Mutiresolution proportional-integral-derivative(MRPID) 제어기는 웨이브렛 기반의 다해상도 응답을 이용해서 에러 신호에 포함되어 있는 잡음과 외란을 제거하는 필터 역할을 해준다. 다해상도 응답의 특징상 샘플링 주파수가 높을 경우 상대적으로 고주파성분이 남아있음으로 인해 응답속도가 떨어지는 대신에 오버슈트가 제거되고, 낮을 경우 신호 성분이 제거되므로 인해 응답속도가 향상되지만 오버슈트가 증가 되는 결과를 보였다. 본 논문에서는 proportional-integral-derivative(PID) 제어기와 MRPID 제어기의 응답을 이용한 샘플링 주파수를 설정하는 기법과, MRPID 제어기의 특성을 고려한 파라미터 설정기법을 제안한다. 모의실험을 통해서 제안된 기법의 타당성을 검증하였다.
Mousakazemi, Seyed Mohammad Hossein;Ayoobian, Navid;Ansarifar, Gholam Reza
Nuclear Engineering and Technology
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제50권6호
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pp.877-885
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2018
Various controllers such as proportional-integral-derivative (PID) controllers have been designed and optimized for load-following issues in nuclear reactors. To achieve high performance, gain tuning is of great importance in PID controllers. In this work, gains of a PID controller are optimized for power-level control of a typical pressurized water reactor using particle swarm optimization (PSO) algorithm. The point kinetic is used as a reactor power model. In PSO, the objective (cost) function defined by decision variables including overshoot, settling time, and stabilization time (stability condition) must be minimized (optimized). Stability condition is guaranteed by Lyapunov synthesis. The simulation results demonstrated good stability and high performance of the closed-loop PSO-PID controller to response power demand.
In this paper, a method of auto-tuning of PID (Proportional-Integral-Derivative) and PIDA (Proportional-Integral-Derivative-Acceleration) controllers is proposed that can be applied to a time-delayed second order model. The proposed identification method is based on step responses, but it can be easily automated rising digital controller unlike the existing graphical identification methods. We provide a ways to yield parameter identifications which is independent to initial values of the plants. The tuning rule is based on the pole-placement strategy and is formulated so that it can be implemented using a digital controller with ease.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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제14권3호
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pp.188-199
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2014
Although the fuzzy logic controller is superior to the proportional integral derivative (PID) controller in motor control, the gain tuning of the fuzzy logic controller is more complicated than that of the PID controller. Using mathematical analysis of the proportional derivative (PD) and fuzzy logic controller, this study proposed a design method of a fuzzy logic controller that has the same characteristics as the PD controller in the beginning. Then a design method of a fuzzy logic controller was proposed that has superior performance to the PD controller. This fuzzy logic controller was designed by changing the envelope of the input of the of the fuzzy logic controller to nonlinear, because the fuzzy logic controller has more degree of freedom to select the control gain than the PD controller. By designing the fuzzy logic controller using the proposed method, it simplified the design of fuzzy logic controller, and it simplified the comparison of these two controllers.
The Proportional-Integral-Derivative (PID) controller is still the most widespread control strategy in the industry. PID controllers have gained popularity due to their simplicity, better control performance and excellent robustness to uncertainties. This paper presents the optimal tuning of a PID controller for domestic induction heating systems with a series resonant inverter for controlling the induction heating power. The objective is to design a stable and superior control system by tuning the PID controller with a derivative filter (PIDF) through Fuzzy logic. The paper also compares the performance of the Fuzzy PIDF controller with that of a Ziegler-Nichols PID controller and a fine-tuned PID controller with a derivative filter. The system modeling and controllers are simulated in MATLAB/SIMULINK. The results obtained show the effectiveness and superiority of the proposed Fuzzy PID controller with a derivative filter.
In this study, a fractional order proportional integral derivative (FOPID) controller is designed to create the reference power trajectory and to conquer the uncertainties and external disturbances. A fractional nonlinear model was utilized to describe the nuclear reactor dynamic behaviour considering thermal-hydraulic effects. The controller parameters were tuned using optimization method in Matlab/Simulink. The FOPID controller was simulated using Matlab/Simulink and the controller performance was evaluated for Hard variation of the reference power and compared with that of integer order a proportional integral derivative (IOPID) controller by two models of fractional neutron point kinetic (FNPK) and classical neutron point kinetic (CNPK). Also, the FOPID controller robustness was appraised against the external disturbance and uncertainties. Simulation results showed that the FOPID controller has the faster response of the control attempt signal and the smaller tracking error with respect to the IOPID in tracking the reference power trajectory. In addition, the results demonstrated the ability of FOPID controller in disturbance rejection and exhibited the good robustness of controller against uncertainty.
Le, Dinh Vuong;Park, Sang-Min;Yu, In-Keun;Park, Minwon
한국산업정보학회논문지
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제21권4호
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pp.21-30
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2016
In a single-phase power factor correction (PFC), the standard cascaded control algorithm using a proportional-integral-derivative (PID) controller has two main drawbacks: an inability to track sinusoidal current reference and low harmonic compensation capability. These drawbacks cause poor power factor and high harmonics in grid current. To improve these drawbacks, this paper uses a proportional-integral-derivative-resonant (PIDR) controller which combines a type-III PID with proportional-resonant (PR) controllers in the PFC. Based on a small signal model of the PFC, the type-III PID controller was implemented taking into account the bandwidth and phase margin of the PFC system. To adopt the PR controllers, the spectrum of inductor current of the PFC was analyzed in frequency domain. The hybrid PIDR controller were simulated using PSCAD/EMTDC and implemented on a 3 kW PFC prototype hardware. The performance results of the hybrid PIDR controller were compared with those of an individual type-III PID controller. Both controllers were implemented successfully in the single-phase PFC. The total harmonic distortion of the proposed controller were much better than those of the individual type-III PID controller.
Generally, it is very difficult to get a modeling equation because multi-variable system has coupling relations between its inputs and outputs. To design an optimal controller without the modeling equation, this paper proposes a neural-network (NN) controller being learned by Jacobian matrix. Another major characteristic is that the controller consists of two separated NN controllers, namely, proportional control part and derivative control part. Simulation results for a catamaran system show that the proposed NN controller is superior to LQR in the regulation and tracking problems.
The Helicopter Simulator System is non-linear and complex. Futhermore, because of absence of its accurate mathematical model, it is difficult to control accurately its attitudes such as elevation angle and azimuth one. Therefore, we proposed a Hybrid GA-PID WAVENET(Genetic Algorithm Proportional Integral Derivative Wavelet Neural Network)control technique to control efficiently these angles. The proposed Hybrid GA-PID WAVENET is made through the following process. First, the WAVENET fundamental functions are defined. And their dilation and translation values are adjusted by GA to construct the optimal WAVENET controller. Secondly, the proportional, integral, and derivative gain coefficients of PR controller are tuned optimally. Finally, WAVENET controller which has a good transient characteristic and GA-PE controller which has a good steady state characteristic is adequately combined in hybrid type. Through the computer simulations, it is proved that the Hybrid GA-PE WAVENET control technique has a more excellent dynamic response than PID control technique and GA-PID one.
For a robot to perfom more versatile tasks, it is invitable for the robot's end-effector to come into contact with its environment. In thos case, to achieve better performance, it is necessary to properly control the contact force between the robot and the environment. In thos work, hybrid control theory is studied and is verified through experiment using a 3 DOF robot. In the experiment, two position/force controllers are used. Fist, proportional-integral-derivative controller is used as the controller for both position and force. Second, computed-torque method is used as the position controller, and proportional-integral-derivative controller is used as the force controller. For a proper modeling used in computed-torque method, the friction torque is measured by experiment, and compensation method is studied. The hybrid control method used in this experiment effectively control the contact force between the end-effector and the environment for various types of jobs.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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