research centers


Search results: Found 3

Listing 1 - 3 of 3
Sort by

Article
Optimum Setting of PID Controller using Particle Swarm Optimization for a Position Control System
أختيار القيم المثالية الجيدة لمسيطرات من نوع التناسبي –التكاملي-التفاضلي بأستخدام تقنية اسراب الطيور للسيطرة على الزاوية الدورانية لمحرك تيار مستمر

Author: Ahmed Khalaf Hamoudi أحمد خلف حمودي
Journal: AL-NAHRAIN JOURNAL FOR ENGINEERING SCIENCES مجلة النهرين للعلوم الهندسية ISSN: 25219154 / eISSN 25219162 Year: 2017 Volume: 20 Issue: 1 Pages: 292-297
Publisher: Al-Nahrain University جامعة النهرين

Loading...
Loading...
Abstract

The goal of this paper is to present a study of tuning the Proportional–Integral-Derivative (PID) controller for control the position of a DC motor by using the Particle Swarm Optimization (PSO) technique as well as the Ziegler & Nichols (ZN) technique. The conventional Ziegler & Nichols (ZN) method for tuning the PID controller gives a big overshoot and large settling time, so for this reason a modern control approach such as particle swarm optimization (PSO) is used to overcome this disadvantage. In this work, a third order system is considered to be the model of a DC motor. Four types of performance indices are used when using the particle swarm optimization technique. These indices are ISE, IAE, ITAE and ITSE. Also study the effect of each one of these performance indices by obtaining the percentage overshoot and settling time when a unit step input is applied to a DC motor. A comparison is made between the two methods for tuning the parameters of PID controller for control the position of a DC motor is considered. The first one is tuning the controller by using the Particle Swarm Optimization technique where the second is tuning by using the Ziegler & Nichols method. The proposed PID parameters adjustment by the Particle Swarm Optimization technique showed better results than the Ziegler & Nichols’ method. The obtained simulation results showed good validity of the proposed method. MATLAB programming and Simulink were adopted in this work.

الهدف من هذا البحث هو تقديم دراسة عن كيفية أختيار القيم المثالية الجيدة للمسيطرات من نوع التناسبي –التكاملي-التفاضلي للسيطرة على الزاوية الدورانية لمحرك تيار مستمر بأستخدام تقنية اسراب الطيور أضافة الى طريقة زكلر و نيوكلس. أن الطرق التقليدية المستخدمة سابقا كطريقة زكلر و نيوكلس تعطي أخراج ذو قمة عالية وزمن استقرار طويل وهذه القمة العالية تعتبر صفة غير مرغوب بها. لهذا السبب تم استخدام طريقة اسراب الطيور للتخلص من الصفات غير الجيدة الموجودة في الطرق التقليدية. في هذا البحث تم أعتماد لغة ماتلاب لأختيار التمثيل الرياضي لمحرك التيار المستمر الذي تم وصفه كمنظومة من الدرجة الثالثة. تم أستخدام أربعة أنواع من مؤشر الصفات هي التكامل التربيعي للخطأ و تكامل مطلق الخطأ والتكامل الزمني لمطلق الخطأ وأخيرا التكامل الزمني التربيعي للخطأ. وكذلك تم أيجاد الخرج للمنظومة بأستخدام هذه الأنواع الأربعة من مؤشر الصفات عند أعطاء دخل قيمته واحد. كذلك تم إجراء مقارنة بين الطريقتين أعلاه لأختيار القيم المثالية للمسيطر كانت الأولى باستخدام تقنية طريقة أسراب الطيور مع الأنواع الأربعة من مؤشر الصفات والثانية بأستخدام تقنية زكلر و نيوكلس. أظهرت النتائج المستخلصة بأن طريقة اسراب الطيور المقترحة هي أفضل من طريقة زكلر و نيوكلس. كما أظهرت النتائج المستخلصة فعالية الطريقة المقترحة.


Article
Robust Multiple Model Adaptive Control for Dynamic Positioning of Quadrotor Helicopter System

Authors: Zainab SH. Mahmoud --- Safanah M. Raafat
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2018 Volume: 36 Issue: 12 Part (A) Engineering Pages: 1249-1259
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

The quadrotor control has been one of the benchmark controlproblems. It is considered as an under-actuated, multivariable and highnonlinear system due to its dynamics, having strong coupling betweentranslation and angular motion and affected by external disturbancesassociated with flight environment. Therefore, there is a need to design a robustcontrol that can keep up with sudden changes and find better trackingperformance against modeling error and uncertainties. In this work, anadaptive state feedback control method denoted as Classical Multiple ModelAdaptive Control (CMMAC) has been implemented. This method embodies inits structure a bank of filters. Kalman filter (KF) has been used where eachfilter has been designed for a specific value of an equilibrium point and set ofcontrollers, which was provided by the LQ-servo design. Comparisons of theperformance of a quadrotor system between control designs for single Kalmanfilter with CMMAC for the same value of uncertainty in terms of Root MeanSquare Error (RMSE) have been presented. CMMAC meets better performanceof tracking design for all variations; the performance of the controlledquadrotor has been improved for the linear and angular coordinates 100%, ascompared to the performance when using one Kalman filter.


Article
Performance Evaluation of a PID and a Fuzzy PID Controllers Designed for Controlling a Simulated Quadcopter Rotational Dynamics Model
تقييم اداء مسيطر تناسبي تكاملي تفاضلي و مسيطر تناسبي تكاملي تفاضلي ضبابي مصممان للتحكم بنموذج للديناميكا الدورانية لمروحية رباعية محاكى رقميا

Authors: Laith Jasim Saud ليث جاسم سعود --- Rasha Shehab Mohammed رشا شهاب محمد
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2017 Volume: 23 Issue: 7 Pages: 74-93
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

This work is concerned with designing two types of controllers, a PID and a Fuzzy PID, to be used for flying and stabilizing a quadcopter. The designed controllers have been tuned, tested, and compared using two performance indices which are the Integral Square Error (ISE) and the Integral Absolute Error (IAE), and also some response characteristics like the rise time, overshoot, settling time, and the steady state error. To try and test the controllers, a quadcopter mathematical model has been developed. The model concentrated on the rotational dynamics of the quadcopter, i.e. the roll, pitch, and yaw variables. The work has been simulated with “MATLAB”. To make testing the simulated model and the controllers more realistic, the testing signals have been applied by a user through a joystick interfaced to the computer. The results obtained indicated a general superiority in performance for the Fuzzy PID controller over the PID controller used in this work. This conclusion is based by the following figures: 70%,70%,and 52% lesser ISA for the roll, pitch, and yaw consequently, 70.5%,70.5%,56.4% lesser IAE for the roll, pitch, and yaw consequently, 53%,and 80.6% lesser rise time and settling time for the roll and pitch consequently, and 77% lesser settling time for the yaw. Moreover, the FPID gave zero overshoot versus 18%, 18%, and 25% in the PID case for the roll, pitch, and yaw consequently. Both controllers gave zero steady state error with close rise times for the yaw. This superiority of the FPID controller is gained as the fuzzy part of it continuously and online adapts the parameters of the PID part.

يتضمن هذا البحث تصميم نوعين من المسيطرات، اولهما المسيطر التناسبي التكاملي التفاضلي، وثانيهما والمسيطر التناسبي التكاملي التفاضلي الضبابي، مستخدمان لتحقيق طيران مستقر لمروحية رباعية. لقد تم تنغيم المسيطرات المصممة واختبارها و مقارنة اداؤها باستخدام معياري اداء احدهما تكامل مطلق الخطأ وثانيهما تكامل مربع الخطأ، إضافة الى استخدام بعض خصائص الاستجابة مثل زمن الصعود و تجاوز الحد وزمن الاستقرار وقيمة الخطأ عند الاستقرار. لتجربة واختبار المسيطرات، تم بلورة نموذج رياضي للمروحية الرباعية و الذي يركز تحديدا على الديناميكا الدورانية للمروحية. وقد تم محاكاة المنظومة رقميا باستخدام الكيان البرمجي (MATLAB). ولجعل عملية اختبار النموذج المحاكى والمسيطرات المصممة اكثر واقعية فقد تم ادخال اشارات التحكم عبر عصا تحكم تربط مع الحاسوب. لقد عكست النتائج المستحصلة من المحاكاة تفوق واضح في الاداء للمسيطر التناسبي التكاملي التفاضلي الضبابي على المسيطر التناسبي التكاملي التفاضلي. إن هذا الاستنتاج مبني على المعطيات التالية: تكامل مربع الخطأ أقل بنسبة 70%، 70%، 52% لكل من زوايا العطوف والخطران والانعراج على التوالي، وتكامل مطلق الخطأ أقل بنسبة 70.5%، 70.5%، 56.4% لكل من زوايا العطوف والخطران والانعراج على التوالي، وزمني صعود و استقرار أقل بنسبة 53% و 80.6% لكل من زوايا العطوف والخطران على التوالي، وزمن استقرار أقل بنسبة 77% لزاوية الانعراج. وإضافة لهذا فان نسبة الطفرة مع المسيطر التناسبي التكاملي التفاضلي الضبابي كانت صفرا مقابل 18%، 18%، و 25% مع المسيطر التناسبي التكاملي التفاضلي ولكل من زوايا العطوف والخطران والانعراج على التوالي. أما بالنسبة لخطأ حالة الاستقرار فكانت صفراً لكلا المسيطرين ولكل الحالات. وأما بالنسبة لزمن الصعود لزاوية الانعراج فان المسيطرين أعطيا نتائج متقاربة. إن الافضلية في الاداء التي ابداها المسيطر التناسبي التكاملي التفاضلي الضبابي على المسيطر التناسبي التكاملي التفاضلي متأتية من قيام الجزء الضبابي فيه بالتعديل المستمر وخلال عمل المنظومة لقيم معاملات الجزء التناسبي التكاملي التفاضلي.

Listing 1 - 3 of 3
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (3)


Language

English (3)


Year
From To Submit

2018 (1)

2017 (2)