کنترل بهینه سرعت موتور جریان مستقیم با استفاده از الگوریتم های فراابتکاری

یکی از ادوات بسیار مهم در صنایع مختلف کوچک و بزرگ جریان مستقیم DC است. یکی از مهمترین چالش ها، در استفاده مناسب از موتورهای DC کنترل سرعت این موتور میباشد. در روش های متداول، معمولا از کنترل کننده PID در سیستم کنترل سرعت این موتور استفاده می- شود. کنترل کننده PID یک کنترل کننده سه بخشی شامل بخش های تناسبی، انتگرال گیری و مشتق گیری، و پرکاربردترین کنترل کننده در صنعت میباشد. روش های مختلفی برای تنظیم ضرایب این کنترل کننده ارایه شده است که روش جایابی قطبها و Ziegler-Nichols بیشتر از بقیه روشها مورد استفاده قرار میگیرند، اما این روشها پیچیدگی زیادی در مقایسه با روش هایفرا ابتکاری دارند. در این مقاله روشی مبتنی بر الگوریتم کلونی مورچگان به منظور تنظیم پارامترهای کنترل کننده PID ارایه شده است. هدف اصلی در روش ارایه شده، کمینه کردن بیشینه فراجهش و زمان نشست نمودار سرعت موتور DC میباشد. در ادامه مقاله روش دیگری مبتنی بر الگوریتم ژنتیک برای کنترل سرعت موتور DC ارایه شده است. روش های ارایه شده در نرم افزار SIMULINK/MATLAB پیاده سازی و شبیه سازی شده اند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که روش های ارایه شده برای کنترل سرعت از کارآیی و سرعت مناسبی برخوردار میباشند اما کنترلر مبتنی بر الگوریتم ژنتیک در مقایسه با کنترل بهبود یافته PID که ضرایب آن با الگوریتم مورچگان تنظیم شده اند، زمان خیز کمتری دارد اما سریع تر به مقدار نهایی میرسد و از سرعت بالاتری برخوردار است. نتایج نشان میدهد که با افزایش جمعیت مورچه ها و تعداد تکرارها، سیستم از عملکرد بهتری برخوردار است ولی حجم محاسبات بیشتر خواهد شد. با تغییر مشخصات سیستم و مقادیر پارامترهای موتور، روش های فرا ابتکاری میتوانند به سرعت پاسخ سیستم را به مقدار مطلوب برسانند

Keywords:

موتور DC کنترل سرعت , الگوریتم کلونی مورچگان , الگوریتم ژنتیک , کنترل PID