A Graphical Approach to Design Digital PI Controller ...

0 downloads 0 Views 321KB Size Report
Sep 30, 1998 - 12/30/2016 A Graphical Approach to Design Digital PI Controller for Integrator Plus DeadTime Processes | Ghorbani | International Review of ...
12/30/2016

A Graphical Approach to Design Digital PI Controller for Integrator Plus Dead­Time Processes | Ghorbani | International Review of Automatic ...

INFORMATION

  PRAISE WORTHY PRIZE   ABOUT LOGIN   REGISTER   SEARCH   CURRENT ARCHIVES   ANNOUNCEMENTS OTHER JOURNALS   DOWNLOAD ISSUES SUBMIT YOUR PAPER   SPECIAL ISSUE HOME

For Readers For Authors For Librarians

FONT SIZE

PRAISE WORTHY PRIZE HOMEPAGE

SUBSCRIP TION Login to verify subscription  Give a gift subscription

Home > Vol 6, No 5 (2013) > Ghorbani NOTIFICATIONS

 

View Subscribe

USER Username Password  Remember me Login ARTICL E TOOL S  Print this article  How to cite item  Finding

A Graphical Approach to Design Digital PI Controller for Integrator Plus Dead­Time Processes Ehsan Ghorbani(1), Alireza Sedaghati(2) (1) MS student of Tafresh University, Iran, Islamic Republic of  (2) PhD in Nonprofit Institute of Shahabdanesh, Iran, Islamic

Republic of

JOURNAL CONTENT Search All Search   Browse By Issue By Author By Title Other Journals

References  Email this article (Login required)

DOI's assignment: the author of the article can submit here a request for assignment of a DOI number to this resource! Cost of the service: euros 10,00 (for a DOI) 

Abstract  

  Praise Worthy Papers   Most cited papers

Highly commended papers Commended papers

Most Popular Papers

The aim of this paper is to present a novel graphical method to  design  the  digital  PI  controller  for  integrator  plus  dead time  (IPDT)  model  which  is  suitable  for  many  processes.  To start  with  the  process  and  controller  transfer  functions  are transformed  from  s­domain  to  z­domain  and  then  the  open­ loop  transfer  function  is  obtained  in  z­domain.  Then  the parameters  to  design  the  controller  are  determined.  As  we need  to  design  the  digital  controller  in  frequency  domain  a bilinear transformation of z­domain to w­domain is used. Let us  determine  the  stability  region  by  combination  the traditional  D­partition  technique  and  graphical  technique  in the  controller  parameters  plane.  Then  sketch  the  loci  of constant  stability  margins,  such  as  the  gain  and  phase margins,  gain  and  phase  crossover  frequencies  and  Smith’s vector margin in the parameter space. Also, it will be proven that  by  varying  the  coefficients  of  PI  controller  one  can achieve  the  gain  crossover  frequency  in  the  interval  [0,  ωA max]  and  the  phase  crossover  frequency  in  the  interval  [0, ωB max), where ωA max and ωB max are determined by the parameters  of  process.  By  sketching  the  two  loci  of  indices

http://www.praiseworthyprize.org/jsm/index.php?journal=ireaco&page=article&op=view&path%5B%5D=13889

 

1/3

12/30/2016

A Graphical Approach to Design Digital PI Controller for Integrator Plus Dead­Time Processes | Ghorbani | International Review of Automatic ...   Robust Sliding Mode MPPT Controller Based on High Gain Observer of a Photovoltaic Water Pumping System M. Guisser et al. 762 views since: 2014­ 03­31   Short Review on HVAC Components, Mathematical Model of HVAC System and Different PID Controllers S. Attaran et al. 723 views since: 2014­ 05­31   A Comparative Study of PID, Fuzzy, Fuzzy­ PID, PSO­PID, PSO­Fuzzy, and PSO­Fuzzy­PID Controllers for Speed Control of DC Motor Drive H. Ibrahim et al. 627 views since: 2013­ 05­31   Optimal PID Tuning for DC Motor Speed Controller Based on Genetic Algorithm A. Taki El­Deen et al. 626 views since: 2015­ 01­31   Robust Control of Twin Rotor MIMO System S. Nekrouf et al. 577 views since: 2014­ 01­31  

and  obtaining  their  intersection  point,  one  can  approach  to desired  closed­loop  systems  specifications.  Finally  some examples  are  given  to  demonstrate  the  effectiveness  of  the proposed method.    Copyright  ©  2013  Praise  Worthy  Prize  ­  All  rights reserved.

Keywords Digital PI Controller; Bilinear Transformation; Industrial Processes Plus Dead Time; Frequency Domain; Phase and Gain Margin; Phase and Gain Crossover Frequency; Smith’s Vector Margin

References K.  J.  Astromand,  T.  Hagglund,  “Automatic  Tuning  Of  PID controllers,” Instrument society of America,1998. J.  G.  Ziegler,  and  N.  B.  Nichols,  “Optimum  Settings  for automatic  controllers,’’  Trans.  ASME,  vol.  64,  pp.  759­768, 1942. D.  Chen,  and  D.  E.  Seborg,  “PI/PID  controller  design  based on  direct  synthesis  and  disturbance  rejection,‘’  Ind.  Eng. Chem. Process Des. Dev., vol. 25, pp. 4807­4822, 2002. W.  K.  Ho,  C.  C.  Hangand  J.  H.  Zhou,  “Performance  and  gain and  phase  margins  of  well­Known  PItuning  formulas,’’  IEEE Transactions  on  Control  Systems  Technology,  vol.  3,  No.  2, pp. 245­248, 1995. C.  A.  Smith  and  A.  B.  Corripio,  “Principles  and  Practice  of Automatic Process control,’’ New York: Wiley, 1985. F.  G.Shinskey,“'Process  Control  System:  Application,  Design and Tuning,’’ 3rd Ed. New York:McGraw –Hill Book Co, 1985. M. Zhuang, D. P. Atherton, “Automatic tuning of optimum PID controllers,’’ IEE Proc­D, vol. 140, No. 3, pp. 216­224, 1993. A.O’dwyer,  “PI  and  PID  controller  tuning  rules:  an  overview and personal perspective,’’ ISSC, 2006. R.  PadmaSree,  M.  N.  Srinivas  and  M.Chidambaram,“Asimple method  of  tuning  PID  controllers  for  stable  and  unstable FOPDT  systems,’’  Computers  and  Chemical  Engineering,  vol. 24, No. 11, pp. 2201­2218, 2004. L. M. Eriksson andM.Johansson “PIDcontroller tuning rules for varying time­delay systems,’’ in proceedings of the American control conference, pp. 619­625, July 2007. H.  Shu  and  Y.  Pi,“PID  neural  networks  for  time­delay systems,’’  Computer  and  Chemical  Engineering  ,  vol.  24,  no. 2­7, pp. 859­862, 2000. H.  Shu,  X.  Guo,  and  H.Shu,“PID  neural  networks  in  multi variable  systems,’’  in  proceedings  of  the  IEEE  international symposium on Intelligent Control, pp. 440­444, 2002. C.  Hwang  and  J.  H.  Hawng,“Stabilization  unstable  processes of  first  order  plus  dead  time  using  PID  controllers,’’  IEE Proceedings:control  theory  and  applications,  vol.  151,  no. 1,pp. 89­94, 2004. J.Mckay,  “The  D­partition  method  applied  to  systems  with Dead time and distributed lag, Meas. Control, vol. 3, no. 10, pp. 293­297, 1970.

http://www.praiseworthyprize.org/jsm/index.php?journal=ireaco&page=article&op=view&path%5B%5D=13889

2/3

12/30/2016

A Graphical Approach to Design Digital PI Controller for Integrator Plus Dead­Time Processes | Ghorbani | International Review of Automatic ...

R.  Toscano,“Asimple  robust  PI/PID  controller  design  via numerical optimization approach,’’Journal of process ccontrol, vol. 15, no. 1, pp.81­88, 2005. Jan  Jantzen,  “Tuning  of  fuzzy  PID  controllers,’’Technical University of Denmark, Department of Automation, Bldg 326, Dk­2800  Lyngby,  DENMARK  Tech.  report  no  98­H  871  (fpid), 30 Sep 1998. C.  H.  Lee,  andC.  C.  Teng,“Calculation  of  PID  controller parameters by using a fuzzy neural network,’’ ISA Trans, vol. 42, pp. 391­400, 2003. I.L.Chein, and P. S. Fruehauf,“Consider IMC tuning to improve performance,’’ Chem. Eng. Prog, vol. 89, pp. 33­41, 1990. M.  Friman,  and  K.V.Walker,“Auto  tuning  of  multi  loop  control systems,’’  Ind.  Eng.  Chem.  Res,  vol.  33,  pp.  1708­1717, 1994. L. Wang and W.RCluett,“Tuning PID controllers for integrating processes,’’ Proc. IEE­Pt. D, vol. 148, pp.180, 2001. L.  Wang  and  W.  R.  Cluett,  “From  Plant  Data  to  Process Control:Ideas  for  Process  Identification  and  PID  Design, Taylor and Francis, London, 2000. W.  Krajewski,  A.  Lepschy,  S.  Miani  and  U.  Viaro,“Frequency­ domain approach to robust PI control,’’ Journal of the Franklin Institute, vol. 342, pp. 674­687, 2005. M.  SAM  FADALI,“Digital  Control  Engineering,  Analysis  and Design”.

Refbacks There are currently no refbacks.

Please send any questions about this web site to [email protected] Copyright © 2005­2016 Praise Worthy Prize

http://www.praiseworthyprize.org/jsm/index.php?journal=ireaco&page=article&op=view&path%5B%5D=13889

3/3