오버슈트를 제한하는 실시간 적응형 PID 온도제어

• Published in: Journal of the convergence on culture technology : JCCT Vol. 9; no. 6; pp. 957 - 966
• Main Author: 남진문
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 31.12.2023
• Subjects: PID Algorithm; Temperature Control; PID 알고리즘; 적응형 제어; Adaptive Control; 모델; Overshoot; model; 온도제어; 오버슈트; PID
• ISSN: 2384-0358; 2384-0366

본 논문에서는 새로운 실시간 적응형 PID 온도제어 기법을 제안한다. 제어대상을 표현하는 모델을 도입하여 오버슈트가 발생하지 않도록 하는 기법이다. 오버슈트의 원인이 되는 과도한 적분을 막기 위해 적분 제어량이 실시간 으로 모델의 열손실을 추종하도록 적분 이득을 조정한다. 기본적으로 비례 제어는 오버슈트를 유발하지 않는다. PID 제어에서 오버슈트의 발생 원인은 적분에서 기인한다. 기존의 PID 제어는 적분이 비례 제어에 종속되고 게인이 상수 로 고정되었다. 그 결과 서로에게 부정합되는 두 이득을 적용하면 과도한 오버슈트가 발생할 수 있었다. 그러나 제안 하는 적응형 제어는 적분 제어량이 항상 열손실을 초과하지 않도록 능동적으로 오버슈트를 제거한다. 따라서 제안하는 기법에 따라 튜닝 실험이 필요 없는 적응형 PID 제어를 실현할 수 있다.