Automated Maximum Sensitivity And Phase Margin Specification Attainment In Pi Control

Crowe, J.; Johnson, Michael

doi:10.1111/j.1934-6093.2002.tb00078.x

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“…Por otro lado, se tienen las conocidas estrategias de diseño en las que el parámetro de diseño es directamente la medida de robustez escogida para el sistema en lazo cerrado: Kappa-Tau [10], [17][18], Método KL150 [19], Optimización de objetivo múltiple (MOO) [20], Método AMIGO [2], Método PI2Ms [21] y MoReRT [22][23].…”

Section: Existen Otras Medidas De Sensibilidad Comounclassified

A proposal of robust tunning rules for PI-2DoF controllers

Rivero

Llanes‐Santiago

2017

Ingeniare. Rev. chil. ing.

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RESUMENUna estructura de dos grados de libertad permite unificar el diseño del controlador tanto para perturbaciones en la carga como para cambios en la referencia. En el diseño de un controlador proporcional integral derivativo de dos grados de libertad (PI-2DoF) es necesario introducir condiciones de robustez. El presente trabajo propone una regla de sintonía que permite obtener el nivel de robustez en un intervalo continuo con un error no mayor que "± 0,06" del valor deseado, superando la dificultad de los márgenes de robustez discretos. Las reglas se obtuvieron mediante un ajuste de curvas de los parámetros óptimos del controlador, obtenidos a partir de la aplicación del algoritmo de optimización evolución diferencial sobre un conjunto de plantas de prueba representativa de procesos industriales. Se utilizan las reglas de ajuste para el control PI-2DoF para establecer la comparación con las reglas existentes en la literatura.Palabras clave: Control PI-2DoF, robustez, reglas de sintonía, evolución diferencial. ABSTRACT A structure of two degrees of freedom permits uniting the controller's design so much for disturbances in the load same as for changes in the reference. In the design of a proportional integral derivative controller of two degrees of freedom (PI-2DoF) it is necessary to introduce conditions of robustness. The present paper proposes a rule of tuning that permits getting the level of robustness in a continuous interval with a smaller error than "± 0.06" of the desired value, surpassing the difficulty of the discreet margins of robustness. The rules was obtained using an adjustment of curves of the controller's optimal parameters, obtained as from the application of the differential evolution optimization's algorithm on a set of representative test's plants of industrial processes.The tuning rules for PI-2DoF control are used to establish the comparison with the rules in literature.Keywords: Controller PI-2DoF, robustness, rules of tuning, differential evolution. INTRODUCCIÓNUn controlador Proporcional Integral Derivativo (PID) es uno de los métodos de control más frecuentes y precisos dentro de la regulación automática. Su gran aceptación se debe, entre otras características, a su sencillez, ya que son solo tres parámetros a sintonizar, y a la efectividad de sus acciones de control [1][2][3].El desarrollo de reglas de sintonía para controladores PID surge en gran medida por la necesidad de contar con métodos de ajuste que relacionen los parámetros del controlador con los parámetros del modelo del

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Section: Existen Otras Medidas De Sensibilidad Comounclassified

A proposal of robust tunning rules for PI-2DoF controllers

Rivero

Llanes‐Santiago

2017

Ingeniare. Rev. chil. ing.

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“…Diseño robusto de controladores PI con base en la sensibilidad máxima M S , y el margen de ganancia A m (Crowe and Johnson, 2002). Optimización simultanea del desempeño ante cambios en el valor de consigna y la perturbación, con una restricción en la robustez (M S ≤ 2,0), utilizando algoritmos genéticos para controladores PID Estándar de 2GdL (Shen, 2002).…”

Section: Otros Procedimientosunclassified

Control PID robusto: Una visión panorámica

Vilanova

Alfaro

2011

Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial R

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En este trabajo se presenta una perspectiva general de los diferentes enfoques existentes, con que se ha afrontado el problema de obtener un controlador proporcional integral derivativo (PID) robusto. La estructura restringida y muy particular que impone el controlador PID, supone por un lado, un atractivo que ha sido la causa de su extenso uso en el sector industrial, pero por el otro, impone una serie de dificultades al plantear la incorporación de consideraciones de robustez en su diseño. Hoy en día, el abanico de posibilidades de diseño de un controlador PID es realmente amplio, pudiendo afrontarse con prácticamente cualquier enfoque, en concreto con cualquier enfoque de control robusto. A este respecto, es importante distinguir entre los métodos y las reglas de sintonía, siendo de especial interés en el caso del controlador PID, la generación de reglas de sintonía a la vez simples y que proporcionen ciertas garantías de robustez. Como paso previo a esta clasificación, conviene establecer de qué manera se representa y mide la robustez. Por lo tanto, de qué manera acaba formulándose como especificación de diseño. El trabajo repasa también, conceptos aparecidos recientemente en la literatura del control PID y relacionados con la robustez, como son el cumplimiento de la misma y la fragilidad del controlador.

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“…Since the main objective of the proposed method is to assess the maximum sensitivity and stability margins of a compensated system, it is useful to investigate the assessment accuracy achievable with the method. To this end, a group of processes with dynamics representing a wide range of those encountered in the process industry 8,13 is used in a simulation study to assess the accuracy of the parameters thus identified.…”

Section: Assessment Accuracymentioning

confidence: 99%

“…Example 1. Consider a high-order process with delay, The PI controller used to control the system is described by Following the procedures adopted Section 2.2, a |λ|−φ curve is generated (Figure ) and the maximum sensitivity ( M s ), gain margin ( G m ), and phase margin (φ m ) are identified as 1.85, 2.65, and 1.09, respectively. The desired maximum sensitivity ( M̃ s ), gain margin ( G̃ m ) and phase margin (φ m ) are specified as 1.5, 4, and 1.047, respectively.…”

Section: Pi Control Design Based On Specifications Of Maximum Sensiti...mentioning

confidence: 99%

“…6,7 The assessment of maximum sensitivity and stability margins of a control system usually requires a lengthy nonparametric frequency response identification. 8,9 Motivated by the relay feedback method in ref 2 to efficiently identify key process parameters for the tuning of PID controllers, this paper explores the use of a relay-type apparatus to automatically identify these robustness indicators from a control system. The experiment is a more elaborate one than the basic relay experiment to identify one critical point for PID tuning, since more information is clearly necessary for such an assessment.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Robustness Assessment and Control Design Using a Relay Feedback Approach

Tan

Ferdous

2006

Ind. Eng. Chem. Res.

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In this paper, a relay feedback approach for the assessment of robustness in control systems is first proposed. The approach uses a relay in series with a time-delay element, where the amount of time delay is swept over a range to automatically generate a number of sustained oscillations. From these oscillations, a systematic set of procedures is developed to yield estimates of the maximum sensitivity and stability margins. If these parameters are assessed to be unsatisfactory, some means to automatically retune the controller would be necessary and useful. In this paper, an approach for the design of the PI controller is, thus, proposed to concurrently satisfy user specifications in terms of maximum sensitivity and stability margins, based on the information available from the robustness assessment. Guidelines are given, in the paper, to assist the user to select generally satisfactory parameters to meet robust design objectives. The proportional−integral (PI) control parameters are then obtained, via the minimization of objective functions, so that the robustness specifications can be met as closely as possible. A simulation study on commonly encountered processes and results from a real-time experiment are furnished in the paper to illustrate the effectiveness of the proposed design scheme.

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Automated Maximum Sensitivity And Phase Margin Specification Attainment In Pi Control

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A proposal of robust tunning rules for PI-2DoF controllers

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Control PID robusto: Una visión panorámica

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