공정제어

소개글

2011년도에 작성한 결과보고서입니다.

목차

1. 문제 정의
2. 설계 이론
1) Ziegler-Nichols method (Z-N)
2) Cohen-Coon method (C-C)
3) FOPDT(First-Order Plus Dead-Time)
4) SOPDT(Second-Order Plus Dead-Time)
5) IMC(Internal Model Control)
6) 좋은 제어기에 대한 판별기준(Criteria for Good control)
7) 오차 제곱의 합(the Sum of the Squares of the Errors: SSE)
3. 문제 해결
1) FOPDT
1-1) Cohen-Coon Method
1-2) Ziegler-Nichols Method
1-3) Internal Model Control Method
2) SOPDT
2-1) Ziegler-Nichols Method
2-2) Internal Model Control Method
4. 결론
5. 참고문헌

본문내용

1) Ziegler-Nichols method (Z-N)

1942년 Ziegler와 Nichols는 여러 유형의 공정으로부터 얻은 과도응답의 경험에 근거하여 오날에도 몇 가지 형태로 변형되어 사용되고 있는 닫힌 루프 조정법(closed-loop tuning method)을 개발하였다.
최종이득 및 최종주기 를 공정모델에 근거한 주파수 응답으로부터 계산하도록 제시하지 않고 실제 공정의 닫힌 루프 시험으로 구하려고 하였다. 이 규칙들은 아래와 같으며 실제공정에 직접 응용하여 사용할 수 있는 형태이다.

① Z-N 조정과정

a. 공정이 정상상태일 때 비례 제어만을 남기고 제어기의 적분 및 미분방식들을 제거한다. 일부 PID 제어기에서 적분시간 를 최대값으로, 미분시간 를 최소값으로 설정하기도 한다. 컴퓨터를 이용하는 제어기의 경우는 적분 및 미분 방식들을 제어기로부터 완전히 제거할 수 있다.

b. 비례제어의 이득 값을 선택한 후 계에 외란을 가하여 과도응답을 관찰한다. 만약응답이 쇠퇴하면 보다 높은 값을 선택하여 계의 응답을 관찰한다. 지속적으로 진동하는 응답이 처음 나타날 때까지 조금씩 이득을 증가시킨다. 지속적인 진동에 대응하는 이득값과 지동주기가 최종이득와 최종주기이다.

c. 단계 b에서 구한 , 및 값으로부터 아래 표를 이용하여 제어기의 설정값들을 구한다.

참고 자료

- Process System analysis and control, Donald R. coughanowr저, Mc-Graw Hill. 3rd Edition.
- PID tuning rules for SOPDT systems: Review and some new results, Rames C. Panda외 3인
- Basic MATLAB. Simulink. and Stateflow. Richard Colgren