계수도법

Coefficient diagram method

제어이론에서 계수도법(CDM)은 파라미터 공간의 다항식 루프에 적용되는 대수적 접근법이며, 여기서 "계수도"라고 불리는 특별한 도표는 필요한 정보를 전달하기 위한 매개체이자 좋은 [1]설계의 기준으로 사용된다.폐쇄 루프 시스템의 성능은 계수 다이어그램에 의해 모니터링됩니다.

CDM의 가장 큰 장점은 다음과 같습니다.[2]

  1. 설계 절차는 이해하기 쉽고 체계적이며 유용합니다.따라서 CDM 컨트롤러 다항식의 계수는 PID 또는 다른 컨트롤러 유형의 계수보다 쉽게 결정할 수 있습니다.이를 통해 새로운 디자이너가 모든 종류의 시스템을 제어할 수 있는 쉬운 실현 가능성을 창출할 수 있습니다.
  2. 설계 전에 지정된 성능 매개 변수와 컨트롤러 다항식의 계수 사이에는 [3]에 설명된 것과 같이 명시적인 관계가 있습니다.따라서 설계자는 주어진 제어 문제에 대해 다양한 성능 특성을 갖는 많은 제어 시스템을 광범위한 자유도로 쉽게 실현할 수 있다.
  3. PID 제어에서 서로 다른 속성의 시간 지연 프로세스를 위해 서로 다른 튜닝 방법의 개발이 필요합니다.그러나 CDM 기술에서는 단일 설계 절차를 사용하는 것으로 충분합니다.이것은 뛰어난 [4]장점입니다.
  4. 특히 가상 축 근처에 극을 가진 불안정하고 통합적이며 진동하는 프로세스에 대해 원하는 성능 특성을 실현하는 강력한 컨트롤러를 설계하는 것은 어렵습니다.이 경우에도 [5]CDM을 활용하면 성공적인 설계를 달성할 수 있는 것으로 알려졌다.
  5. CDM 설계는 적절한 상태 증강을 수반하는 LQ 설계와 동등하다는 것이 이론적으로 증명되었습니다.따라서 CDM은 컨트롤러의 순서가 더 작고 무게 선택 규칙도 [6]제공되기 때문에 "개선된 LQG"로 간주할 수 있다.

일반적으로 특정 발전소의 제어기는 몇 가지 실질적인 제한에 따라 설계되어야 한다.컨트롤러는 최소 정도, 최소 위상(가능한 경우) 및 안정성이 요구됩니다.충분한 대역폭 및 전력 정격 제한이 있어야 합니다.컨트롤러가 이러한 제한을 고려하지 않고 설계되면 안정성 및 시간 응답 요건이 충족되더라도 견고성 특성은 매우 저하됩니다.이러한 모든 문제를 고려하여 설계된 CDM 컨트롤러는 가장 낮은 수준이며 대역폭이 편리하며 오버슈트 없이 유닛스텝 시간 응답을 얻을 수 있습니다.이러한 특성은 견고성, 교란 효과의 충분한 감쇠 및 낮은 경제적 [7]특성을 보장한다.

CDM의 주요 원리는 1950년대부터 [8][9][10]알려져 왔지만, 최초의 체계적인 방법은 마나베 [11]슌지에 의해 제안되었다.그는 원하는 시간 반응을 충족시키기 위해 목표 특성 다항식을 쉽게 구축하는 새로운 방법을 개발했다.CDM은 고전적인 제어 이론과 현대적인 제어 이론을 결합한 대수적 접근법이며, 수학식에서 다항식 표현을 사용합니다.고전적이고 현대적인 제어 기술의 장점은 컨트롤러 설계에 대한 이전 경험과 지식을 활용하여 도출되는 이 방법의 기본 원리와 통합됩니다.따라서 효율적이고 비옥한 제어 방법은 많은 경험과 많은 문제에 직면하지 않고 제어 시스템을 설계할 수 있는 도구로 등장했습니다.

많은 제어 시스템이 [12][13]CDM을 사용하여 성공적으로 설계되었습니다.안정성, 시간 영역 성능 및 견고성의 조건에서 컨트롤러를 설계하는 것은 매우 쉽습니다.이러한 조건과 특성 다항식의 계수 사이의 밀접한 관계를 간단히 결정할 수 있습니다.이는 CDM이 제어 시스템 설계뿐만 아니라 컨트롤러 파라미터 튜닝에도 효과적이라는 것을 의미합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ S. Manabe(1998), "계수도법", 제14회 IFAC Symp. 서울, 항공우주 자동제어 관련.
  2. ^ S.E. Hamci, "시간 지연이 있는 안정적인 프로세스를 위한 강력한 다항식 기반 제어", 전기 공학, vol: 87, 페이지 163–172, 2005.
  3. ^ S. Manabe(1998), "계수도법", 제14회 IFAC Symp. 서울, 항공우주 자동제어 관련.
  4. ^ S.E. 하마미치, I. Kaya, D.P.Atherton, "Smith predictor design by CDM", ECC'01 유럽통제회의의 진행, 포르투갈, 포르투갈, 포르투갈, Semina'rio de Vilar, 2001.
  5. ^ S.마나베, 「컨트롤 시스템 교육의 저비용 역진자 시스템」, 제3회 IFAC 제어 교육의 진보에 관한 심포지엄, 도쿄.
  6. ^ S. Manabe, "LQ 설계를 위한 분석적 무게 선택", 제8회 우주역학 및 비행역학에 관한 워크숍 진행, 사가미하라, ISAS, 1998.
  7. ^ S. Manabe와 Y.C. Kim, "계수도법의 최근 개발", ASSC'2000 제3회 아시아통제회의의 진행, 상하이, 2000.
  8. ^ D. Graham과 R.C. Lathrop, "최적 과도 반응의 합성: 기준과 표준 형태", AIEE Trans, vol:72, 페이지 273–288, 1953.
  9. ^ P. Naslin, Essentials of optimal control, Boston Technical Publishers, MA, 케임브리지, 1969.
  10. ^ A.V. 리파토프와 N.Sokolov, "연속 선형 정지 시스템의 안정성과 불안정성을 위한 몇 가지 충분한 조건", 자동.리모컨, vol:39, 페이지 1285–1291, 1979.
  11. ^ Y.C. Kim과 S.Manabe, "계수도법 입문" SSSC'01, 프라하, 2001년.
  12. ^ S.마나베, 「컨트롤 시스템 교육의 저비용 역진자 시스템」, 제3회 IFAC 제어 교육의 진보에 관한 심포지엄, 도쿄.
  13. ^ S.E. Hamci, M. Koksal, S.Manabe, "계수도법에 의한 일부 비선형 시스템의 제어에 대하여", 싱가포르, 2002년 제4회 아시아 제어회의 속행.

외부 링크

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