Böbrek-ilhamlı Algoritma ile Ayarlanan PID Kontrolör Kullanarak DC Motor Hız Kontrolü

Abstract

DC motor hız kontrol sistemlerinin birçok endüstriyel uygulamasında, çoğunlukla oransal-integral-türevsel (PID) kontrolörler kullanılmaktadır. Bu çalışmada, DC motor hız kontrolünün en uygun PID kontrolör parametreleri, yani oransal (Kp), integral (Ki) ve türev (Kd) kazançları, etkin ve hızlı bir ayar yöntemi olan böbrek-ilhamlı algoritma (Kidney-inspired Algorithm - KA) ile belirlenmektedir. Kontrol sisteminin tasarımında, kontrolör parametrelerinin KA tarafından optimize edilebilmesi için zaman bölgesi tabanlı bir performans ölçütü kullanılmıştır. Bu amaç fonksiyonu ile önerilen yaklaşımın performansını değerlendirmek için son yıllarda yayımlanmış gri kurt optimizasyon (Grey Wolf Optimization - GWO) algoritması, istilacı ot optimizasyon (Invasive Weed Optimization – IWO) algoritması ve stokastik fraktal arama (Stochastic Fractal Search – SFS) algoritması gibi diğer modern sezgisel-üstü optimizasyon algoritmalarına dayalı yaklaşımlarla karşılaştırmalar yapılmıştır. Simülasyon sonuçlarından, DC motorun hız kontrolü için tasarlanan KA tabanlı PID (KA-PID) kontrolörün kapalı çevrim sisteminin aşım, yerleşme zamanı ve yükselme zamanı gibi sistem karakteristiklerini en az iterasyonla önemli ölçüde iyileştirdiği görülmüştür. KA-PID kontrolör yaklaşımının gürbüzlük analizi de, DC motor parametrelerindeki değişikliklerle gerçekleştirilmiştir.