ISPN
Visitors
76076
November
24
Journals A - Z
A   B   C   D   E   F   G   H   I   J   K   L   M   N   O   P   Q   R   S   T   U   V   W   X   Y   Z    ALL
All Volumes

Optimally Tuned Proportional Integral Derivatives (PID) Controllers for Set-point

How to cite

Dr.Eisa Bashier Mohamed Eltayeb,Omer Mohammed Salama Adam,2012, Optimally Tuned Proportional Integral Derivatives (PID) Controllers for Set-point,Journal of Science and Technology,13 (1) ,pp:48-53

Authors:
By Dr.Eisa Bashier Mohamed Eltayeb,Omer Mohammed Salama Adam,
Year:
2012
Keywords
Optimum Controller; PID Controller; Set-point Changes; Controller Tuning
Abstract
The proportional-integral-derivative (PID) controller is tuned to find its parameters values. Generally most of the tuning methods depend mainly on the experimental approach of open-loop unit step response. The controller parameters can be found if the system truly can be approximated by First Order Plus-Dead Time (FOPDT). The problem with such type of controllers is that: the performance of most of them deteriorates as the ratio ( ) of approximated equivalent delay L to the overall time constant T changes. The optimum tuning always checks this ratio and considers it in its formulae. The performances of different PID tuning techniques are simulated for different systems and analyzed based on the transient responses. MATLAB simulation results are presented and compared for different higher order systems. For the same characterization procedure, optimally tuned PID controller shows better performances over Ziegler-Nicholas (Z-N) and Cohn-Coon tuned. Superiority of the optimal PID tuning techniques sustained for variety of higher order systems.
الملخص
يتم تنغيم أو ضبط الحاكمة النسبية-التكاملية-التفاضلية لإيجاد قيم عناصرها. عموماً أغلب طرقِ التنغيمِ تَعتمدُ بشكل رئيسي على النهج التجريبي لإستجابة نظام الحلقةِ المفتوحِة لوحدةِ الدالة الدرجية. ويمكن إيجاد عناصر هذه الحاكمة لأى نظام يمكن تقريبه بنظام من الدرجة الأولى زائداً زمن تأخُر. المشكلة مع هذا النوع من الحواكم هى أكثرها يتدهور أداءه كلما تغيرت نسبة زمن التأخُر التقريبى إلى الثابت الزمنى الكلى للنظام. التنغيم الأمثل لهذه الحاكمة دائماً يفحص هذه النسبةِ وتَعتبرُها في معادلاته الأساسية. إنّ أداء تقنياتِ تنغيم مختلفة تمت محاكاتها وتحليلها للأنظمةِ المختلفةِ مستندة على الإستجابة العابرةِ. نتائج المحاكاة بالماتلاب لأنظمة ذات رتب عليا مختلفة تمت مقارنتها. من المحاكاة إتضح ان حاكمة التنغيم الأمثل ذات أداء أفضل من الحاكمة المنغمة بطريقة زيقلر-نيكولس وطريقة كوهين-كوون ودت خصائص أداء ثابتة لمدى واسع من أنظمة الرتب العليا.
References:
  1. J. G. Ziegler and N. B. Nichols, (1942). Optimum settings for automatic controllers Transactions of American Society of Mechanical Engineers, 64
  2. G. H. Cohen and G. A. Coon, (1953). Theoretical investigation of retarded control. Transactions of American Society of Mechanical Engineers, 75
  3. M. Zhuang and D. P. Atherton, (1993). Automatic tuning of optimum PID controllers, IEE Proceedings on Control and Applications, 140
  4. D. W. Pessen, (1994). A new look at PID-controller tuning, Journal of Dynamical Systems Measures and Control, 116
  5. M. Morari and E. Zafiriou (1989) "Robust Process Control , PrenticeHall, Englewood Cliffs, New Jersey,
  6. W. K. Ho, C. C. Hang, and L. S. Cao, , (1995). Tuning of PID controllers based on gain and phase margin specifications. Automatica, 31
  7. Karl J.Astrom and Tore Hagglund, (1995), PID Controllers: Theory, Design, and Tuning..Instrument Society of America
  8. Katsuhiko Ogata. (1997), Modern Control Engineering 3 rd Edition. Prentice-Hall, Inc, Simon &Schuster/A Viacom Company,
  9. Dingyu Xue, Yang Quan Chen, and Derek P. Atherton., (2007), Linear Feedback Control . The Society for Industrial and Applied Mathematics,
  10. L. Eriksson, (2005) A PID Tuning Tool for Networked Control Systems. WSEAS Transactions on Systems, 4: 91-97
  11. Saeed Tavakoli and Mahdi Tavakoli. (2003), Optimal tuning of PID controllers for first order plus time delay models sing dimensional Analysis" International Conference on Control and Automation (ICCA’03),
» Download Full Text: