بهینه سازی، فرآیندی است که از دیرباز شایان توجه پژوهشگران علوم مختلف بوده و از روش های آن برای افزایش بهره وری و کاهش هزینه ها استفاده شده است. در این زمینه، رسیدن هم زمان به چند هدف متناقض بسیار اهمیت دارد. در مهندسی کنترل، بهینه سازی پارامترهای کنترل کننده، در حالتی که رسیدن به چندین هدف کنترلی مختلف مدنظر باشد، چالش بزرگ محسوب می شود. در این مقاله، کنترل کننده PID مرتبه کسری برای یک هلیکوپتر آموزشی با دو موتورDC با نام TRMS طراحی شده است. طراحی این کنترل کننده بر مبنای الگوریتم های بهینه سازی چندهدفه ابتکاری و در نظر گرفتن مجموعه های مختلف توابع هدف است. درنهایت، عملکرد این الگوریتم ها برای بهینه کردن پارامترهای کنترل کننده ها بر سیستم TRMS دکوپله شده، براساس جبهه پرتو و معیارهای ارزیابی عملکرد مختلف ازجمله فاصله و غیر یکنواختی جبهه پرتو با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج ارزیابی نشان از عملکرد مطلوب کنترل کننده PID مرتبه کسری به صورت چندهدفه برای سیستم TRMS دارد.

در این مقاله یک رهیافت جدید کنترلی جهت همزمان سازی مقاوم دسته ای از سیستم های آشوبی مرتبه کسری دارای عدم قطعیت، پارامترهای ناشناخته مانند تاخیر زمانی نامعین و اعوجاج های خارجی ارائه شده است. تاخیر زمانی نامشخص به عنوان یک عامل مهم است که پیچیدگی مساله کنترلی را افزایش داده و توانایی غلبه برآن بیان شده است. با استفاده از ساختار کنترل کننده های تناسبی- انتگرالی- مشتقگیر (PID) مرتبه کسری غیرخطی، سطح لغزش مرتبه کسری جهت طراحی استراتژی کنترل مود لغزشی معرفی شده است. سپس با استفاده از تئوری لیاپانوف، قوانین تطبیقی مقاوم به گونه ای طراحی شده که خطای تخمین پارامترهای ناشناخته سیستم با تاخیر زمانی نامعین توسط مکانیزم کنترلی پیشنهادی، به سمت صفر میل می کند. همچنین، با استفاده از معیارهای پایداری لیاپانوف تحلیل پایداری رهیافت کنترلی پیشنهادی، اثبات می شود. درنهایت جهت ارزیابی عملکرد مکانیزم پیشنهادی، همزمان سازی دو سیستم های آشوبی جرک دارای عدم قطعیت همراه با تاخیر زمانی نامعین و اعوجاج خارجی توسط رهیافت کنترلی ارائه شده، شبیه سازی شده است که نتایج آن، عملکرد مقاوم و مطلوب همزمان سازی را نمایش می دهد.

ریزشبکه ها شاخه ای از منابع انرژی پراکنده اند که بیشتر از انرژی های تجدیدپذیر برای تولید توان الکتریکی استفاده می کنند و به بارهای پراکنده در حالت های متصل به شبکه سیستم های توزیع و منفصل از شبکه خدمات می دهند. به دلیل تغییرات طبیعی تولید توان با انرژی های تجدیدپذیر و عدم قطعیت های سیستم قدرت، در این مقاله از کنترل کننده PID مرتبه کسری (FOPID) به دلیل عملکرد مقاوم و ساختار ساده آن، برای کنترل فرکانس ریزشبکه جزیره ای استفاده شده است. با استفاده از سیستم فازی، ورودی کنترل کننده FOPID، تولید و عملکرد کنترل کننده بهبود یافته است. از الگوریتم رقابت استعماری برای تعیین پارامتر های کنترل کننده FOPID فازی پیشنهادی بهره گرفته شده است. مقایسه طرح کنترلی پیشنهادی با کنترل PID کلاسیک و FOPID، به ازای سناریو های مختلف تغییرات بار، عملکرد بهتر کنترل کننده پیشنهادی در مواجهه با اغتشاش بار از نقطه نظر ریشه میانگین مربعات، فراجهش و فروجهش، تعداد نوسانات و زمان نشست تغییرات فرکانس را نشان می دهد. همچنین شبیه سازی ها بیان کننده عملکرد مقاو م مطلوب طرح کنترل پیشنهادی در برابر تغییرات گسترده پارامترهای سیستم هستند.

ریزشبکه هیبرید مفهوم جدیدی است که در دهه ­های اخیر و بر اساس نیاز سیستم­های قدرت تجدید ساختار یافته معرفی شده است. یکی از مهمترین چالش­های ریزشبکه در حالت جزیره­ای، تنظیم و تثبیت فرکانس است.در این مقاله، یک کنترل­ کننده فازی PID مرتبه کسری برای تثبیت فرکانس معرفی شده است. وجود مرتبه ­کسری در سیستم کنترل کننده باعث بهبود پایداری و سرعت پاسخگویی کنترل­ کننده در شرایط مختلف می­شود. تعیین ضرایب کنترل کننده چالش مهمی محسوب می­شود که از روش­های مختلفی می­توان برای انجام آن استفاده نمود. در این تحقیق برای تعیین ضرایب کنترل­ کننده پیشنهادی، از الگوریتم بهینه ­سازی Cheetah استفاده شده است. این الگوریتم دارای قابلیت­های مهمی از جمله: جلوگیری از همگرایی زودرس و عدم گرفتاری در بهینه محلی است که باعث تمایز آن نسبت به سایر الگوریتم­ها می­شود. لازم به ذکر است که ساختار کنترلی بکار گرفته شده از نوع کنترل متمرکز می­باشد؛ به گونه­ای که سیگنال کنترلی به واحدهای منابع ذخیره انرژی و دیزل ژنراتور ارسال می­گردد. برای مدلسازی دقیق­تر منابع ذخیره انرژی، بلوک­های محدود کننده در خروجی این منابع لحاظ شده است. برای ارزیابی عملکرد کنترل­ کننده پیشنهادی، نتایج حاصل از آن با کنترل­ کننده ­های دیگری مانند PID کلاسیک، PID  مرتبه کسری و فازی PID بهینه شده با دیگر الگوریتم-های بهینه­ سازی مانند GA،  PSO و SCA با در نظر گرفتن چندین معیار اندازه­ گیری خطا شامل: IAE، ISE، ITAE و ITSE مقایسه گردیده است. نتایج بدست آمده نشان می­دهد که کنترل­ کننده پیشنهادی با داشتن کمترین مقدار خطا و بیشترین سرعت همگرایی، دارای عملکرد مطلوب و قابل قبول نسبت به دیگر کنترل کننده های ذکر شده می­باشد.

یکی از روش های کنترلی ساده و متداول برای استفاده در تنظیم کننده های ولتاژ خودکار کنترل کننده PID می باشد. از طرفی اخیراً حسابان کسری به عنوان ابزاری قوی در مدلسازی و کنترل سیستم های دینامیکی در مهندسی کنترل مطرح شده است که توانایها و کاربرد های این نظریه در متون علمی در حال بررسی می باشد. در زمینه کنترل سیستم های دینامیکی نیز کنترل مرتبه کسری با داشتن یک ساختار ساده می تواند کارایی و قابلیت های کنترلی سیستم را بهبود ببخشد. در این مقاله با رویکردی چند هدفه به طراحی کنترل کننده PID مرتبه کسری بهینه برای کنترل تنظیم کننده ولتاژ خودکار بمنظور تنظیم ولتاژ خروجی ژنراتور سنکرون با الگوریتم بهینه سازی فاخته پرداخته می شود. تابع هزینه پیشنهادی مشتمل بر زمان صعود، زمان نشست، خطای حالت ماندگار و فراجهش است. نتایج مقایسه ای نشان می دهد کنترل کننده PID مرتبه کسری در مقایسه با کنترل کننده PID کلاسیک دارای مقاومت بیشتر در مقابل تغییرات پارامترهای سیستم و اغتشاش می باشد.

این مقاله روش جدیدی را برای طراحی کنترل کننده PID مرتبه کسری (FOPID) به منظور کنترل مبدل بوست ارائه می کند.FOPID یک نوع PID است که مرتبه ترم مشتقی و انتگرالی آن به جای عدد صحیح از مرتبه کسری است و با استفاده از آن می توان سیستم را با انعطاف پذیری بیشتری کنترل کرد. در این مقاله، برای کنترل مبدل بوست از کنترل کننده FOPID استفاده شده است. به منظور تعیین پارامترهای کنترل کننده FOPID از الگوریتم رقابت استعماری (ICA) که به دلیل کارآیی و دقت در حل مسایل بهینه سازی، در بین پژوهشگران محبوبیت خاصی یافته، بهره گرفته شده است. به منظور نشان دادن کارایی روش پیشنهادی، شبیه سازی هایی در محیط برنامه MATLAB انجام شده و نتایج با الگوریتم ژنتیک و نیز با کنترل کننده های PID و PI مقایسه شده است. نتایج شبیه سازی کارایی روش پیشنهادی را نشان می دهند.

امروزه وسایل نقلیه، به طور روزافزونی با موتورهای DC مغناطیس دایم بدون جاروبک به واسطه ماهیت عملکرد بدون سنسور، مجهز شده اند. کنترل کننده های موتور BLDC می توانند کنترل سرعت و موقعیت موثر را بدون سنسور موقعیت نصب شده روی شفت، در سیستم فیدبک حلقه بسته عمل کنند. کنترل کننده PID مرتبه کسری، از رایج ترین نمونه های الگوریتم کنترل بازخوردی است که در بسیاری از فرایندهای کنترلی، کاربرد دارد. درایو موتور بدون سنسور BLDC کنترل بهینه بهتری روی سرعت روتور و دقت آن با کمک کنترل کننده PID مرتبه کسری (FOPID) دارد. در این مقاله با استفاده از دو الگوریتم بهینه سازی فراابتکاری، پارامترهای کنترل کننده FOPID شامل زمان نشست، زمان خیز، اورشوت و پایداری پاسخ پله سیستم مذکور بهینه شده است. نتایج نشان می دهد پاسخ پله موتور PMBLDCبا استفاده از الگوریتم ژنتیک پیشنهادی در مقایسه با سایر روش های موجود، عملکرد کنترلی مناسب تری را ارایه می کند.

  لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.