Dynamic Modification of Reference Value for Reduction of Negative Effects of Actuator Constraints in Single-loop PID Control Systems

• Autorzy: Janiszowski K.

Warianty tytułu

PL

Dynamiczna modyfikacja wartości zadanej w celu redukcji negatywnego wpływu ograniczeń elementu wykonawczego w jedno-obwodowych układach regulacji PID

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A modification of the PID digital controller algorithm, based on the introduction of a virtual reference value that never exceed active constraints in the actuator output is presented and investigated. This idea derived from virtual modification of a control error can be used in digital control systems subjected by both: magnitude and rate constraints. The adaptation (to the actuator constraints) is performed by a special transformation of the control error, and is equivalent to introduction of a new, virtual reference value for the control system. Simulation results for dynamic, linear SISO systems are presented for comparison of the proposed approach with used techniques.

PL

W pracy zostala przedstawiona modyfikacja działania cyfrowego algorytmu PID, oparta na wprowadzeniu dynamicznie zmiennej wartości zadanej, która nie prowadzi do przekroczenia ograniczeń możliwości elementu wykonawczego. Metoda jest oparta na dynamicznej modyfikacji odchyłki regulacji i może być stosowana w układach regulacji o ograniczeniach amplitudy i prędkości zmian zespołu wykonawczego. Adaptacja układu (do ograniczeń aktuatora) jest równoważna dynamicznej modyfikacji wartości zadanej. Wyniki badań symulacyjnych, porównujące efekty działania metody z innymi modyfikacjami stosowanymi dla algorytmu PID są zaprezentowane dla dwóch liniowych układów dynamicznych.

Słowa kluczowe

EN

actuator constraints; digital PID control algorithm; wind-up

PL

cyfrowe algorytmy PID; ograniczenia elementu wykonawczego; wind-up

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 55, nr 3
• Strony: 170--173
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Janiszowski K.

• Instytut Automatyki i Robotyki, Politechnika Warszawska,

Bibliografia

• [1] AdvantOOCS: User's Guide, ABB Industrial Systems AB, 1998.
• [2] Astrom K., Hagglund T.: PID Controllers, Theory, Design and Tuning, ISA Press, 1995. Computer controlled systems - theory and design, Prentice Hall, New York, 1997.
• [3] Grimm G., Postlethwaite, I., Teel, A., T., Turner, M., C., Zaccarian L.: Case Studies Using Linear Matrix Inequalities for Optimal Anti-Windup Synthesis, European Jour. Of Control, Vol. 9, 463-470, 2003.
• [4] Hanus R., Kinnaert M., Henrotte J. L.: Conditioning technique, a general anti-windup and bumpless transfer method, Automatica, 1987, vol. 23, 1987, pp. 729-739.
• [5] Hippe, P: Windup in control - its effects and their prevention, Springer Verlag, Heidelberg, New York, London 2006.
• [6] Kothare M. V., Campo P. J., Morari M., Nett C. N.: A Unified Framework for the Study of Anti-windup Designs, Automatica, Vol. 30, No 12, pp. 1869-1883, 1994.
• [7] Shinskey, F. G.: Process control systems - application, design, tuning. Mc- Graw Hill, New York, 1996.
• [8] Siemens: Compact Controller SIPART DR20, Project planning manual, 1990.
• [9] Scottedward H. A., Hall C. F.: Variable structure PID control to prevent integrator windup, IEEE Trans. Ind. Electronic, Vol. 48, pp. 442-451, 2001.
• [10] Walgama K. S., Ronback S., Stemby, J.: Generalisation of Conditioning Technique for Anti-windup Compensators, IEE Proc. -D. Vol. 132 (2), pp. 705-724, 1992.
• [11] Visioli A.: Modified Anti-windup Scheme for PID Controllers, IEE Proc.-D, Vol. 150 (1), 2003, pp. 49-54.