PID Controller Design Based on Reference Model in Fractional Order Control Systems

Authors : Tufan DOĞRUER, Ali YÜCE, Nusret TAN

Pages : 52-58

View : 25 | Download : 10

Publication Date : 2017-12-25

Article Type : Research Paper

Abstract :Fiziksel sistemlerin modellenmesinde, kesir dereceli sistemler tamsayı dereceli sistemlere göre daha başarılı bir modelleme gerçekleştirebilmektedir. Çalışmada, kesir dereceli bir sistem için referans bir modele göre PID kontrolör tasarımı gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın temel amacı, çıkış sinyalinde istenen bir zaman cevabına göre PID kontrolör parametrelerini elde etmektir. Referans model ile denetlenen sistem arasındaki hata minimize edilerek optimum PID parametrelerinin elde edilmesi amaçlanmıştır. Hatayı minimize etmek için sıklıkla integral performans kriterleri kullanılır. Referans olarak alınan sistem ikinci mertebeden bir sistemin transfer fonksiyonudur. Bu transfer fonksiyonu ayarlanması gereken iki parametreye sahiptir. Bu parametreler doğal frekans insert ignore into journalissuearticles values( ω n ); ve sönüm oranıdır insert ignore into journalissuearticles values(ζ);. Bu iki parametre ayarlanarak istenilen birim basamak cevap eğrisi elde edilebilir. PID kontrolör parametrelerinin elde edilmesi optimizasyon yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. Optimizasyon bir gerçel fonksiyonu minimize ya da maksimize etmek amacı ile fonksiyona değerler yerleştirerek sistematik bir şekilde problem çözüm işlemlerini tanımlar. Bu model transfer fonksiyonlarına göre optimizasyon işlemi gerçekleştirilerek, PID kontrolör parametreleri elde edilebilir. Bulunan PID kontrolör parametrelerinin kesir dereceli kontrol sistemine uygulanmasıyla, denetlenen sistem çıkışında birim basamak cevapları elde edilir. Optimizasyon yönteminin başarısı elde edilen grafiklerden ve oluşturulan tablolardan görülmektedir.
Keywords : PID Kontrolör, Optimizasyon, Kesir dereceli sistemler