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.
We propose a new method to deal with the optimized auto-tuning for the PID controller which is used to the process -control in various fields. First of all, in this method, initial values of DC motor are determined by the Ziegler-Nichols method. Finally, after studying the parameters of PID controller by input vector of multiple regression analysis, when we give new K, L, T values to multiple regression model, the optimized parameters of PID controller is found by multiple regression analysis program.
본 논문은 여러 프로세스제어에 사용되는 PID제어기의 최적 자동동조에 관한 새로운 방법을 제안하고자 한다. 이 방법은 먼저, 제어대상의 계단응답으로부터 모델링된 1차 지연계를 Pade 근사화 하고, Ziegler-Nickels의 한계감도 법으로 초기계수를 결정한 후 유전자알고리즘의 부모세대의 2진 스트링에 적합도 값으로 입력시켜 선택 교배 및 돌연변이를 통하여 새로운 자손세대를 형성한다 이 방법은 Ziegler-Nickels로 구한 출력특성보다 더욱 좋은 특성을 가지며 입력변수 K, L, T의 학습범위가 없어져 응용범위가 확장되는 장점을 가지고 있다.
Tanachaikhan, L.;Sriratana, W.;Pannil, P.;Chaikla, A.;Julsereewong, P.;Tirassesth, K.
제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
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pp.505-505
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2000
Controlling the process by PID controller is widely used in industry by applying Ziegler-Nichols method in analyzing parameter of the controller. However, in fact. it is still necessary to tune parameter in order to obtain the best process response. This paper presents a Self-Tuning PID controller utilizes the personal computer to synthesize and analyze controller parameter as well as tune for appropriate parameter by using Dahlin method and Extrapolation. Experimental results using a Self-Tuning PID controller to control water level and temperature, it is found that the controller being developed is able to control the process very effectively and provides a good response similar to the controller used in the industry.
A drum level control is one of the most important control systems in thermal power plant. The control objective of drum level of boiler in thermal power plant is to maintain drum level at constant set-point regardless of disturbance such as main steam flow. The implemented drum level controller is the cascade PI controller. The important factor in drum level controller is the parameters of two PI controllers. The tuning of PI controller parameter is tedious and time-consuming job. In this paper, the relay feedback Ziegler - Nichols tuning method extended to auto-tune cascade PI drum level controller. Finally, the simulation result using boiler model in Power Plant shows the validity of auto-tuned cascade PI controller.
In this paper, we present a simple auto-tuning PID controller using genetic algorithms. The basic idea of the scheme is to parameterize a Ziegler-Nichols-like tuning formula by a single parameter ${\alpha}$, then to use GA to select optimal tuning parameter. Also, simple rule mechanisms make the controller adapt against large variations in parametric and dynamics uncertainties in the plant. These scheme lead to improved performance of the transient and steady state behavior of the closed loop system, including processes with long delay-time and nonminimum phase systems.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제31권3호
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pp.293-300
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2007
The aim of this paper is to design a speed controller of a DC motor by selection of a PID parameters using genetic algorithm. The model of a DC motor is considered as a typical non-oscillatory, second-order system, And this paper compares three kinds of tuning methods of parameter for PID controller. One is the controller design by the genetic algorithm. second is the controller design by the model matching method third is the controller design by Ziegler and Nichols method. It was found that the proposed PID parameters adjustment by the genetic algorithm is better than the Ziegler & Nickels' method. And also found that the results of the method by the genetic algorithm is nearly same as the model matching method which is analytical method. The proposed method could be applied to the higher order system which is not easy to use the model matching method.
산업의 자동화에 따라 PI 제어기에 의해 제어되는 직류 서보 전동기는 정밀한 제어가 요구된다. 하지만 시스템의 특성이 변화하면 정밀한 제어는 어렵게 된다. 이를 해결하기 위한 한 방법으로 본 논문에서는 전동기 속도제어 시스템을 위한 규칙기반 자동동조 PI 제어기를 제안하였다. 규칙은 Ziegler-Nichols의 계단응답과 전문가 지식을 기초로 하였다. 제어 매개변수는 오차, 기울기, 가장 큰 기울기의 점, 허용 오버슈트에 의해서 결정된다. 제어의 정밀성은 시뮬레이션에 의해 확인하였다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제39권10호
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pp.1031-1036
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2015
Proportional-integral-derivative (PID) controllers are widely used in industrial sites. Most tuning methods for PID controllers use an empirical and experimental approach; thus, the experience and intuition of a designer greatly affect the tuning of the controller. The representative methods include the closed-loop tuning method of Ziegler-Nichols (Z-N), the C-C tuning method, and the Internal Model Control tuning method. There has been considerable research on the tuning of PID controllers for single-input single-output systems but very little for multi-input multi-output systems. It is more difficult to design PID controllers for multi-input multi-output systems than for single-input single-output systems because there are interactive control loops that affect each other. This paper presents a tuning method for the PID controller for a two-input two-output system. The proposed method uses a real-coded genetic algorithm (RCGA) as an optimization tool, which optimizes the PID controller parameters for minimizing the given objective function. Three types of objective functions are selected for the RCGA, and each PID controller parameter is determined accordingly. The performance of the proposed method is compared with that of the Z-N method, and the validity of the proposed method is examined.
본 논문은 조향구조를 갖는 이동로봇의 조향 제어를 위해 PID 제어기의 이득을 튜닝 방법을 제안한다. PID 이득을 설정하는 다양한 방법들이 제시되고 연구되고 있다. 이득은 지글러-니콜스의 계단형 입력으로부터 이득을 얻는 방법으로 얻어진 이득을 이동로봇에 적용하고 이를 시험하여 다시 2차 전달함수에 의해 새로운 이득을 계산하였다. 얻어진 새로운 이득으로 응답시간 및 유지오차율에 관한 실험을 수행하여 PID 자동 튜닝의 성능을 확인하였다. 유지시간, 응답시간 및 수렴시간에 대한 실험결과로 이동로봇의 조향 시스템에서 사용이 가능하고 응답 시간이 빠르게 도달할 수 있으며 안정하게 제어됨을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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