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시간응답 설계규격을 만족하는 PI, PD, PID제어기 설계
Design of PI, PD and PID Controllers with Time Response Specifications

김근식   (대천대학 컴퓨터전자전계열UU0000429  ); 조태신   (충북대학교 전자공학과UU0001309  ); 김영철   (충북대학교 전기전자컴퓨터공학부UU0001309  );
  • 초록

    This paper considers the problem of determining a set of PI, PD and PID controller gains, for a given linear time invariant plant, that meets or exceeds the closed loop step response specifications. The proposed method utilizes two recent results: for a given system, (1) finding a set of stabilizing PI, PD and PID gains and (2) the relationship between time response (overshoot and speed) and the coefficients of the characteristic polynomial. The method allows us to extract a subset of PI, PD and PID gains that meets stability as well as time domain performance requirements. The intersections of two dimensional sets described by linear and quadratic inequalities in the controller design space are need to be Identified through numerical computation. The procedure is illustrated by examples.


  • 주제어

    PI .   PD .   PID .   CRA .   characteristic ratios.  

  • 참고문헌 (13)

    1. J. L. Goldberg, Matrix Theory with Applications, McGraw-Hill, Inc., 1992 
    2. D. D. Siljak, Nonlinear Systems : The Parameter Analysis and Design, John Wiley and Sons, Inc., NY., 1969 
    3. G. C. Goodwin, S. F. Graebe, M.E. Salgado, Control System Design, Prentice Hall, New Jersey, 2001 
    4. A. Datta, M. T. Ho, and S.P. Bhattacharyya, Structure and Synthesis of PID Controllers, London, U.K. : Springer-Verlag, 2000 
    5. D. S. Bernstein and W. M. Haddad, 'LQG control with an $H_{infty} performance bound: a Riccati equation approach,' IEEE Trans. Automatic Control, vol. AC-34, pp. 293-305, March 1989 
    6. P. Dorato, Analytic Feedback System Design: An Interpolation Approach, Brooks Cole Publishing, Pacific Grove, CA, 2000 
    7. H. Chestnut and R. W. Mayer, Servomechanisms and Regulating System Design, vol. 1, John Wiley & Sons, Inc., NY, 1959 
    8. A. V. Lipatov and N. I. Sokolov, 'Some sufficient conditions for stability and instability of continuous linear stationary systems,' Automation and Remote Control, vol. 39, pp. 1285-1291, 1979 
    9. Y. C. Kim, L. H. Keel, and S. P. Bhattacharyya, 'Transient Response Control via Characteristic Ratio Assignment,' Proc. of the 2002 American Control Conference, Anchorage, Alaska, 2002 
    10. Y. C. Kim, L. H. Keel, and S. Manabe, 'Controller design for time domain specifications,' Proc. of IFAC World Congress, Barcelona, Spain, July, 2002 
    11. P. Naslin, Essentials of Optimal Control, Boston Technical Publishers, Inc., Cambridge, M.A, 1969 
    12. S. Manabe, 'Coefficient diagram method', Proc. of the 14th IFAC Symposium on Automatic Control in Aerospace, pp. 199-210, Seoul, Korea, 1998 
    13. P. Naslin, The Dynamics of Linear and Non-Linear Systems, Gordon and Breach Science Publishers, New York, NY, 1965 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (3)

    1. 2004. "Parametric Sensitivity Analyses of Linear System relative to the Characteristic Ratios of Coefficient (I) : A General Case" 제어·자동화·시스템공학 논문지 = Journal of control, automation and systems engineering, 10(3): 205~215     
    2. 2004. "The Parametric Sensitivity Analyses of linear System Relative to the Characteristic Ratios of Coefficient(II) : K-Polynomial Case" 제어·자동화·시스템공학 논문지 = Journal of control, automation and systems engineering, 10(4): 295~303     
    3. Kim, Young-Chol ; Cho, Tae-Shin ; Kim, Keunsik 2006. "New Low-Order Stabilizers and Its Application to the First-Order and PID Controllers with Time Response Specifications" 전기학회논문지. The transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers. D / D, 시스템 및 제어부문, 55(1): 1~13     

 저자의 다른 논문

  • 김영철 (4)

    1. 2001 "QFT를 이용한 파라미터 불확실성을 갖는 비최소위상 제어시스템의 강인한 제어기 설계" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SC, 시스템 및 제어 38 (3): 1~12    
    2. 2004 "계수의 특성비에 대한 선형계의 파라미터적 감도해석(I): 일반적인 경우" 제어·자동화·시스템공학 논문지 = Journal of control, automation and systems engineering 10 (3): 205~215    
    3. 2004 "계수의 특성비에 대한 선형계의 파라미터적 감도해석(II) : K-다항식의 경우" 제어·자동화·시스템공학 논문지 = Journal of control, automation and systems engineering 10 (4): 295~303    
    4. 2006 "새로운 저차 안정화기와 시간응답을 위한 1차 및 PID 제어기 설계" 전기학회논문지. The transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers. D / D, 시스템 및 제어부문 55 (1): 1~13    

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