scholarly journals A New PID Controller Design with Constraints on Relative Delay Margin for First-Order Plus Dead-Time Systems

Processes ◽  
2019 ◽  
Vol 7 (10) ◽  
pp. 713 ◽  
Author(s):  
Wu ◽  
Li ◽  
Xue

The maximum sensitivity function as the conventional robustness index is often used to test the robustness and cannot be used to tune the controller parameters directly. To reduce analytical difficulties in dealing with the maximum sensitivity function and improve the control performance of the proportional-integral-derivative controller, the relative delay margin as a good alternative is proposed to offer a simple robust analysis for the proportional-integral-derivative controller and the first-order plus dead-time systems. The relationship between the parameters of the proportional-integral-derivative controller and the new pair, e.g., the phase margin and the corresponding gain crossover frequency, is derived. Based on this work, the stability regions of the proportional-integral-derivative controller parameters, the proportional gain and the integral gain with a given derivative gain, are obtained in a simple way. The tuning of the proportional-integral-derivative controller with constraints on the relative delay margin is simplified into an optimal disturbance rejection problem and the tuning procedure is summarized. For convenience, the recommended parameters are also offered. Simulation results demonstrate that the proposed methodology has better tracking and disturbance rejection performance than other comparative design methodologies of the proportional-integral/proportional-integral-derivative controller. For example, the integrated absolute errors of the proposed proportional-integral-derivative controller for the tracking performance and disturbance rejection performance are less than 91.3% and 91.7% of the integrated absolute errors of other comparative controllers in Example 3, respectively. The proposed methodology shows great potential in industrial applications. Besides, the proposed method can be applied to the design of the proportional-integral-derivative controller with filtered derivative which is recommended for practical applications to weaken the adverse influence of the high-frequency measurement noise.

2020 ◽  
Vol 42 (13) ◽  
pp. 2465-2474
Author(s):  
Halil Erol

This article is devoted to stability analysis of generator excitation control system that has some time delay with fractional order proportional integral derivative controller by using direct method. When the time delay exceeds certain critical values, the excitation control system becomes unstable. In order to obtain more delay margin, in control part of the system, fractional order proportional integral derivative controller is used. A formulation is obtained to find out the maximum time delay which is known as delay margin with which the system can tolerate without any loss in its stability. All the possible stability regions analytically in the parametric space of the time delay is obtained by using an exact method and it is presented in this study. The method is formulated in frequency domain. The time-domain simulations are implemented to validate theoretical delay margin results in Matlab/Simulink. When it is compared with previous researches in literature, better stability margin is obtained. The results have shown that fractional order PID controller gives wide stability area than integer order PID controller.


Author(s):  
Manoj D Patil ◽  
K. Vadirajacharya ◽  
Swapnil Khubalkar

In recent times, fractional order controllers are gaining more interest. There are several fractional order controllers are available in literature. Still, tuning of these controllers is one of the main issues which the control community is facing. In this paper, online tuning of five dierent fractional order controllers is discussed viz. tilted proportional-integral-derivative (T-PID) controller, fractional order proportional-integral (FO-PI) controller, fractional order proportional-derivative (FO-PD) controller, fractional order proportional-integral-derivative (FO-PID) controller. A reference tracking method is proposed for tuning of fractional order controllers. First order with dead time (FOWDT) system is used to check feasibility of the control strategy.


2018 ◽  
Vol 14 (1) ◽  
pp. 1-11
Author(s):  
Galih Irfan Firdaus

Roket merupakan sebuah peluru kendali atau suatu kendaraan terbang yang mendapatkan dorongan melalui reaksi roket secara cepat dengan bahan fluida dari keluaran mesin roket. Sistem Kendali Sirip Roket berbasis Mikrokontroller ATmega8 berguna untuk mengendalikan sirip roket khususnya bagian aileron.  Dibutuhkan komponen – komponen pendukung berupa Sensor Accelerometer, Sensor Gyroscope, ATmega8 dan Motor Servo. Alat pengendali sirip roket ini dapat digunakan untuk mengendalikan sirip roket bagian aileron pada saat posisi roket tidak stabil atau terjadi gerakan naik turun pada saat setelah diluncurkan, sehingga dapat menghasilkan penerbangan yang maksimal dalam mencapai sasaran.Perancangan yang  digunakan adalah jenis pengendalian dengan kontrol PID. PID (Proportional Integral Derivative controller) merupakan kontroller untuk menentukan presisi suatu sistem instrumentasi dengan karakteristik adanya umpan balik pada sistem tesebut. Pengontrol PID adalah pengontrol konvensional yang banyak dipakai dalam dunia industri. Karakteristik pengontrol PID sangat dipengaruhi oleh kontribusi besar dari ketiga parameter P, I dan D. Pemilihan konstanta Kp, Ki dan Kd akan mengakibatkan penonjolan sifat dari masing-masing elemen. Dalam perancangan sebuah sistem kendali menggunakan kontroller PID pada motor servo yang diharapkan mampu menggerakkan sirip naik dan sirip turun pada roket sehingga mampu menjaga kestabilan roket saat diluncurkan. Prosentase error pada proyek akhir ini adalah 0,5 %.Roket merupakan sebuah peluru kendali atau suatu kendaraan terbang yang mendapatkan dorongan melalui reaksi roket secara cepat dengan bahan fluida dari keluaran mesin roket. Sistem Kendali Sirip Roket berbasis Mikrokontroller ATmega8 berguna untuk mengendalikan sirip roket khususnya bagian aileron.  Dibutuhkan komponen – komponen pendukung berupa Sensor Accelerometer, Sensor Gyroscope, ATmega8 dan Motor Servo. Alat pengendali sirip roket ini dapat digunakan untuk mengendalikan sirip roket bagian aileron pada saat posisi roket tidak stabil atau terjadi gerakan naik turun pada saat setelah diluncurkan, sehingga dapat menghasilkan penerbangan yang maksimal dalam mencapai sasaran.Perancangan yang  digunakan adalah jenis pengendalian dengan kontrol PID. PID (Proportional Integral Derivative controller) merupakan kontroller untuk menentukan presisi suatu sistem instrumentasi dengan karakteristik adanya umpan balik pada sistem tesebut. Pengontrol PID adalah pengontrol konvensional yang banyak dipakai dalam dunia industri. Karakteristik pengontrol PID sangat dipengaruhi oleh kontribusi besar dari ketiga parameter P, I dan D. Pemilihan konstanta Kp, Ki dan Kd akan mengakibatkan penonjolan sifat dari masing-masing elemen. Dalam perancangan sebuah sistem kendali menggunakan kontroller PID pada motor servo yang diharapkan mampu menggerakkan sirip naik dan sirip turun pada roket sehingga mampu menjaga kestabilan roket saat diluncurkan. Prosentase error pada proyek akhir ini adalah 0,5 %.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document