تنظیم پارامترهای کنترلگر PID با الگوریتم های هوشمند تطبیقی و غیرتطبیقی؛ پیاده سازی و مقایسه در کوادروتور

اگرچه ساختار کنترلر PID به طور گسترده و موفق در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد، اما تنظیم بهینه پارامترهای آن به ویژه در مواجهه با سیستم های پیچیده همواره چالش برانگیز بوده است. در این مقاله، استفاده از کنترل کننده تناسبی-انتگرالی-مشتقی یا ( PID ) جهت کنترل یک مدل از کوادروتور دارای دینامیک غیرخطی، مورد بررسی قرار می گیرد. در همین راستا و پس از ارائه مدل دینامیکی غیرخطی کوادروتور طراحی شده، چهار روش متمایز جهت تنظیم پارامترهای این کنترلر مورد بررسی و مقایسه قرار می گیرد. این چهار تکنیک که در دو رسته ی برخط و خارج خط طبقه بندیمی شوند، شامل تکنیک های برخط الگوریتم شبکه عصبی، استنتاج فازی و تکنیک های خارج خط الگوریتم بهینه سازی ژنتیک و تجمع ذرات می گردند. در پایان اما با توجه به نتایج حاصل از شبیه سازی عددی و نیز نتایج حاصل از مقایسه یک تابع هزینه پیش تعریف مربعی محاسبه شده در هریک از حالات استفاده از این تکنیک های تنظیم پارامترها در حضور یک اغتشاش نسبتا بزرگ با دامنه و فرکانس انتخاب شده که در کل زمان شبیه سازی، سیستم را تحت تاثیر قرار می دهد، نشان داده می شود بطور کلی، رسته ی الگوریتم های برخط، به ویژه با وجود اغتشاش مذکور، از آنجا که ضرایب کنترلی سیستم حلقه-بسته را در هر گام زمانی از شبیه سازی عددی، به صورت لحظه ای بروزرسانی می کنند، عملکرد بهتری در کنترل دینامیک سیستم از خود نشان می دهد. نتایج شبیه سازی ها در محیط متلبسیمولینک صورت پذیرفته و نمودارهای حاصله، قابل مشاهده می باشد.

کلیدواژه ها:

کنترلر PID ، کوادروتور ، الگوریتم ژنتیک ، الگوریتم فازی ، الگوریتم عصبی