KR20050096780A - Method and device for controlling of industrial system using 2-dof pid controller with target filter - Google Patents

Method and device for controlling of industrial system using 2-dof pid controller with target filter Download PDF

Info

Publication number
KR20050096780A
KR20050096780A KR1020040022459A KR20040022459A KR20050096780A KR 20050096780 A KR20050096780 A KR 20050096780A KR 1020040022459 A KR1020040022459 A KR 1020040022459A KR 20040022459 A KR20040022459 A KR 20040022459A KR 20050096780 A KR20050096780 A KR 20050096780A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
gain
controller
transfer function
target value
Prior art date
Application number
KR1020040022459A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김동화
Original Assignee
김동화
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김동화 filed Critical 김동화
Priority to KR1020040022459A priority Critical patent/KR20050096780A/en
Publication of KR20050096780A publication Critical patent/KR20050096780A/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65CLABELLING OR TAGGING MACHINES, APPARATUS, OR PROCESSES
    • B65C11/00Manually-controlled or manually-operable label dispensers, e.g. modified for the application of labels to articles
    • B65C11/02Manually-controlled or manually-operable label dispensers, e.g. modified for the application of labels to articles having printing equipment
    • B65C11/0205Manually-controlled or manually-operable label dispensers, e.g. modified for the application of labels to articles having printing equipment modified for the application of labels to articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/50Auxiliary process performed during handling process
    • B65H2301/51Modifying a characteristic of handled material
    • B65H2301/511Processing surface of handled material upon transport or guiding thereof, e.g. cleaning
    • B65H2301/5111Printing; Marking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00Handled material; Storage means
    • B65H2701/30Handled filamentary material
    • B65H2701/37Tapes
    • B65H2701/377Adhesive tape
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2801/00Application field
    • B65H2801/75Labelling machines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H37/00Article or web delivery apparatus incorporating devices for performing specified auxiliary operations
    • B65H37/02Article or web delivery apparatus incorporating devices for performing specified auxiliary operations for applying adhesive

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

본 발명은 목표치를 위한 필터를 가지는 2자 유도 PID 제어기를 이용한 산업용 설비의 제어 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for controlling an industrial plant using a two-way inductive PID controller having a filter for a target value.

본 발명은 비례이득(α), 적분이득(β), 미분이득(γ)의 값을 초기 설정치의 값으로 다수개의 모델식에 입력하여 추종되는 목표치를 산출하여, 설정치 및 프로세스의 수행 과정에서 피드백 되는 제어신호 사이의 편차에 의하여 2-자 유도 PID 제어기의 작동을 실행하여 프로세스에 입력되는 제어신호를 출력하며, 목표치 변화에 대해 목표치 추종 특성이 최적이 되도록 상기 비례이득(α), 적분이득(β), 미분이득(γ)을 다시 미세하게 조정하여 PID 파라메터를 최적값으로 설정하고, 설정치와 프로세스의 변화에 따르는 비교 연산을 통하여 프로세스의 분석을 개시하여 파라메터를 다시 튜닝함으로써 해당 프로세스의 제어를 최적화 한다.The present invention inputs the values of proportional gain (α), integral gain (β), and differential gain (γ) to a plurality of model equations as initial setting values, calculates a target value to be followed, and provides feedback in the process of performing the setting value and process. The control signal input to the process is output by executing the operation of the 2-character induction PID controller according to the deviation between the control signals, and the proportional gain (α) and the integral gain ( β), finely adjust the derivative gain (γ) again to set the PID parameter to the optimum value, and start the analysis of the process through the comparison operation according to the set value and the change of the process, and then retune the parameter to control the process. Optimize.

Description

목표치를 위한 필터를 가지는 2자 유도 PID 제어기를 이용한 산업용 설비의 제어방법 및 그 장치{Method and device for controlling of industrial system using 2-DOF PID controller with target filter}Method and device for controlling industrial equipment using 2-way inductive PID controller with filter for target value {Method and device for controlling of industrial system using 2-DOF PID controller with target filter}

본 발명은 목표치를 위한 필터를 가지는 2자 유도 PID 제어기를 이용한 산업용 설비의 제어방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a control method and apparatus for industrial equipment using a two-way inductive PID controller having a filter for a target value.

일반적으로 플랜트를 제어하는 경우 외란과 설정치가 존재하게 되는데, 기존의 PID제어기가 외란에 적합하도록 설계되면 설정치를 만족하지 못하게 되고, 설정치에 만족하도록 설계하면 외란에 대하여 만족할 수 없게 되는 문제점이 있다.In general, when the plant is controlled, there is a disturbance and a set value. When the existing PID controller is designed to be suitable for disturbance, the set value is not satisfied, and when it is designed to satisfy the set value, there is a problem in that the disturbance is not satisfied.

따라서 본 발명은 종래 PID 제어기에서 발생되었던 문제점을 개선하여 외란과 설정치에 대한 조건을 모두 만족시켜줄 수 있는 2자 유도 제어기를 구성하는데 목적이 있다.Therefore, an object of the present invention is to construct a two-way induction controller that can satisfy both the disturbance and the set value conditions by improving the problems that occurred in the conventional PID controller.

본 발명은 산업용 제어장치에 있어서, 파라메터 값들을 이용하여 외란과 설정치 모두를 만족할 수 있도록 제어하는데 목적이 있다. 이를 위하여 여러 가지 제어 방법을 현재의 설비 환경 조건과 시뮬레이션을 실시한 결과를 비교 검토하였다.An object of the present invention is to control an industrial control device so that both disturbance and set value can be satisfied using parameter values. For this purpose, the various control methods were compared with the current environmental conditions and the results of simulation.

일반적인 PID 제어기는 P, I, D가 제어기능을 하는데 반하여 본 발명에서는 설정치를 잘 추종 할 수 있도록 하는 목표치 필터와 외란 제거 기능을 할 수 있는 비례적분 제어기와 미분 제어기가 병렬로 구성된다. 즉, 비례적분 제어기와 미분 제어기가 병렬로 연산을 수행하는 본 발명의 제어기는 외란 제거 기능만을 하는 것으로, 이러한 기술적 사상은 종래 PID 제어기에서의 제어 기능과 차별화 되는 것이다.In general PID controllers, P, I, and D control functions, whereas in the present invention, a target value filter and a differential controller and a differential controller capable of performing a disturbance cancellation function are configured in parallel in order to follow a set value well. That is, the controller of the present invention, in which the proportional integral controller and the derivative controller perform operations in parallel, only has a disturbance cancellation function, and this technical concept is different from that of the conventional PID controller.

본 발명에 의한 2-자 유도 PID 제어기의 작동은 설정치 및 프로세스의 수행과정에서 피드백 되는 제어신호 사이의 편차에 의하여 실행된다. 이러한 프로세스는 최적의 제어를 실행하기 위하여 PID 작동을 실행하는 2-자 유도 PID 파라메터가 최적값으로 설정된다.The operation of the 2-character induction PID controller according to the present invention is performed by the deviation between the set value and the control signal fed back during the process execution. In this process, the 2-character derived PID parameter that executes the PID operation is set to an optimal value to perform optimal control.

따라서 설정치와 프로세스의 변화에 따르는 비교 연산을 통하여 프로세스의 분석을 개시하여 파라메터를 다시 튜닝하고, 해당 프로세스의 제어를 최적화 한다.Therefore, the comparison process according to the set value and the change of the process is used to start the process analysis, retuning the parameters and optimizing the control of the process.

즉 상기 2-자 유도 PID 제어기는 피드백 되는 오차신호를 제1, 제2오차신호 처리부가 수신하여 프로세스에 입력되는 출력 제어신호를 발생한다. 이로써 2-자유도 PID 제어기는 각각의 특성을 가지고 입력되는 프로세스 변수 신호를 출력 제어 신호에 따라 출력되도록 프로세스를 튜닝을 함으로써 프로세스 과정 중에 발생되는 어떠한 변화를 검출하여 2-자 유도 PID 제어기의 튜닝 조정을 할 수 있게 된다.That is, the 2-character induction PID controller receives the error signal fed back and the first and second error signal processing units generate an output control signal input to the process. Thus, the 2-DOF PID controller tunes the process so that the process variable signal inputted with each characteristic is output according to the output control signal and detects any change that occurs during the process to adjust the tuning of the 2-way PID controller. Will be able to.

본 발명이 의도하는 목적을 달성하기 위한 제어 방법은:A control method for achieving the object of the present invention is:

초기 설정치의 값을 결정하는 단계;Determining a value of an initial set point;

상기 단계에서의 설정치를 추종되는 목표치를 산출하기 위한 다수개의 모델식에 대입하여 연산하는 단계;Calculating by substituting a plurality of model equations for calculating a target value following the set value in the step;

설정치 및 프로세스의 수행 과정에서 피드백 되는 제어신호 사이의 편차에 의하여 2-자 유도 PID 제어기의 작동을 실행하여 프로세스에 입력되는 제어신호를 출력하는 단계;Outputting a control signal input to the process by executing an operation of the 2-character induction PID controller according to a deviation between the set value and the control signal fed back in the process of performing the process;

목표치 변화에 대해 목표치 추종 특성이 최적이 되도록 상기 비례이득(α), 적분이득(β), 미분이득(γ)을 다시 미세하게 조정하여 PID 파라메터를 최적값으로 설정하는 단계;Adjusting the proportional gain (α), integral gain (β), and differential gain (γ) again to finely adjust the PID parameter to an optimum value so that the target value following characteristic is optimal for a target value change;

그리고, 설정치와 프로세스의 변화에 따르는 비교 연산을 통하여 프로세스의 분석을 개시하여 파라메터를 다시 튜닝하고, 해당 프로세스의 제어를 최적화하는 단계를 포함한다.Initiating the analysis of the process through comparison operation according to the change of the set value and the process, retuning the parameters, and optimizing the control of the process.

이와 같은 본 발명의 제어 방법에 의하여 2-자 유도 PID 제어기는 각각의 특성을 가지고 입력되는 프로세스 변수 신호를 출력 제어 신호에 따라 출력되도록 프로세스를 튜닝을 함으로써 프로세스 과정 중에 발생되는 어떠한 변화를 검출하여 2-자 유도 PID 제어기의 튜닝 조정을 할 수 있게 된다.According to the control method of the present invention, the 2-character inductive PID controller detects any change generated during the process by tuning the process so that the process variable signal inputted with each characteristic is output according to the output control signal. Tuning adjustment of the self-guided PID controller can be performed.

본 발명의 제어 장치는:The control device of the present invention is:

설정치가 입력되는 제1전달함수부(10), 제2전달함수부(11), 제3전달함수부(12)로 구성되어 목표치 필터 신호를 출력하는 목표치 필터부(1);A target value filter unit (1) configured to include a first transfer function unit (10), a second transfer function unit (11), and a third transfer function unit (12) to which a set value is input and output a target value filter signal;

상기 목표치 필터부(1)의 제2전달함수부(11)와 제3전달함수부(12)에서 출력되는 필터 신호를 처리하는 제1신호처리부(2);A first signal processor (2) for processing filter signals output from the second transfer function unit (11) and the third transfer function unit (12) of the target value filter unit (1);

상기 제1신호처리부(2)에서 출력되는 신호가 입력되어 신호를 변환시키는 제4전달함수부(3);A fourth transfer function unit (3) for inputting a signal output from the first signal processor (2) to convert the signal;

상기 목표치 필터부의 제1전달함수부(10)와 제4전달함수부(3)에서 출력되는 신호가 입력되는 제2신호처리부(4);A second signal processor (4) for inputting signals output from the first transfer function unit (10) and the fourth transfer function unit (3) of the target value filter unit;

상기 제2신호처리부(4)에서 출력되는 신호와 플랜트(9)에 출력되어 피드백 되는 오차신호가 입력되고, 입력된 신호를 차감하여 출력하는 제3신호처리부(5);A third signal processor (5) for inputting a signal output from the second signal processor (4) and an error signal fed back to the plant (9) and subtracting the input signal;

상기 제3신호처리부(5)에서 출력되는 신호가 입력되어 비례적분 기능을 수행하는 비례적분제어기(60)와 플랜트(9)에서 피드백 되어 상기 제3신호처리부(5)에 입력되는 오차신호가 또한 입력되어 비례적분제어기와 병렬로 합하여지는 미분제어기(61)로 구성되는 미분선행 제어부(6);The signal output from the third signal processor 5 is fed back from the proportional integral controller 60 and the plant 9 to perform the proportional integral function and an error signal input to the third signal processor 5 is also provided. A differential leading control section 6 composed of a differential controller 61 inputted and summed in parallel with the proportional integral controller;

상기 미분선행제어부(6)의 비례적분제어기(60)와 미분제어기(61)에서 출력되는 신호가 입력되어 이들 신호를 합산한 값을 출력하는 제4신호처리부(7);A fourth signal processor (7) for inputting signals output from the proportional integral controller (60) and the differential controller (61) of the differential leading controller (6) to output the sum of these signals;

상기 제4신호처리부(7)에서 출력되는 신호와 외부로부터의 신호가 입력되어 합산된 신호를 플랜트(9)에 출력하는 제5신호처리부(8)를 포함하는 것이다.And a fifth signal processor 8 for outputting the sum signal obtained by inputting the signal output from the fourth signal processor 7 and the signal from the outside to the plant 9.

이와 같은 본 발명의 장치는 설정치를 잘 추종 할 수 있도록 하는 목표치 필터부(1)에서 출력되는 F(s)의 출력신호를 받아서, 비례적분 제어기능을 하는 비례적분제어기(60)와 피드백 기능을 하는 미분제어기(61)와 합하여 미분선행제어부(6)에서 미분을 선행함으로써 외란 제거 기능을 수행할 수 있게 되는 것이다.The apparatus of the present invention receives the output signal of F (s) output from the target value filter unit 1, which can follow the set value well, and provides a proportional integral controller 60 and a feedback function for the proportional integral control function. In addition to the differential controller 61, the differential leading controller 6 is able to perform the disturbance removal function by preceding the differential.

본 발명의 특징은 첨부된 도면에 의하여 설명되는 실시예에 의하여 명확하게 이해될 수 있다.The features of the present invention can be clearly understood by the embodiments described by the accompanying drawings.

도 1은 본 발명이 적용되는 목표치 필터형 2자 유도 PID 제어 장치의 블럭도를 나타내고 있다.1 is a block diagram of a target filter type two-way induction PID control apparatus to which the present invention is applied.

목표치 필터부(1)는 설정치(Rs)가 각각 입력되는 제1전달함수부(10), 제2전달함수부(11), 제3전달함수부(12)로 구성된다.The target value filter unit 1 includes a first transfer function unit 10, a second transfer function unit 11, and a third transfer function unit 12 to which the set value Rs is input.

제1전달함수부(10)는 모델식 으로 되는데, 이러한 모델식에서 α는 필터 1상수이고, T i 는 미분상수이다.The first transfer function unit 10 is a model Where α is the filter 1 constant and T i is the derivative constant.

제2전달함수부(11)는 모델식 으로 되는데, 이러한 모델식에서 β는 필터 2상수이고, T d 는 적분상수이다.The second transfer function unit 11 is a model In this model, β is the filter two constant and T d is the integral constant.

제3전달함수부(12)는 모델식 으로 되는데, 이러한 모델식에서 η는 필터 3상수이고, T d 는 미분상수이며, γ는 필터 4상수이다.The third transfer function unit 12 is a model In this model, η is the filter constant, T d is the differential constant, and γ is the filter constant.

제2전갈함수부(11)외 제3전달함수부(12)에서 출력되는 신호는 제1신호처리부(2)에서 합산되어 제4전달함수부(3)로 입력된다.The signals output from the second transfer function unit 11 and the third transfer function unit 12 are summed by the first signal processing unit 2 and input to the fourth transfer function unit 3.

제4전달함수부(3)는 모델식 으로 되는데, 이러한 모델식에서 T i 는 미분상수를 나타낸다.The fourth transfer function unit 3 is a model In this model, T i represents the differential constant.

목표치 필터부(1)에서 출력되는 신호, 즉 제1전달함수부(10)와 제4전달함수부(3)에서 출력되는 신호는 제2신호처리부(4)에서 합산되어 출력되어 제3신호처리부(5)에 입력된다.The signal output from the target value filter unit 1, that is, the signals output from the first transfer function unit 10 and the fourth transfer function unit 3, are summed and output from the second signal processor 4 to generate a third signal processor. It is input to (5).

제3신호처리부(5)는 상기 제2신호처리부(4)에서 출력되는 신호와 플랜트(9)에서 출력되어 피드백되는 신호가 입력되어 비교 연산을 수행한 결과를 출력한다.The third signal processor 5 outputs a result of performing a comparison operation by inputting a signal output from the second signal processor 4 and a signal output from the plant 9 and fed back.

미분선행제어부(6)는 비례적분제어기(60)와 미분제어기(61)로 이루어지는데, 비레적분제어기(60)의 모델식은 으로 되어 일반적인 PI 제어기 기능과 같다.The differential leading controller 6 is composed of a proportional integral controller 60 and a differential controller 61. The model formula of the non-integral controller 60 is It is the same as general PI controller function.

미분 제어기(61)의 모델식은 으로 되어 일반적인 미분 제어기(61) 기능과 같으나 도면에서 보는 바와 같이 더해지는 점이 다르다.The model formula of the derivative controller 61 is This is the same as the general differential controller 61 function, but differs in that it is added as shown in the drawing.

상기 제3신호처리부(5)와 플랜트(9)에서 출력되어 피드백 되는 신호는 각각 미분선행제어부(6)에 입력된다. 즉 제3신호처리부(50에서 출력되는 신호는 비례적분 제어기(60)로 입력되고, 플랜트(9)에서 피드백 되는 신호는 제3신호처리기(5) 및 미분 제어기(61)에 각각 분기되어 입력된다.The signals output from the third signal processing unit 5 and the plant 9 and fed back are input to the differential front control unit 6, respectively. That is, the signal output from the third signal processor 50 is input to the proportional integral controller 60, and the signal fed back from the plant 9 is branched to the third signal processor 5 and the differential controller 61, respectively. .

비레적분제어기(60)와 미분 제어기(61)에서 출력되는 신호는 제4신호처리부(7) 및 제5신호처리부(8)를 거쳐서 플랜트(9)에 입력된다.The signals output from the non-integral controller 60 and the derivative controller 61 are input to the plant 9 via the fourth signal processing unit 7 and the fifth signal processing unit 8.

이와 같은 본 발명에 의하여 필터는 설정치에 따라 정밀하게 제어되고, 외란에 대해서는 비례적분 제어기(60)와 미분 제어기(61)가 합해져서 외란을 제거하는 기능을 수행한다.According to the present invention, the filter is precisely controlled according to the set value, and the disturbance disturber 60 is combined with the proportional integral controller 60 and the differential controller 61 for disturbance.

외란 억제 제어특성에 대하여 살펴 본다.The disturbance suppression control characteristics will be described.

도 1에서 응답식은 아래의 수학식 1과 같다.In FIG. 1, the response equation is shown in Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

상기 수학식 1에서 보는 바와 같이 외란 억제 제어 특성의 응답은 목표치 R에 대한 성분과 외란 D에 대한 성분으로 나누어진다.As shown in Equation 1, the response of the disturbance suppression control characteristic is divided into a component for the target value R and a component for the disturbance D.

수학식 1에서 외란에 대해 조작 가능한 것은 두번째 항의 K(s)+H(s)이므로 다음의 수학식 2에서 파라메터를 적당히 조절하여 외란에 대한 강인한 제어를 할 수 있도록 한다.Since Equation 1 can be manipulated for disturbance in the second term, K ( s ) + H ( s ), so that the following Equation 2 can be appropriately adjusted to provide robust control of disturbance.

[수학식 2][Equation 2]

목표치 추종 특성은 다음과 같다.The target tracking characteristics are as follows.

상기 수학식 2에서 목표치에 관계된 항은 분모에서 미분선행 제어기(60)에서 출력되는 값(K(s))과 미분제어기(61)에서 출력되는 값(H(s))의 합으로 표현되는 K(s)+H(s)항과, 분자에서목표치 필터부(1)의 값(F(s))과 K (s)항이다.The term related to the target value in Equation (2) is K expressed as the sum of the value ( K ( s )) output from the derivative leading controller 60 and the value ( H ( s )) output from the differential controller 61 in the denominator. ( s ) + H ( s ) terms, and the values ( F ( s )) and K ( s ) terms of the target filter unit 1 in the molecule.

분모는 앞서 외란에 적합하도록 선정되어 있으므로 분자 F(s), K(s)만을 고려해서 다음의 수학식 3을 구할 수 있다.Since the denominator is previously selected to be suitable for disturbance, the following equation 3 can be obtained by considering only the molecules F ( s ) and K ( s ).

[수학식 3][Equation 3]

상기 수학식 2와 수학식 3에서F(s)를 구하면 다음의 수학식 4와 같다.When F ( s ) is obtained in Equations 2 and 3, Equation 4 is obtained.

[수학식 4][Equation 4]

여기서, α는 2자 유도 제어기의 비례이득으로 외란억제 최적 비례이득 K p 를 목표치 추종최적이득 K p *변환하기 위한 계수이고, β는 2자 유도 제어기의 적분이득으로 외란억제 최적 적분이득 K i 를 목표치 추종최적이득 K i *로 변환하기 위한 계수이며, γ는 2자 유도 제어기의 미분이득으로 외란억제 최적 미분이득 K d 를 목표치 추종최적이득 K d *로 변환하기 위한 계수를 나타낸다.Where α is the coefficient for transforming the disturbance suppression optimal proportional gain K p to the target value following optimal gain K p * by proportional gain of the two-way induction controller, and β is the optimal integral gain K i for the disturbance suppression Is a coefficient for transforming the target tracking optimal gain K i *, and γ represents a coefficient for converting the disturbance suppression optimal differential gain K d into the target tracking optimal gain K d * by the derivative gain of the two-way induction controller.

따라서 이들 α,β,γ를 적당히 조절하면 목표치에 잘 추종할 수 있게 된다.Therefore, if these α, β, and γ are appropriately adjusted, the target value can be well followed.

각 계수의 최적 조정을 살펴본다.Examine the optimal adjustment of each coefficient.

2자 유도 제어를 하기 위해서는 수학식 4를 만족하도록 각 계수를 결정하면 되므로 이에 대한 검토가 필요하다,In order to perform two-way induction control, each coefficient must be determined to satisfy Equation 4.

우선 적분값의 결정을 살펴본다. 목표치 추종시 가장 최적인 2-자 유도 적분값을 I *라 하면 적분값 I와의 관계에서 β와 적분시간 T i 를 다음의 수학식 5와 같이 정한다.First we look at the determination of the integral value. If the most optimal 2-character integrating integral value is I * when following the target value, β and integral time T i are determined as shown in Equation 5 below in relation to the integral value I.

[수학식 5][Equation 5]

여기서, β = O( T i : 불변)Where β = O ( T i : invariant)

β > O(T i : 대-大)β> O ( T i : large-large)

β < O(T i : 소-小) 이다.β <O ( T i : small-small).

다음으로 α, γ의 결정은 수학식 4에서 다음과 같이 정한다.Next, the determination of α and γ is determined as follows in Equation 4.

[수학식 6][Equation 6]

[수학식 7][Equation 7]

단, K p 는 외란 억제 최적이득However, K p is the optimum gain of disturbance suppression

K * p 는 목표치 추종 최적이득 K * p is the target tracking optimal gain

T d 는 외란 억제 최적 미분시간 T d is the disturbance suppression optimum derivative time

T * d 는 목표치 추종 최적 미분시간 T * d is the target derivative optimum derivative time

프로세스에 따라 이들 값은 다르므로 우선 외란에 대하여 목표치 추종 최종이득(K p ), 외란 억제 최적 미분시간(T i ), 목표치 추종 최적 미분시간(T d )을 조정한후, 목표치에 대해 각각의 2자 유도 제어기의 비례이득(α), 2자 유도 제어기의 적분이득(β), 2자 유도 제어기의 미분이득(γ)을 결정해야 한다.Since these values vary depending on the process, first adjust the target follow-up final gain ( K p ), the disturbance suppression optimum derivative time ( T i ), the target follow-up optimal derivative time ( T d ) for the disturbance, The proportional gain (α) of the magnetic induction controller, the integral gain (β) of the two-way induction controller, and the differential gain (γ) of the two-way induction controller should be determined.

실험에 의하여 얻어진 결과에 의하여 2자 유도 PID 제어기에서 추천할 수 있는 비례이득(α), 적분이득(β), 미분이득(γ)의 실험적 수치는 표 1과 같으며, 이를 그래프로 나타내면 도 2와 같다.The experimental values of proportional gain (α), integral gain (β) and differential gain (γ) which can be recommended in the two-character induction PID controller according to the experimental results are shown in Table 1, and the graphs are shown in FIG. Same as

[표 1]TABLE 1

이상에서 설명한 사항에 대하여 튜우닝을 하는 방법은 2자 유도 PID 계수가 불변적인 경우와, 2자 유도 PID 계수가 가변적인 경우가 있다.In the tuning method described above, there are cases where the two-character derived PID coefficients are invariable and the two-character derived PID coefficients are variable.

우선 2자 유도 PID 계수가 불변일 경우는 표 1에서 비례이득(α), 적분이득(β), 미분이득(γ)을 고정하여 2자 유도 PID 제어를 이용하는 것으로, 종래의 PID 제어의 경우와 같이 목표치 추종 최종 이득(K p ), 외란 억제 최적 미분시간(T i ), 목표치 추종 최적 미분시간(T d )을 결정한다. 이 경우는 목표치 추종 최종 이득(K p ), 외란 억제 최적 미분시간(T i ), 목표치 추종 최적 미분시간(T d )이 외란 억제를 최적으로 하도록 결정하면 목표치도 거의 최적으로 추종된다.First, if the two-character induction PID coefficient is invariant, the proportional gain (α), integral gain (β), and differential gain (γ) are fixed in Table 1 to use two-character induction PID control. Similarly, the target follow-up final gain K p , the disturbance suppression optimum differential time T i , and the target follow-up optimal derivative time T d are determined. In this case, if the target value final gain K p , the disturbance suppression optimum differential time T i , and the target value tracking optimum differential time T d are determined to optimize disturbance suppression, the target value is also almost optimally followed.

그리고 2자 유도 PID 계수가 가변적일 경우는 외란 억제와 목표치 추종을 엄격히 제어해야 될 시스템에 적용되며, 가변 2자 유도 제어기를 이용한다.If the two-character induction PID coefficient is variable, it is applied to the system to strictly control disturbance suppression and target tracking, and uses the variable two-character induction controller.

이것은 목표치 추종 최종 이득(K p ), 외란 억제 최적 미분시간(T i ), 목표치 추종 최적 미분시간(T d )을 외란에 대해 최적이 되도록 조정하는 단계, 2자 유도 계수인 비례이득(α), 적분이득(β), 미분이득(γ)을 표 1의 값으로 결정하는 단계, 그리고 목표치 변화에 대해 목표치 추종 특성이 최적이 되도록 상기 비례이득(α), 적분이득(β), 미분이득(γ)을 다시 미세하게 조정하는 단계에 의한다.This adjusts the target tracking final gain ( K p ), the disturbance suppression optimal derivative time ( T i ), the target tracking optimal derivative time ( T d ) to be optimal for disturbance, the proportional gain (α) which is a two-way induction coefficient. Determining the integral gain (β), derivative gain (γ) as the values shown in Table 1, and the proportional gain (α), integral gain (β), derivative gain ( γ) is finely adjusted again.

이상에서 사ㄹ펴 본 바와 같은 본 발명에 의하면 외관과 설정치에 대한 조건을 모두 만족시켜줄 수 있는 2자 유도 제어기를 구성할 수 있게 되어 일반적인 플랜트는 물론 모터제어 및 제어가 필요한 모든 자동화 설비에 고르게 사용될 수 있다.According to the present invention as described above, it is possible to configure a two-way induction controller that can satisfy both the appearance and the conditions for the set value, so that it can be used evenly in general plants as well as all automation equipments requiring motor control and control. Can be.

도 1은 본 발명이 적용되는 목표치 필터형 2자 유도 PID 제어 장치의 블럭도1 is a block diagram of a target filter type 2 character induction PID control apparatus to which the present invention is applied.

도 2는 PI-PID 제어 선도2 is a PI-PID control diagram

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

1 : 목표치 필터부 2 : 제2신호처리부1: target value filter unit 2: second signal processing unit

3 : 제4전달함수부 4 : 제2신호처리부3: fourth transfer function unit 4: second signal processing unit

5 : 제3신호처리부 6 : 미분선행 제어부5: third signal processor 6: differential leading controller

7 : 제4신호처리부 8 : 제5신호처리부7: fourth signal processing unit 8: fifth signal processing unit

9 : 플랜트 10 : 제1전달함수부9: plant 10: first transfer function unit

11 : 제2전달함수부 12 : 제3전달함수부11: second transfer function unit 12: third transfer function unit

60 : 비례적분 제어기 61 : 미분 제어기60: proportional integral controller 61: derivative controller

Claims (2)

비례이득(α), 적분이득(β), 미분이득(γ)의 값을 결정하는 단계;Determining values of proportional gain (α), integral gain (β), and differential gain (γ); 상기 단계에서의 비례이득(α), 적분이득(β), 미분이득(γ)의 값을 초기 설정치의 값으로 입력하여 추종되는 목표치를 산출하기 위한 다수개의 모델식에 대입하여 연산하는 단계;Calculating values of proportional gain (α), integral gain (β), and differential gain (γ) as initial setting values and assigning them to a plurality of model equations for calculating a target value to be followed; 설정치 및 프로세스의 수행 과정에서 피드백 되는 제어신호 사이의 편차에 의하여 2-자 유도 PID 제어기의 작동을 실행하여 프로세스에 입력되는 제어신호를 출력하는 단계;Outputting a control signal input to the process by executing an operation of the 2-character induction PID controller according to a deviation between the set value and the control signal fed back in the process of performing the process; 목표치 변화에 대해 목표치 추종 특성이 최적이 되도록 상기 비례이득(α), 적분이득(β), 미분이득(γ)을 다시 미세하게 조정하여 PID 파라메터를 최적값으로 설정하는 단계;Adjusting the proportional gain (α), integral gain (β), and differential gain (γ) again to finely adjust the PID parameter to an optimum value so that the target value following characteristic is optimal for a target value change; 그리고, 설정치와 프로세스의 변화에 따르는 비교 연산을 통하여 프로세스의 분석을 개시하여 파라메터를 다시 튜닝하고, 해당 프로세스의 제어를 최적화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 목표치를 위한 필터를 가지는 2자 유도 PID 제어기를 이용한 산업용 설비의 제어 방법.And starting the analysis of the process through comparison operation according to the change of the set value and the process, retuning the parameters, and optimizing the control of the corresponding process. Control method of industrial equipment using controller. 설정치가 입력되는 제1전달함수부, 제2전달함수부, 제3전달함수부로 구성되어 목표치 필터 신호를 출력하는 목표치 필터부;A target value filter unit configured to include a first transfer function unit, a second transfer function unit, and a third transfer function unit to which a set value is input and output a target value filter signal; 상기 목표치 필터부의 제2전달함수부와 제3전달함수부에서 출력되는 필터신호를 처리하는 제1신호처리부;A first signal processor configured to process the filter signal output from the second transfer function unit and the third transfer function unit of the target value filter unit; 상기 제1신호처리부에서 출력되는 신호가 입력되어 신호를 변환시키는 제4전달함수부;A fourth transfer function unit for converting a signal by receiving a signal output from the first signal processor; 상기 목표치 필터부의 제1전달함수부와 제4전달함수부에서 출력되는 신호가 입력되는 제2신호처리부;A second signal processor configured to input signals output from the first transfer function unit and the fourth transfer function unit of the target value filter unit; 상기 제2신호처리부에서 출력되는 신호와 플랜트에 출력되어 피드백 되는 오차신호가 입력되고, 입력된 신호를 차감하여 출력하는 제3신호처리부;A third signal processor for inputting a signal output from the second signal processor and an error signal fed back to the plant and subtracting the input signal; 상기 제3신호처리부에서 출력되는 신호가 입력되어 비례적분 기능을 수행하는 비례적분제어기와 플랜트에서 피드백 되어 상기 제3신호처리부에 입력되는 오차신호가 또한 입력되어 비례적분제어기와 병렬로 합하여지는 미분제어기로 구성되는 미분선행 제어부;A proportional integral controller that inputs a signal output from the third signal processor to perform a proportional integral function and a differential controller that is fed back from the plant and inputs an error signal input to the third signal processor to be added in parallel with the proportional integral controller Differential leading controller consisting of; 상기 미분선행제어부의 비례적분제어기와 미분제어기에서 출력되는 신호가 입력되어 이들 신호를 합산한 값을 출력하는 제4신호처리부;A fourth signal processor for inputting signals output from the proportional integral controller and the derivative controller of the differential leading controller and outputting a sum of these signals; 상기 제4신호처리부에서 출력되는 신호와 외부로부터의 신호가 입력되어 합산된 신호를 플랜트에 출력하는 제5신호처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 목표치를 위한 필터를 가지는 2자 유도 PID 제어기를 이용한 산업용 설비의 제어 장치.And a fifth signal processing unit for outputting the sum signal obtained by inputting the signal output from the fourth signal processing unit and the external signal to the plant. Control unit of equipment.
KR1020040022459A 2004-03-31 2004-03-31 Method and device for controlling of industrial system using 2-dof pid controller with target filter KR20050096780A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040022459A KR20050096780A (en) 2004-03-31 2004-03-31 Method and device for controlling of industrial system using 2-dof pid controller with target filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040022459A KR20050096780A (en) 2004-03-31 2004-03-31 Method and device for controlling of industrial system using 2-dof pid controller with target filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050096780A true KR20050096780A (en) 2005-10-06

Family

ID=37276792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040022459A KR20050096780A (en) 2004-03-31 2004-03-31 Method and device for controlling of industrial system using 2-dof pid controller with target filter

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20050096780A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114371624A (en) * 2022-01-10 2022-04-19 润电能源科学技术有限公司 Closed-loop identification method for water level of heater and related equipment

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114371624A (en) * 2022-01-10 2022-04-19 润电能源科学技术有限公司 Closed-loop identification method for water level of heater and related equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2105810A2 (en) Apparatus and method for controlling a system
Dulău et al. Fractional order controllers versus integer order controllers
KR900005546B1 (en) Adaptive process control system
EP2105809A2 (en) Method and apparatus for controlling system
KR101478450B1 (en) Design method of variable pid gains for multivariable nonlinear systems
JPH0298701A (en) Controller
Vu et al. Smith predictor based fractional-order PI control for time-delay processes
Hu et al. PID controller design based on two-degrees-of-freedom direct synthesis
CN110300932B (en) Method for designing filter of delay compensator, feedback control method using the same, and motor control device
EP0592245A2 (en) Process control apparatus
KR20050096780A (en) Method and device for controlling of industrial system using 2-dof pid controller with target filter
JP4982905B2 (en) Control method and control apparatus
WO2019087554A1 (en) Feedback control method and motor control device
Tabatabaei et al. Design of fractional order proportional–integral–derivative controller based on moment matching and characteristic ratio assignment method
Petr ໑ š Practical aspects for implementation of fractional-order controllers
JPH09146610A (en) Multivariable nonlinear process controller
JPH0434766B2 (en)
US6847851B1 (en) Apparatus for improved general-purpose PID and non-PID controllers
JP3234109B2 (en) Process control equipment
Pathiran Improving the regulatory response of PID controller using Internal Model Control principles
RU2031434C1 (en) System of adaptive control of non-stationary non-linear objects
RU50323U1 (en) COMBINED COORDINATE-PARAMETRIC CONTROL SYSTEM FOR NON-STATIONARY NONLINEAR OBJECT
RU2612340C1 (en) Adaptive control system
Vilanova et al. Considerations on the disturbance attenuation problem for PI/PID controllers for a generic load disturbance dynamics
EP1550924A1 (en) Optimal instruction creation device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
J801 Dismissal of trial

Free format text: REJECTION OF TRIAL FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20060724

Effective date: 20061201