Parçacık sürüsü optimizasyonu tabanlı pıd kontrolör ile AA servomotor denetimi

Abstract

Bu çalışmada, AA servomotorlar ile tahrik edilen bir hareket kontrol sisteminin hız ve pozisyon kontrolü için optimal PID kontrolör parametrelerinin belirlenmesinde parçacık sürüsü algoritması (PSO) olarak adlandırılan yeni bir tasarım yöntemi sunulmuştur. Tasarım kriterlerini belirlemek için AA servomotorlara ait matematiksel model çıkartılmıştır. Optimizasyon işleminde yükselme zamanları, yerleşme zamanları ve aşma zamanları dikkate alınmıştır. Kontrolörün performansını belirleyebilmek için ITAE (Integral of Time Weighted Absolute Error), IAE (Integral of Absolute Error), ISE (Integral of Squared Error) ve ITSE (Integral of Time Weighted Squarred Error) gibi farklı kriterler kullanılarak bir kıyaslama yapılmıştır. Optimizasyon işleminde önerilen kriterin etkinliğini göstermek için ac servomotorların hız ve pozisyon kontrolü Ziegler-Nichols yöntemi ile de karşılaştırılmıştır. Simülasyon sonuçları önerilen algoritmanın üstünlüğünü ve doğruluğunu göstermiştir. Ayrıca elde edilen çözümün kalitesi göz önüne alındığında, önerilen algoritma hareket kontrol sistemlerinde oluşan hataların en aza indirgenmesi sorunun çözümünde etkili ve güçlü görünmüştür.

In this study, a new design method called particle swarm optimization (PSO) is used for the determination of PID control parameters, which are designated for the controlling of the speed and the position of the ac servomotor. For the determination of the decision parameters ac servomotors are mathematically modeled. Rise time, settling time and overshoot are taken into consideration, during the optimization process. Controller’s performance is determined based on different criteria, such as, ITAE (Integral of Time Weighted Absolute Error), IAE (Integral of Absolute Error), ISE (Integral of Squared Error) and ITSE (Integral of Time Weighted Squarred Error). In order for the demonstration of the effectiveness of the criteria, velocity and position control of the ac servomotors was compared to the Ziegler-Nichols method. Superiority and accuracy of the proposed technique was verified by simulation results. In addition, considering the quality of the obtained results, proposed technique is found effective and strong in reduction of the error of motion control systems.