Model Reference Adaptive PID Controller Design and Analysis of the Impact of Controller Parameters on System Behavior: DC Motor Position Control

Abstract

Oransal-integral-türev (PID) kontrol yöntemi, basit mimarisi, kolay tasarım ve otomatik kazanç ayarlama gibi çekici özellikleri nedeniyle endüstride yaygın olarak uygulanmaktadır. Bununla birlikte, PID denetleyicisiyle başarılı bir endüstriyel uygulama yapabilmek için genellikle denetleyicinin önceden manuel olarak yeniden ayarlanması gerekmektedir. Bu sorunu çözmek için çalışma kapsamında, düşük maliyetli STM32F4 uygulama geliştirme kiti ve Waijung blok seti kullanılarak uyarlamalı kontrol yöntemlerinden biri olan Model Referans Uyarlamalı PID Denetleyici (MRUPIDD) tasarımı gerçekleştirilmiştir. Uyarlanabilir PID denetleyicisi, sistem parametreleri zamanla değişse bile istenen kontrol performansını sağlamak için parametre ayarlama mekanizmasına sahiptir. Parametre ayarlama mekanizması ve denetleyici tasarımı için Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (Massachusetts Institute of Technology-MIT) kuralı kullanılmıştır. Çalışma kapsamında tasarlanan denetleyicinin DC motor üzerinde konum kontrol uygulaması gerçekleştirilmiş ve PID denetleyicisi ile karşılaştırılarak hata maliyetleri hesaplanmıştır. Uyarlama kazanç parametrelerinin sistem davranışına etkisinin incelenmesi için ise farklı gama kazanç değerleri sisteme uygulanmış ve kararlılığı bozan durumlar incelenmiştir.