کنترل سیستم گوی معلق با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری

این مقاله یک روش طراحی کنترل کننده ساده اما موثر برای پایدارسازی و کنترل سیستم گوی معلق با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری ارائه می دهد. در همین راستا ابتدا معادله های دینامیکی سیستم گوی معلق بر اساس قوانین فیزیکی حاکم بر آن استخراج شده و یک تقریب خطی از سیستم ارائه می گردد. ب همنظور دستیابی به پایداری و عملکرد مطلوب از رویکرد کنترلی تناسبی-انتگرالی-مشتقی بهره گرفته شده است و از الگوریتم رقابت استعماری تعیین ضرایب این کنترل کننده استفاده شده است. معیارهای عملکرد پاسخ پله در حوزه زمان مانند زمان نشست و فراجهش، به صورت مستقیم تابع هزینه را می سازند؛ بنابراین روش ارائه شده یک مسئله بهینه سازی چندهدفه خواهد بود. نقطه قوت اصلی این شیوه توانایی بالای روش بهینه سازی استفاده شده است. در روش فعلی با تنظیم ثابت های وزنی مربوط به تابع هزینه می توان درجه آزادی زیادی در طراحی کنترل کننده داشت. برای نشان دادن کارایی کنترل کننده تناسبی-انتگرالی-مشتقی بهینه حاصل از الگوریتم استعماری با روش زیگلر-نیکولز مقایسه شده و نتایج شبیه سازی و آزمون عملی بازتاب داده شده است.

کلیدواژه ها:

کنترل کننده تناسبی-انتگرالی- مشتقی ، بهینه سازی ، الگوریتم رقابت استعماری ، معیارهای عملکرد حوزه زمان