SSA-based Fractional Order PI-PD Cascade Controller Design for DC Motor Speed Control

Abstract

Bu çalışmada doğru akım (DA) motoru hız kontrolünü sağlamak için eklemeli ve kesir dereceli (FOPI-FOPD) denetleyici tasarımı önerilmiştir. Önerilen denetleyici parametreleri son yıllarda geliştirilen Serçe Arama Algoritması (SAA) ile optimize edilmiştir. Denetleyici parametrelerinin aranması için çeşitli amaç fonksiyonları kullanılmıştır. Bu amaç fonksiyonları zamanla çarpılan mutlak hatanın integrali (ITAE), mutlak hatanın integrali (IAE), zamanla çarpılan hatanın karesinin integrali (ITSE), hatanın karesinin integrali (ISE) ve Zwe-Lee Gaing (ZLG) fonksiyonudur. Zaman bölgesinde aşma (M_p), oturma süresi (t_s) ve yükselme süresi (t_r) bakımından kullanılan amaç fonksiyonlarından elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Ayrıca elde edilen sonuçlar frekans bölgesinde kazanç marjı, faz marjı ve bant genişliği açısından incelenmiştir. Zaman ve frekans bölgesinde farklı amaç fonksiyonlarından elde edilen en iyi sonuç literatürdeki çalışmalarla karşılaştırılmıştır. Ayrıca önerilen denetleyicide elde edilen en iyi sonuç için gürbüzlük, bozucu yük ve referans hız değişimi analizleri incelenmiştir.