Tác giả :

Design of IMC-PID controller for enhanced disturbance rejection of SOPDT processes

Thiết kế bộ điều khiển IMC-PID nhằm nâng cao đáp ứng khử nhiễu của quá trình bậc hai có thời gian trễ

Truong Nguyen Luan Vu1, Le Hieu Giang1, Le Linh1,

Nguyen Ba Truong Dai1, Phan Tan Hai1, Pham Van Dieu2

 1Ho Chi Minh City University of Technology and Education

2Gia Lai Vocational College

Received 14/12/2015, Peer reviewed 8/01/2016, Acctepted for publication 15/01/2016

ABSTRACT

An analytical method for the proportional-integral-derivative (PID) controller cascaded with a high-order filter is proposed based on the reputable internal model control (IMC) design principles. The proposed method is mainly used to improve the disturbance rejection of the second-order stable processes with time delay. Analytical tuning rules for the proposed PID controller are derived to cope with both the disturbance rejection and set-point tracking problems by using a two degree of freedom (2DOF) control scheme in a simple manner. Several simulation examples are studied for various stable second order plus time delay (SOPDT) processes and the results are fairly compared with those of recently renowned methods. The robustness of the controller is also investigated by inserting perturbation uncertainty in all process parameters simultaneously. The results demonstrate the superior performance of the proposed IMC-PID controller in both nominal and robust cases.

Keywords: Proportional–Integral–Derivative (PID) controller; High-order filter; Two degree of freedom (2DOF) control scheme; Second order plus dead time (SOPDT).

TÓM TẮT

Phương pháp phân tích để thiết kế bộ điều khiển PID kết hợp với bộ lọc bậc cao được đề xuất dựa vào các nguyên tắc thiết kế của phương pháp nổi tiếng IMC. Phương pháp đề xuất được sử dụng chủ yếu để cải thiện đặc tính khử nhiễu của hệ ổn định bậc hai có thời gian trễ. Các quy luật điều chỉnh của phương pháp đề xuất được thành lập với mục đích áp dụng cho cả hai hướng thiết kế chính là theo đặc tính khử nhiễu và theo đặc tính giá trị đặt bằng việc sử dụng chiến lược điều khiển hai bậc tự do (2DOF) theo hướng đơn giản. Nhiều nghiên cứu mô phỏng đã được thực hiện cho nhiều quá trình bậc hai có thời gian trễ, trong đó kết quả nghiên cứu được so sánh một cách khách quan với các phương pháp nổi tiếng khác. Tính ổn định bền vững của bộ điều khiển cũng được nghiên cứu bằng việc đồng thời đưa các nhiễu loạn không xác định vào tất cả các biến quá trình. Kết quả mô phỏng chứng minh khả năng thực thi vượt trội của bộ điều khiển IMC-PID được đề xuất trong cả trường hợp hệ thống hoạt động bình thường và bất thường.

Từ khóa: Bộ điều khiển PID; Bộ lọc bậc cao; Chiến lược điều khiển hai bậc tự do (2DOF); Hệ bậc hai có thời gian trễ (SOPDT).
Toàn văn bài báo ( Thầy/cô vui lòng đăng nhập bằng email ...@hcmute.edu.vn để xem)

Góp ý
Họ và tên: *  
Email: *  
Tiêu đề: *  
Mã xác nhận:
 
 
   
  
 
 
   
 *
Copyright © Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật - Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật - TP.HCM  
Địa chỉ: Phòng 601B, 1 Võ Văn Ngân, Quận Thủ Đức, Thành Phố Hồ Chí Minh. 
Điện thoại: 08-3722.1223 (8168)
Email:
tapchikhgdkt@hcmute.edu.vn

                                      
                                

Truy cập tháng: 20,499

Tổng truy cập:229,832