초록 ▼

본 연구에서는 비선형 PID 제어기(선형 PID 제어기 포함)의 최적설계 및 조율법을 개발하고 이를 실제 산업현장에 적용하였다.비선형 PID 제어기의 최적조율은 산업체에서 가장 널리 사용하고 있는 오차자승 형태의 비선형 제어기를 최적화 기법을 이용하여 화학공정의 대표적 유형인 일차시간지연 공정과 적분공정에 대하여 최적으로 조율할 수 있는 새로운 조율방법을 개발하였고, 비선형 PID제어기의 최적 적용을 위한 guideline 을 제시하였다. 또한 화학공정의 대표적 장치인 가열로, 열교환망, 공냉기 등의 효율적인 운전을 위한 비선

본 연구에서는 비선형 PID 제어기(선형 PID 제어기 포함)의 최적설계 및 조율법을 개발하고 이를 실제 산업현장에 적용하였다.비선형 PID 제어기의 최적조율은 산업체에서 가장 널리 사용하고 있는 오차자승 형태의 비선형 제어기를 최적화 기법을 이용하여 화학공정의 대표적 유형인 일차시간지연 공정과 적분공정에 대하여 최적으로 조율할 수 있는 새로운 조율방법을 개발하였고, 비선형 PID제어기의 최적 적용을 위한 guideline 을 제시하였다. 또한 화학공정의 대표적 장치인 가열로, 열교환망, 공냉기 등의 효율적인 운전을 위한 비선형 PID 제어기를 최적 설계하여 이를직접 실제공정에 적용하여 그 성능을 확인하였다.개발된 비선형제어기인 분류균형제어기와 팬각도 위치제어기는 유사공정에 직접적으로활용될 수 있어 그 산업적 의의가 매우 클 것으로 기대된다. 또한 일반적인 PID 제어기의최적 조율에 대해서도 연구하여 원하는 폐루프 응답을 가장 정교하게 내주는 새로운 조율법을 개발하고 기존 조율방법과 비교한 결과 우수한 성능을 보임을 확인하였다.이러한 연구결과는 현재 산업체의 90%이상을 점하고 있는 선형·비선형 PID제어기의운전효율성을 대폭 향상시킬 수 있어 적용시의 경제적 효과가 매우 클 것으로 기대된다.

Abstract ▼

In this study, we develope the optimal tuning rules and designmethods for nonlinear-PID controllers(including conventional PID controllers) and applythem on real industry.We develope a new tuning rule which can optimally tune the error square type PIDcontroller, which is most widely used in

In this study, we develope the optimal tuning rules and designmethods for nonlinear-PID controllers(including conventional PID controllers) and applythem on real industry.We develope a new tuning rule which can optimally tune the error square type PIDcontroller, which is most widely used in industry among various nonlinear PIDcontrollers, for two representative process models such as the first order plus time delaysystem and the integral system. The application guideline for the nonlinear controller isalso suggested.We also design the nonlinear PID controllers for the special purpose of stabilizingand improving the operation of heaters, heat exchanger networks, and air fan coolers.The proposed controllers are applied to real process and confirmed their superiorperformances. Since the proposed pass balance controller and fan pitch positioncontroller can be directly used for corresponding devices in other processes, theirsignificance for industries in highly expected.We also develope a new tuning method for conventional PID controller to give thedesired closed loop response as close as possible. As a result, the proposed methodshows better performance comparing with the existing tuning methods.All these results can improve the operation efficiency of the PID controller whichshares control logics in chemical industry over 90%, and thus big economic effect isexpected.

목차 Contents

• I. 서론...7
• II. 연구방법 및 이론...9
• II.1 비선형 PID 제어기의 최적설계 및 응용...9
• II.2 비선형 PI 제어기의 최적조율법...13
• II.3 선형PID 제어기의 일반화된 조율 알고리즘 개발...17
• III. 결과...22
• III.1 비선형 PID 제어기의 실제적용 및 결과...22
• III.2 비선형 PID 조율법의 모사결과 및 고찰...23
• III.3 선형 PID 제어기 조율법의 결과 및 예제...25
• IV. 결론 및 고찰...31
• V. 인용문헌...32