Doğadan Esinlenen Optimizasyon Algoritmaları Tabanlı Kesir Dereceli PID Denetleyicilerle Kontrol Edilen Bir Santral Modelinin Performansının İncelemesi

Abstract

Bu çalışmada, klasik oransal-integral-türev (PID) kontrolörlerin gelişmiş hali olan kesir dereceli oransal-integral-türev (FOPID) kontrolörlerden faydalanılarak basitleştirilmiş gaz türbinli bir santral modeli için denetlemenin hassas şekilde yapılabilmesi sağlanmıştır. Klasik PID kontrolörler (denetleyiciler) üç parametre içerirken, kesir dereceli PID kontrolörler beş parametre içerir. Parametre sayısının fazla olması daha hassas denetlemenin yapılabilmesine olanak sağlar, ancak bu durum kontrolörün optimizasyonunu zorlaştırır. Kesir dereceli PID kontrolörlerin geleneksel matematiksel yöntemler ile optimizasyonu zor olduğu için; bu çalışmada, doğadan esinlenen (meta-sezgisel) optimizasyon algoritmaları arasında yer alan balina optimizasyon algoritması (BOA), salp sürüsü algoritması (SSA), yapay arı kolonisi (YAK) ve atom arama optimizasyon algoritması (AAO) kullanılmıştır. Bu dört farklı algoritmayla optimize edilen FOPID kontrolör parametreleri, basitleştirilmiş gaz türbini enerji santrali modeline uygulanmış ve sistem çıkış sinyallerinin geçici yanıt performansları karşılaştırılmıştır. Bu amaçla yerleşme süresi ve yüzde en büyük aşım, karşılaştırma kriteri olarak kullanılmıştır. Simulasyon sonuçları, yapay arı kolonisi (YAK) algoritmasıyla optimize edilmiş FOPID kontrolörün, bu santral modeli için yerleşme süresi ve yüzde en büyük aşım kriterleri açısından diğer algoritmalarla optimize edilmiş FOPID kontrolörlere göre daha iyi performans sergilediğini göstermektedir.