본 논문은 폐루프 시스템의 안정성을 보장하면서 비례(P) 이득을 최대화하기 위한 반복 비례-적분-미분(PID) 이득 튜닝 알고리즘을 다룬다. 실제로 P 이득을 증가시키면 정상상태 오차, 외란 억제, 과도 응답과 같은 폐루프 시스템의 성능이 향상된다. 그러나 P 이득만을 단독으로 증가시키는 경우 일반적으로 폐루프 시스템이 불안정해지므로, 제어 설계자는 미분(D) 이득도 함께 증가시킬 필요가 있다. 제어 성능을 향상시키면서 동시에 안정성을 보장하기 위해 P 및 D 이득을 순차적으로, 반복적인 방식으로 증가시킨다. 또한 필요하다면, 사전 설계된 PD 제어기를 사용하여 원하는 정상상태 성능을 달성하기 위해 적분(I) 이득을 선택한다. 제안된 알고리즘은 강력한 제어 성능을 바탕으로 PID 이득을 설계하기 쉽게 하며, 다른 PID 이득 튜닝 알고리즘으로 선정된 PID 이득의 미세 조정(fine-tuning)에 적용될 수 있다. 더불어 선형 시불변(linear time-invariant) 시스템에 대해 PID 이득 설계의 안정성 조건을 제시한다. 따라서 각 P, I, D 이득을 개별적으로 증가시키는 동안에도 폐루프 시스템의 안정성이 보장된다. 제안된 알고리즘의 유효성을 검증하기 위해 단일 링크 유연 로봇 매니퓰레이터 시스템에 대한 시뮬레이션을 수행하였다.

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