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[국내논문] 시간지연시스템의 외란응답 특성 개선을 위한 외란 관측기 설계에 관한 연구
A Design of Disturbance Observer to Improve of Disturbance Response for Time Delay Systems 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.21 no.4, 2017년, pp.424 - 427  

이순영 (Dept. of Electrical Engineering, Gyeongsang National University, RIGET)

초록
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원점이나 원점 근방에 있는 극을 포함하고 있는 시간지연시스템에 대하여 스미스 예측제어기를 적용할 경우 외란에 의한 정상상태 오차가 발생한다. 또한 모델링 오차가 존재할 경우에도 외란에 의한 오차 발생으로 인하여 제어기 구성이 어렵게 된다. 이에, 본 논문에서는 이러한 시스템들에 대한 외란의 영향을 제거하기 위한 새로운 제어기를 구성하였다. 외란을 측정할 수 있는 외란관측자를 제안하였으며, 관측된 외란을 이용하여 외란의 효과를 소거할 수 있는 제어기를 구성하였다. 그 결과, 외란 및 모델링 오차의 영향을 제거할 수 있는 새로운 제어기를 설계할 수 있었다. 구성된 제어기를 발전소 과열기 및 증기압 제어에 적용하여 제안한 시스템의 효용성을 입증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Smith predictor can't be applied to the time delay systems that have poles near the origin or a pure integrator or a modeling error, because of occurring the steady state error for the step disturbance. In this paper, a new Smith predictor controller for these systems is designed to eliminate the ef...

주제어

#Smith predictor   #time delay   #disturbance   #disturbance observer   #modeling error  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 모델링오차를 갖는 시간지연시스템 제어를 위한 새로운 스미스 예측제어기를 제안하였다. 플랜트에 인가된 외란을 검출하기 위한 외란 관측자를 구성하였으며, 검출된 외란을 사용하여 스미스 예측 제어기를 구성하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
스미스 예측 제어기의 장점은? 일반적으로 시간지연시스템의 제어로는 스미스 예측 제어기가 주로 사용되고 있다. 이 제어기의 주된 장점은 시간지연 항이 특성방정식에서 소거되어 마치 시간 지연이 없는 시스템처럼 제어기를 구성할 수 있는 것이다. 그러나 플랜트 전달함수가 원점이나 혹은 원점에 가까운 극을 포함하고 있을 경우에는 외란에 대하여 정상상태 오차가 발생하게 되고 또한 내부적으로 불안정해진다[1].
시간지연시스템의 제어로 무엇이 주로 사용되는가? 일반적으로 시간지연시스템의 제어로는 스미스 예측 제어기가 주로 사용되고 있다. 이 제어기의 주된 장점은 시간지연 항이 특성방정식에서 소거되어 마치 시간 지연이 없는 시스템처럼 제어기를 구성할 수 있는 것이다.
스미스 예측제어기 구성 시 모델링 오차가 존재하게 되면 무엇이 발생하는가? 이런 문제 들을 해결하기 위하여 많은 연구들이 수행되고 있으나 조정해야 하는 파라메타들이 너무 많아지거나, 제어기 구성이 너무 복잡하게 되어 실제 적용에 제한이 되고 있다[2]. 특히, 스미스 예측제어기 구성 시 모델링 오차가 존재하게 되면 외란에 의한 정상상태 오차가 발생하게 된다. 실제 시스템 제어에서는 모델링 오차가 항상 존재하므로 스미스 예측제어기 사용에 제약을 받게 된다.
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참고문헌 (5)

  1. S. Majhi and D. P. Atherton, "Modified Smith predictor and controller for process with time delay," IEE Proceedings - Control Theory and Applications . Vol. 146, No. 5, pp. 359-366, Sep. 1999. DOI: 10.1049/ip-cta:19990502 

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  2. Kenji Natory and Kouhei Ohnishi, " A Design Method of Communication Disturbance Observer for Time Delay Compensation, Taking the Dynamic Property of Network Disturbance Into Account," IEEE Trans. on Industrial Electronics. Vol.55,No.5,pp.2152-2168, May.2008 DOI: 10.1109/TIE.2008.918635 

    상세보기 crossref

  3. Soon-Young Lee, " Development of the Adaptive Algorithm for Time Delay Systems," j.inst.Korean.electr.electron.eng, Vol. 13, No. 1, pp. 36-40, Mar. 2009 

  4. X.L. Song, C.Y. Liu, Z.Y.Song, X.F. Song, "Robust PID control for steam superheater," Proceedings of the Third International Conference on Machine Learning and Cybernetics, 2004, pp. 26-29. DOI: 10.1109/ICMLC.2004.1382331 

  5. C. Zhang, Y. Huang, J. Xue, F. Dong, "The compound control of load disturbance compensator and predictive PI for the boiler steam pressure," Proceeding of the 6th World Congress on Intelligent Control and Automation, 2006, pp. 21-23. DOI: 10.1109/WCICA.2006.1713446 

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