서보계의 퍼지 PI+PD 제어기 하드웨어 실현

Abstract

본 연구의 목적은 서보 시스템에 퍼지제어를 적용하여 복잡한 비선형 제어규칙을 가능하게 함으로써 제어계의 로바스트성을 얻을 수 있으며 고속이고 정확한 제어를 할 수 있도록 하는 것이다. 본 연구에서는 직류 서보계에 적용한 퍼지제어의 방법을 제시하였으며 종래의 PID제어 제어와 비교함으로써 그 특징을 분석하였다. 또한 min-max- 중심법에 의한 퍼지 PI+PD 제어기의 하드웨어 실현에 의해 직류 서보시스템의 고성능 제어를 실현하였다. 퍼지제어의 소속함수 모양, 추론법 및 비퍼지화법의 변동에 대하여 비교검토하고 PID제어 보다 유연성이 있음을 확인하였다. 또한 퍼지제어가 종래의 PID제어에 비해 응답특성이 전동기 시정수의 변화에 대한 영향이 적고 빠른 속응성을 얻을 수 있음을 확인하였다. α-레벨 퍼지집합 분해를 기초로 하여 퍼지추론에서 비퍼지화까지 일체화한 퍼지추론 연산에 의해 직접 PWM 조작신호를 얻는 퍼지제어기 하드웨어의 실현방법을 제시하였다. 하드웨어로 실현한 퍼지제어기를 직류 서보시스템에 적용하여 응답특성 실험을 행한 결과 시뮬레이션에 의한 응답 결과와 잘 일치하였으며 그 유용성이 입증되었다.

The servo system is required the faster and the more accurate response and robust for a uncertain information. The objectives of study is development of a fuzzy controller which its hardware is used for fuzzy control of servo system. In this paper, the fuzzy control method for DC servo system is presented and discussed by compare with conventional PID control. On the basis of the general fuzzy sets and -cut decomposition of fuzzy sets, fuzzy reasoning methods described to control for a DC servo system. The fuzzy logic PI+PD controller is proposed by fuzzy inference engine of a min-max-center of gravity method, based on -level set decomposition of fuzzy sets The fuzzy logic PI+PD controller is directly converted to PWM actuating signal by a one body of fuzzy inference and defuzzification. This method can be easily implemented with analog circuit. The input/output characteristics of fuzzy controller and output response of DC servo system is investigated. It is concluded that quantity -cut 4 give a sufficient result for fuzzy control performance of DC servo system. The experimental results shows that the proposed PI+PD controller is suitable and effective for practical applications of DC servo system.