Tuning of PID Controllers based on Gain and Phase Margin Specifications

Ho, Weng Khuen; Hang, C.C.; Cao, L.S.

doi:10.1016/s1474-6670(17)48453-9

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“…Los porcentajes del cambio en la respuesta para la determinación de los dos tiempos requeridos por el procedimiento de identificación, así como los valores de las constantes a, b, c y d para los métodos de Alfaro [1] , Bröida [3] , Chen y Yan [4] , Ho et al [5] , Smith [9] y Vitecková et al [13] , se resumen en Tabla Nº 1. …”

Section: Método De Dos Puntos Generalunclassified

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Identificación De Procesos Sobreamortiguados Utilizando Técnicas De Lazo Abierto

Ruíz

2011

Ingeniería

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INTRODUCCIÓNLa puesta en servicio de un sistema de control industrial requiere de la correcta sintonización del controlador, es decir de la selección adecuada de sus parámetros.Para poder sintonizar el controlador G c (s) de un lazo de control, como el mostrado en la Fig. Nº 1, es necesario identificar primero la dinámica del proceso que se va a controlar G p (s), para luego obtener los parámetros del controlador, empleando el método de sintonización seleccionado. El proceso de sintonización del controlador consta así de dos etapas: identificación y sintonización.La obtención de la información dinámica del proceso requiere que éste sea excitado de alguna forma y que tanto la entrada aplicada así como la respuesta del proceso, sean registradas. Por estas razones resulta necesario realizar una prueba experimental que permita identificar un modelo dinámico para el proceso.Las técnicas de identificación experimental, que nos interesan, pueden clasificarse en:• Métodos basados en la curva de reacción del proceso (respuesta al escalón) • Métodos de oscilación mantenida • Métodos de realimentación con relé • Métodos de control P Los métodos basados en la curva de reacción del proceso son métodos de lazo abierto, el controlador puede o no estar instalado y si lo está operará de modo "manual" durante la prueba.Los demás métodos son del tipo de lazo cerrado, en donde el controlador se encuentra operando en "automático".Las técnicas de identificación citadas anteriormente se basan, en consecuencia, en la curva de respuesta del proceso obtenida a lazo abierto o lazo cerrado y son procedimientos esencialmente gráfi-cos. Otros procedimientos que utilizan secuencias ResumenSe presentan varios de los métodos de identificación de procesos de lazo abierto, disponibles para la obtención de un modelo de primer o segundo orden más tiempo muerto, para un proceso sobreamortiguado. Mediante pruebas de simulación digital, se compara el desempeño de estos métodos y se determina la bondad de los mismos con base en el error de predicción cometido. Se dan recomendaciones sobre qué método utilizar con base en el modelo requerido. AbstractSeveral open loop identification methods for over damped process are presented, to obtain first and second order plus dead time models. A comparison based on the prediction error of the different models is made with the aid of digital simulation in order to measure their performance. Recommendations on the identification method to use are given based on the model required.Ingeniería 11 (1,2):11-25, 2 001 San José. Costa Rica Víctor M. Alfaro

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Section: Método De Dos Puntos Generalunclassified

“…La selección de las plantas empleadas para las pruebas comparativas se basó en las plantas utilizadas para tal fin en otras investigaciones [2,4,5,6,8,13 ], así como en las siguientes variantes:…”

Section: Plantas De Pruebaunclassified

Identificación De Procesos Sobreamortiguados Utilizando Técnicas De Lazo Abierto

Ruíz

2011

Ingeniería

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“…However, these tuning methods have certain limitations, and often do not provide good tuning parameterizations of the PID controllers for high order-plus-delay-time (HOPDT) processes. The gain and phase margin (GPM) specifications methods have been used in many applications to design the PI/PD/PID type controllers for Time Delay and Integral Plus Time Delay processes ( e. g. see [7]- [8]- [21]). In this damping factor of the system is related to phase margin of the systems and served as a measure of robustness.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Performance Enhancement of SOPDT System with Numerically Optimized PID Controller

B¹

2015

IJRITCC

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Abstract-This paper presents a simple but effective method for designing robust PID controller. The robust PID controller design problem is solved by the maximization, on a finite interval of the shortest distance from the Nyquist curve of the open loop transfer function to the critical point i.e. from the knowledge of maximum sensitivity . Simple formulae are derived to tune/design PID controllers to achieve the improved performance for the given process or system. From control theory we know that all the real time processes have inherent time delays and time constants associated with it. The PID tuning method elaborated in this paper is found to be superior as compared with basic PID tuning methods based on second-order plus delay-time (SOPDT) model of process. Two simulation examples are demonstrated to show the applicability and effectiveness of the given method.

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“…Several methods have been developed to manage the uncertainties present in processes and improve the robustness and the disturbance rejection of PID controller (Hu, He, & Li, 2008;Toscano, 2005). Examples of these methods are the pole-zero cancellation, internal model control (IMC) (Chien, 1990;Shamsuzzoha & Lee, 2006), tuning of the gain and phase margins (Åström & Hägglund, 1984;Ho, Hang, & Cao, 1995), interpolation of Bode plots (Bucz, Kozáková, & Vesely, 2013) and the particle swarm optimization (Xu, 2010). The H ∞ theory is a well-known technique to design robust controller (Başar & Bernhard, 2008;Liu, Gu, & Zhang, 2003).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Optimized robust cruise control system for an electric vehicle

Diba

Arora

Esmailzadeh

2014

Systems Science & Control Engineering

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Besides environmental advantages and fuel efficiency, electric motors are a suitable choice for powertrain of vehicles due to appropriate similarity between their torque-speed characteristics and the required vehicle torque for longitudinal performance. An applicable robust control system for the cruise controller of a DC motor-driven electric vehicle is proposed. The robust controller is tuned using a numerical optimization design method to compensate the disturbances from the road grade and changes in the vehicle weight. In this study, the vehicle's powertrain model is developed and details of the controller design process are described. The robustness and performance of the designed controller is evaluated by performing computer simulations. The results demonstrate adequate robustness and disturbance rejection of the designed control system.

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Tuning of PID Controllers based on Gain and Phase Margin Specifications

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Identificación De Procesos Sobreamortiguados Utilizando Técnicas De Lazo Abierto

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Performance Enhancement of SOPDT System with Numerically Optimized PID Controller

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