Z- N IMC
4.4. 시스템 IV
Tuning
Methods Parameters
Proposed 54.03 27.22 31.28 14.35 14.46 16.71 37.76 8.18
Korkmaz
- -28.80 7.20 6.49 6.49 7.97 7.97 - -표 4.7 시스템 IV의 동조 파라미터
Table 4.7 Tuned parameters for System IV
그림 4.8은 제안된 NPID 제어기와 Korkmaz의 NPID 제어기를 사용하여 출력
와 입력 의 응답을 나타낸 것이고, 정량적인 비교값은 표 4.8에 주어진다.
비록 제안한 방법의 응답에도 약간의 오버슈트가 발생하지만 무시할 수 있을 정도로 작고 Korkmaz 등이 제안한 제어기보다 나은 성능을 나타낸다.
0 5 10
0 1 2
t
y
Proposed Korkamz
0 5 10
-20 0 20 40
t usat
Proposed Korkmaz
그림 4.8 시스템 IV에 대한 설정값 추종응답 비교
Fig. 4.8 Comparison of set-point tracking responses for System IV
Tuning Methods
Performances
[%] [s] [s] IAE Proposed 6.80 0.58 2.07 0.62 Korkmaz 16.33 0.66 4.53 0.84 표 4.8 시스템 IV의 성능
Table 4.8 Performances for System IV
실제 적용에서 계측잡음의 가능성은 항상 존재한다. 잡음에 대한 제안된 NPID의 강인함을 증명하기 위해 식 (4.4)의 시스템에 모의시험을 추가하였다.
피드백 되는 출력신호는 N(0,0.012)의 백색 가우시안 잡음에 의해 교란되는 것 으로 간주하고 시뮬레이션을 실시하였다. 그림 4.9는 그 응답을 나타낸 것이다.
0 5 10
0 1 2
t
y
Proposed Korkamz
0 5 10
-20 0 20 40
t
usat Proposed
0 5 10
-20 0 20 40
t
usat Korkamz
그림 4.9 가우시안 잡음 N(0,0.012)을 가진 시스템 IV에 대한 설정값 추종응답 비교
Fig. 4.9 Comparison of set-point tracking responses for System IV with Gaussian noise N(0,0.012)
그림 4.8과 그림 4.9를 비교해보면 Korkmaz은 응답은 많이 왜곡되지만 제안 한 방법의 응답은 거의 왜곡되지 않음을 알 수 있다. 그림 4.9에서 두 포화기의 출력을 비교해보면, Korkmaz의 응답에서 의 심한 요동을 확인할 수 있지만 제안된 NPID에서는 요동이 훨씬 약함을 알 수 있다. 정량적인 비교값은 표 4.9 에 주어진다.
Tuning Methods
Performances
[%] [s] [s] ITAE Proposed 7.65 0.58 2.53 0.63 Korkmaz 28.96 0.68 8.27 1.16 표 4.9 가우시안 잡음을 가진 시스템 IV의 성능
Table 4.9 Performances for System IV with Gaussian noise
제 5 장 결론
본 논문은 유연한 비선형성과 시변 이득을 가진 새로운 형태의 NPID 제어기 의 설계하고 설정값 변경에 따른 추종성능을 개선할 수 있도록 동조하는 방법 을 제안했다. 비선형 비례이득과 적분이득은 오차 에 따라 적절히 조절되어지 고, 미분이득은 이 될 때 큰 제동이 걸리도록 그 크기를 변경해주는 비선 형 함수를 도입하였다. NPID 제어기의 파라미터들은 RCGA를 이용하여 ITAE 평가함수를 최소로 하는 관점에서 동조되었다.
네 종류의 시스템을 대상으로 시뮬레이션을 실시한 결과 제안한 방법이 기존 의 다른 방법들보다 우수한 성능을 보이고 있음을 확인하였다.
차후 안티와인드업(Anti-windup) 기법을 결합한 추가적인 연구가 필요하다고 사료된다.
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