to the problem of finding all stabilizing PD controllers and about an improved metDattad that allows us to calculate the admissible range of P gain more rigorously. An illustrative example is given.
토크 전달시스템은 다수의 기어와 커플링이 유연하게 구성되어 있으므로 모터의 속도가 갑자기 변할 때 비틀림 진동이 발생한다. 모터의 정확한 응답 특성을 얻기 위해서는 반드시 이 진동은 억제되어야 한다. 따라서 진동억제는 모터제어에 있어서 매우 중요하다. 특히 2관성 시스템의 진동억제를 위해 다양한 제어방법들이 소개되었다. 토크의 비틀림 현상으로 인해 발생하는 진동을 억제하기 위해 토크의 비틀림 성분을 궤환시키고 일반적인 필터로 구성된 외란 관측기 필터를 사용하는 방법이 소개되었다. 또한 이를 계수도법(CDM)을 이용 적절한 P 제어기와 필터의 계수값을 설계하여 진동을 억제하는 방법이다. 그러나 계수도법을 이용하여 설계된 제어기 파라미터는 외란 인가시 적응성이 떨어짐을 알 수 있다. 반면 PID 제어기는 설계가 간단하나 초기에 과도한 오버슈트를 및 진동 문제를 유발한다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 최근에는 2자유도 파라미터 a로 비례이득을 가변함으로써 외란에는 영향을 받지 않고 목표치 추종 성능을 개선할 수 있는 단순하고 실용적인 2자유도 PID 제어기가 소개되었다. 그러나 이 방법 역시 원하는 P값을 얻기 위해 u를 가변 하여야 하는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 단점들을 극복하기 위해 퍼지 알고리즘을 사용 파라미터 $\alpha$를 자동 조정하는 제어기를 설계하였다. 사용된 제어기의 성능을 입증하기 위하여 기존의 제어방법과 시뮬레이션을 통해 비교, 평가한다.
This work proposes a controller tuning method of a Hyundai 8608 robot in order to improve its performance. For this, we analyzed the control structure of the robot, and the functions of all the adjustable parameters in the robot controller with a reference 'NACHI Technical Report'. Through the analysis, we found out that 3 important parameters(VRRL, VRF, VRGIN) act like a conventional PID gains and other parameters are closely related to these 3 parameters. Conclusively, parameter tuning of these 3 parameters is enough in most cases of applications with other parameters fixed. The conventional PID tuning is performed to each joint of the test robot with Robot Performance Evaluation System(shown in our companion paper) so that the acceptable gain ranges for each joint are determined and then the robot performance tests are repeatedly done with the combination of the acceptable gains. Finally, the best combination is selected for its best performance. For the effectiveness of the proposed method, it was implemented on a Hyundai 8608 robot and its results are compared with the results of NACHI's Semi-Auto Tuning Method and the results which are done by a tuning expert with his eyes.
본 논문에서는 거리센서기반의 차륜형 로봇의 물체추적과 추종에 대한 로봇의 구동제어방법을 제안한다. 물체 추종을 위해 1개의 초음파 송신부와 2개의 초음파 수신부를 사용하여 추종하고자 하는 물체로부터 2개의 거리데이터를 생성한다. 생성된 거리데이터를 기반으로 로봇의 물체까지의 직진오차와, 회전오차를 산출한 뒤, 물체 추종을 위해 PID제어기 기반의 조작량을 계산하여 로봇의 동작제어에 사용한다. 제안된 방법의 특징을 확인하기 위해 3가지 경우에서 실험을 수행하였으며 PID게인이 로봇의 움직임에 미치는 영향과 직진오차게인과 회전오차게인이 로봇의 움직임에 미치는 영향을 각각 확인해 보았다. 제안된 방법은 항상 추종물체를 로봇에 대하여 일정위치에 존재하도록 하는 기법으로 물체추종 어플리케이션 이외에도, 여러 대의 로봇이 특정한 대형을 이루어 움직이게 하는 군집형 제어 문제에 적용될 수 있다.
This paper focused on the design of an efficient temperature controller for a plant with a wide range of operating temperatures. The greater the temperature difference a plant has, the larger the nonlinearity it is exposed to in terms of heat transfer. For this reason, we divided the temperature range into five sections, and each was modeled using ARMAX(auto regressive moving average exogenous). The movement of the dominant poles of the sliced system was analyzed and, based on the variation in the system parameters with temperature, optimal control parameters were obtained through simulation and experiments. From the configurations for each section of the temperature range, a temperature-based gain-scheduled controller (TBGSC) was designed for parameter variation of the plant. Experiments showed that the TBGSC resulted in improved performance compared with an existing proportional integral derivative (PID) controller.
In the mechanical system, optimization of motion control is very essential in the aspect of automation technique progress. In the servo system, the function of controller is very important but most of the controllers have played only the role of pulse generator because the controller with main function is very expensive. In this thesis, the system was composed of PC, commonly used driver AC servo motor and a produced control board. The PC transmit a gain, a locus data to a driver and controller. At the same time, it converts imformation from the controller and convert them into data and offer an output with graph. The role of a controller is to trasmit a locus data to a driver and counting the pulse on the phase of an encoder to the PC. We have performed the experiment in order to confirm with variable PID parameter capable of the optimization of gain tuning with the counting of feedback control sensor signal with regard to the external interface into the system, such as torque. Based on the experiment result, we have confirmed as follows: First, it was confirmed that we could easily input control factors P.I Gain, constant $K_P,\;K_I$ into PC. Second, not only pulse generator function was possible, but with this pulse it was also possible to count using software with PIC chip. And third, using the multi-purpose PIC micro chip, simple operation and the formation of small size AC Servo Controller was possible.
무인기의 자동 비행 제어 시스템은 기체의 형태, 크기, 무게 등의 정적 및 동적 변화에 따라 스스로 비행계수를 조정하여 목표 비행궤적을 정확히 따라가도록 제어할 필요가 있다. 본 논문에서는 PID 제어 기법을 이용하는 비행제어시스템에 기계학습모듈(MLM)을 추가하여 기체의 특성 변화에 따라 제어계수를 비행중 실시간 자동으로 조정하는 시스템을 제안한다. MLM은 선형회귀분석과 보정학습을 이용하여 설계되었으며 MLM을 통해 학습된 제어계수의 적합성을 평가하는 평가모듈(EvM)을 함께 모델링 하였다. 이 시스템은 FDC 비버 시뮬레이터를 기반으로 실험하였으며 그 결과를 분석 제시하였다.
This paper presents a nonlinear controller design for optical disk drive systems to improve anti-shock performance. The nonlinear anti-shock controller is added parallel to the original linear servo control loop. In the previous work, a dead-zone nonlinear element is used for the nonlinear controller and a PID control method is used for the linear controller. Although this parallel structure of the controller improves anti-shock performance, it has a narrow stability bound. In this paper, the dead-zone with saturation nonlinear element is proposed for the nonlinear controller. Since this nonlinear element improves stability margin, we can use higher slope gain of dead-zone than that of nonlinear controller using dead-zone only. In the linear controller design, it is shown that the lead-lag control has an improved stability margin over PID control. Numerical simulation results and experimental results show that the proposed method can get better performance to the external shock than previously proposed methods.
In this study, we improved control performance of an EMV (electromechanical valve) system using a PM/EM (permanent magnet/electromagnet) hybrid EMA (electromagnetic actuator) and showed the feasibilities of both soft landing and fast transition of the EMV system using a simple PID control. The conventional EMV systems using only EM show significant nonlinear characteristics. Therefore, it is very difficult to control the valve position and several complex control schemes are used. This paper focused on the control performance improvement using a PM/EM hybrid actuator. In particular, a PM is used as a key design parameter such as a bias current of a magnetic bearing in order to improve the linear characteristic of the actuator, although most PM/EM hybrid actuators use a PM as a power saver during valve-open and -closed states. First, a FE (finite element) analysis was performed to confirm its linear static force characteristics. Then, both a test rig and a valve control system were built in order to prove experimentally the control performance improvement of the actuator. Finally, feasibilities of both soft landing and fast transition of the system were shown experimentally through gain-scheduled PID (proportional derivative integral) control.
This paper proposes a balancing and driving control system for a bicycle robot. A reaction wheel pendulum control method is adopted to maintain the balance while the bicycle robot is driving. For the driving control, PID control algorithm with a variable gain adjustment has been developed in this paper, where the gains are heuristically adjusted during the experiments. To measure the angles of the wheels the encoders are used. For the balancing control, a roll controller is designed with a non-model based algorithm to make the shortest cycle. The tilt angle is measured by the fusion of the acceleration and gyroscope sensors, which is used to generate the control input of the roll controller to make the tilt angle zero. The performance of the designed control system has been verified through the real experiments with the developed bicycle robot.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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