• 제목/요약/키워드: nonlinear PID

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경사 감소 학습에 기초한 적응 PID 제어기 설계 (An Adaptive PID Controller Design based on a Gradient Descent Learning)

  • 박진현;김현덕;최영규
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제10권2호
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    • pp.276-282
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    • 2006
  • 본 연구에서는 구조가 단순한 PID 제어기의 장점을 살리고, 시스템 파라메터의 변동에 대하여 강인성 성능을 내는 온라인 적응 PID 제어 시스템을 개발하고자 한다. 또한, 제안된 적응 제어 시스템의 초기 제어 구간에서 안정한 스타트-엎(start-up)을 보장하기 위하여 초기 제어기의 이득을 적절한 이득으로 설정하고, 그 이득의 변화량을 경사 감소법에 의하여 학습하는 방법으로 수정 제안하고자 한다. 제안된 적응 PID제어기의 성능 평가를 위하여 비선형 DC 모터의 가변 속도제어에 적용하고, 결과를 모의실험을 통하여 보이고자한다.

PID Autotuning Algorithm Based on Saturation Function Feedback

  • 오승록
    • 전기전자학회논문지
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    • 제2권2호
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    • pp.263-269
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    • 1998
  • 릴레이 대신 포화함수를 이용하여 선형 플랜트의 극한 이득과 주기를 결정하였다. 포화함수를 사용함으로서 플랜트의 고주파 성분을 감소 시켜 묘사함수 사용에 의한 극한이득과 주기 결정의 정확도를 증가시켰다. 또한 적절한 포화함수를 사용할 수 있는 간단한 절차를 기술하였으며 진동이 발생하지 않는 플랜트에 대해서 지연요소를 이용한 자동동조 방법을 제시하였다.

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비선형 시스템 제어를 위한 퍼지 PID 제어기의 설계 및 해석 (Design and Analysis of Fuzzy PID Controller for Control of Nonlinear System)

  • 이철희;김성호
    • 산업기술연구
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    • 제20권B호
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    • pp.155-162
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    • 2000
  • Although Fuzzy Logic Controller(FLC) adopted three terms as input gives better performance, FLC is in general composed of two-term control because of the difficulty in the construction of fuzzy rule base. In this paper, a three-term FLC which is similar to PID control but acts as a nonlinear controller is proposed. To reduce the complexity of the rule base design and to increase efficiency. a simplified fuzzy PID control is induced from a hybrid velocity/position type PID algorithm by sharing a common rule base for both fuzzy PI and fuzzy PD parts. It is simple in structure, easy in implementation, and fast in calculation. The phase plane technique is applied to obtain the rule base for fuzzy two-term control and the resultant rule base is Macvicar-Whelan type. And the membership function is a Gaussian function. The frequency response information is used in tuning of the membership functions. Also a tuning strategy for the scaling factors is proposed based on the relationship between PID gain and the scaling factors. Simulation results show better performance and the effectiveness of the proposed method.

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퍼지 PID제어기를 이용한 비선형 유압시스템의 제어 (Nonlinear Hydraulic System Control using Fuzzy PID Controller)

  • 김인환
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제23권4호
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    • pp.583-592
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    • 1999
  • In order to control systems which contain nonlinearities control strategies must deal with the effects of them. Since most of control methods based on system mathematical models have been mainly developed focused on stability robustness against nonlinearities or uncertainties under the assumption that controlled systems are linear time invariant they have certain amount of limita-tions to smartly improve control perfomances of systems disturbed by nonlinearities or uncertainties. In this paper the fuzzy PID control law is suggested which can improve control performances of the nonlinear heavy load hydraulic systems disturbed by nonlinearities and uncertainties. Although the derivation process is based on the design process similar to general fuzzy logic con-troller resultant control law has analytical forms with time varying PID gains rather than linguis-tic forms so that implementation using commn-used versatile microprocessors can be achieved easily and effectively in real-time control aspect.

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광디스크 드라이브 시스템을 위한 비선형 제어기를 이용한 Anti-Shock 제어기 설계 (Anti-shock Controller Design for Optical Disk Drive Systems with Nonlinear Controller)

  • 백종식;정정주
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.675-677
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    • 2004
  • 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, dead-zone nonlinear element is used for nonlinear controller and PID control method is used for linear controller. Although this strategy improves anti-shock performance, it has a narrow stability bound. In this paper, we propose dead-zone with saturation nonlinear element for the nonlinear controller. Since this nonlinear element improves stability margin, we can use higher gain of dead-zone than the controller with dead-zone only. In the linear controller design, we show that lead-lag control has improved stability margin over PID control. Numerical simulation results show that the proposed method can get better performance to the external shock than previously proposed method.

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A Design of Nonlinear Time-varying Fuzzy PID Controller for Position Control System using Embeded-sensor-type Hydraulic Cylinder

  • Park, Jang-Ho;Kim, Jin-Gyu;Ryu, Gi-Seok;Lee, Byung-Geul;Kim, Jong-Hwa
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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    • pp.68.2-68
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    • 2001
  • A position control system using hydraulic cylinder is modeled as a nonlinear system. In order to control this nonlinear system, in this paper, the fuzzy PID control technique which has time-varying control parameters is adopted. In this study, an exclusive sensor to detect the position of hydraulic cylinder is used, which is embeded in hydraulic cylinder.

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TSK 퍼지 시스템을 이용한 퍼지 PID 제어기 설계 (Design of Fuzzy PID Controllers using TSK Fuzzy Systems)

  • 강근택;오갑석
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제24권1호
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    • pp.102-109
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    • 2014
  • TSK 퍼지 시스템의 뛰어난 성능을 일반 산업 현장에서 가장 많이 사용되고 있는 PID 제어기에 접목시켜, 비선형 시스템의 제어가 가능하고 강인성이 뛰어난 퍼지 PID 제어기의 설계를 제안한다. TSK 퍼지 제어기는 TSK 퍼지 모델로부터 극 배치법을 이용하여 설계되며, 비선형 시스템의 제어에서 시스템의 응답이 원하는 응답과 같아지도록 하는 뛰어난 능력이 있으나 구조가 복잡하여 산업 현장에서 사용되기에는 어려움이 있다. 본 연구에서는 구현하기 간편한 PID 제어기의 형태를 하면서, TSK 퍼지 제어기의 도움을 받아 설계되는 퍼지 PID 제어기를 제안한다. 즉, 먼저 비선형 시스템의 TSK 퍼지 제어기를 설계하고 그 TSK 퍼지 제어기의 제어 시뮬레이션으로부터 얻은 데이터를 이용하여 제안하는 퍼지 PID 제어기를 설계한다. 제안하는 제어기를 연속시간 비선형 시스템과 이산시간 비선형 시스템의 예제에 적용시켜 제어 시뮬레이션을 하였다. 그 결과 기존의 선형 PID 제어기로는 제어가 원만하지 않았으나 제안하는 제어기로는 원하는 응답 형태와 거의 같은 응답을 보이는 제어가 가능함을 알 수 있었다.

신경망 PID 제어기에 의한 위치제어 (The Position Control by Neuro - Network PID controller)

  • 이진순;하홍곤;고태언
    • 융합신호처리학회 학술대회논문집
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    • 한국신호처리시스템학회 2003년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.145-148
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    • 2003
  • In this paper an nonlinear neuro PID controller is constructed by the control system of general PID controller using a Self-Recurrent Neural Network. And the games of the PID controller in the proposed control system are automatically adjusted by back-propagation algorithm of the neural network. Applying to the position control system, it's performance is verified through the results of computer simulation.

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Adaptive Intelligent Control of Nonlinear dynamic system Using Immune Fuzzy Fusion

  • Kim, Dong-Hwa;Park, Jin-Ill
    • International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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    • 제3권2호
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    • pp.146-156
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    • 2003
  • Nonlinear dynamic system exist widely in many types of systems such as chemical processes, biomedical processes, and the main steam temperature control system of the thermal power plant. Up to the present time, PID Controllers have been used to operate these systems. However, it is very difficult to achieve an optimal PID gain with no experience, because of the interaction between loops and gain of the PID controller has to be manually tuned by trial and error. This paper suggests control approaches by immune fuzzy for the nonlinear control system inverted pendulum, through computer simulation. This paper defines relationship state variables $x,\dot{x},{\theta},\dot{\theta}$ using immune fuzzy and applied its results to stability.

퍼지 PID 제어기에 의한 리워크 시스템의 온도제어 (Temperature control of the Rework-system using fuzzy PID controller)

  • 오갑석;강근택
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권10호
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    • pp.6289-6295
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    • 2014
  • BGA 또는 SMD 형태를 갖는 반도체 칩을 인쇄회로 기판에 장착/제거 등의 수리작업에 사용되는 리워크 시스템은 작업 대상물의 손상을 줄이기 위해 열풍 토출구의 온도를 정밀하게 제어할 필요가 있다. 본 논문에서는 비선형 시스템인 리워크 시스템의 열풍 온도 제어를 위해 TSK 퍼지 규칙으로 구성되는 퍼지 PID 제어기 설계 방법을 제시한다. 먼저 제안하는 제어기의 설계 알고리즘을 제시하고, 리워크 시스템에 적용하여 제어기를 설계하는 과정을 보인다. 제안한 제어기의 성능을 확인하기 위하여 온도 제어를 실험한 결과, 제안 방법의 최소자승오차는 9.44로서 일반적으로 사용하는 PID 제어기를 사용한 경우의 오차인 15.88보다 설정온도에 잘 수렴함을 보였다.