Phonphithak, A.;Pannil, P.;Suesut, T.;Masuchun, R.;Julsereewong, P.
제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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pp.272-276
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2004
The conventional PID (Proportional-Integral-Derivative) control technique is widely used for the process control in many industries since it is simple in structure and provides the good response. Nowadays, this control technique has been developed on the Programmable Logic Controller (PLC) to use for the process control loop. However, using this technique is difficult when tuning the PID parameters ($K_p$, $T_i$ and $T_d$) to achieve the best response. Moreover, trial-and-error procedure along with the operator experiences are required to obtain the best results when tuning the PID controller parameters. This paper proposes the self-tuning PID controller based on PLC for the process control in the industries. The proposed self-tuning PID controller uses the PLC-based PID structures to control the process production. The proposed PID tuning utilizes the PLC to synthesize and analyze controller parameter as well as to tune for appropriate parameters using Dahlin method and extrapolation. Experimental results using a self-tuning PID controller to control temperature of the oven show that the controller developed is capable of controlling the process very effectively and provides a good response.
본 논문에서는 표준 IMC-PID 제어기에 시스템 식별상의 위상 조절 인자를 설계 변수로 추가함으로 새로운 IMC-PID 제어기 설계 방법을 제안한다. 제안된 제어기의 동조법으로 해석적으로 구해진 주파수 영역 특성을 통해 주파수 영역 성능을 보장하도록 하는 설계 변수의 구속 조건 하에서 시간영역의 적분 오차 지표를 가격함수로 최소화하는 최적 해를 얻는다. 이 제안된 동조법은 다양한 설계 사양을 동시에 고려하도록 하여 기존의 IMC-PID의 단일 설계 변수 동조가 갖는 비유연성 문제를 개선하였다. 사례 연구에서 기존의 동조법들과의 성능 비교를 통해 그 유용성을 검토했다.
제어로봇시스템학회 1994년도 Proceedings of the Korea Automatic Control Conference, 9th (KACC) ; Taejeon, Korea; 17-20 Oct. 1994
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pp.449-454
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1994
This paper describes new PID control methods based on the fuzzy logic. PID gains are retuned after evaluating control performances of transient responses in terms of performance features. The retuning procedure is based on fuzzy rules and reasoning accumulated from the knowledge of experts on PID gain scheduling. For the case that the retuned PID gains result in worse CLDR (characteristics of load disturbance rejection) than the initial gains, an on-line tuning scheme of the set-point weighting parameter is, proposed. This is based on the fact that the set-point weighting method efficiently reduce either overshoot or undershoot without any degradation of CLDR. The set-point weighting parameter is adjusted at each sampling instant by the fuzzy rules and reasoning. As a result, better control performances were achived in comparison with die controllers tuned by the Z-N (Ziegler-Nichols) parameter tuning formula or by the fixed set-point weighting parameter.
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.
This paper presents a self tuning method of a velocity type PID controller for minimum or non-minimum phase systems with time delays. The velocity type PID control structure is determined in the process of minimizing the variance of the auxilliary output, and self tuning effect is achieved through the recursive least square algorithm at the parameter estimation stage and also through the Robbins-Monro algorithm at the stage of optimizing a design parameter. This method is simple and effective compared with other existing methods[1,2]. Numerical examples are included to illustrate the procedure and to show the performance of the control system.
In this paper, model-based tuning rules of the PID controller are proposed incorporating with genetic algorithms. Three sets of optimal PID parameters for set-point tracking are obtained based on the first-order time delay model and a genetic algorithm as a optimization tool which minimizes performance indices(IAE, ISE and ITAE). Then tuning rules are derived using the tuned parameter sets, potential rule models and a genetic algorithm. Simulation is carried out to verify the effectiveness of the proposed rules.
본 논문에서는 잡음과 시간지연이 존재하며 시스템 파라미터가 변하는 비선형 비최소위상 시스템에 적응하는 신경회로망이 결합된 PID구조를 갖는 일반화 최소분산 자기동조제어기를 제안한다. PID구조를 갖는 자기동조는 PID제어기처럼 구조가 간단하고 계통을 정밀하게 제어하는 자기동조 제어기의 특성을 그대로 유지할 수 있다. 일반화 최소분산 자기동조 제어기 파라미터는 비선형 시스템을 선형시스템으로 간주하고 순환최소자승법으로 추정하며 설계계수의 값은 확률근사법인 Robbins-Monro 알고리듬을 이용하여 자동조정하였다. 역전파 학습 알고리듬을 사용하는 신경회로망 제어기는 비선형 부분의 제어를 보상하기 위해 필터된 기준입력과 필터된 플랜트 출력이 같도록 제어값을 출력한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안한 방법이 시스템의 파라미터가 변하는 비최소위상 시스템에 잘 적응함을 보였다.
본 논문에서는 PID 제어기의 이득 동조를 위한 퍼지 제어기를 제안한다. 제안한 제어기는 PID 제어기의 크리스퍼 출력 오차를 그대로 사용하지 않는 전단 퍼지화기에서 추론단계는 갖지만 Rule Table은 갖지 않는 특징이 있으며, 출력 소속 함수에 두 변수의 관계와 범위를 이용 도식화된 영역에서 비퍼지화 시킨 비선형 출력값을 PID 계수에 부가하는 새로운 Fuzzy PID 제어기를 제안한다. 여기서 Kp, Kd 계수의 최대, 최소 범위를 설정하여 퍼지추론에 의해 새로운 Kp, Kd 계수론 구한다. Ki 계수는 Ziegler-Nichols 동조 규칙을 사용하여 구하였고, 제안한 제어기는 유압서보모터 제어시스템에 의해 실험하였으며 실험결과 양호한 제어특성을 통해 원하는 결과를 얻을 수 있었다.
This paper proposed new IMC-PID controller design method that use loop shaping method. It could consider such design specifications as gain margin, phase margin, sensitivity function etc by appling the loop shaping method for tuning IMC-PID controller whose structure has only one design parameter and guarantees internal stability. To shape desirable loop gain, the relation between these design specification and parameter is derived by mathematical basis. And the availability of proposed in this paper tuning method that can regard design specifications is checked through example comparison and analysis.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제32권2호
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pp.336-342
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2008
Simple tuning methods of PI, PD and PID controller are proposed for an integrating process with time delay. This is based on matching the coefficients of corresponding powers of s in the numerator and that in the denominator of the closed-loop transfer function. For set-point tracking problem, the derived controller is found to be a PD controller which is shown by Lee's tuning rule based on minimizing the performance indexes (ISE, IAE, ITAE) using a real-coded genetic algorithm. A method can be also proposed PI, PID controllers according to tuning parameter lambda $({\lambda})$ similar to IMC method. Simulation example is given to illustrate the set-point tracking and disturbance rejection performance of the proposed method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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