İkinci dereceden Ölü Zamanlı ve Geri Tepmeli Sistem Parametrelerinin, Röle Testi ve PSO, CS, FA Algoritmalarıyla Belirlenmesi

Murat Erhan Çimen, Ali Fuat BOZ
453 42

Öz


Bu çalışmada, gri kutu olarak kabul edilen ikinci dereceden ölü zamanlı ve geri tepmeli bir sistemin parametreleri, çift röleli autotuning testi ve Cuckoo Search, Parçacık Sürü Optimizasyonu, FireFly Algoritmaları kullanılarak belirlenmiştir. Bunun için öncelikle gri kutu, çift röleli auto-tuning testine tabi tutularak, sistem giriş ve çıkışlarına ait sinyaller elde edilmiştir. Ardından bu giriş-çıkış sinyalleri arasındaki hata değeri, belirlenen amaç fonksiyonuna göre Cuckoo Search, Parçacık Sürü Optimizasyonu ve FireFly Algoritmaları kullanılarak minimize edilmekte ve sistem parametreleri belirlenmektedir. Amaç fonksiyonu olarak hatanın mutlak değerinin integrali(Integral Absolute Error) kriteri kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar analiz edilerek, literatürde var olan ve Genetik Algoritma ile yapılan çalışmalar ile kıyaslanmıştır. Cuckoo Search, Parçacık Sürü Optimizasyonu ve FireFly Algoritmaları kullanılarak bu çalışmada elde edilen sonuçların, Genetik Algoritma ile elde edilen sonuçlara göre gerçeğe daha yakın olduğu görülmüştür

Anahtar kelimeler


Cuckoo search, pso; firefly; röle geri-besleme; sistem modelleme

Tam metin:

PDF


Referanslar


Ziegler J. G.,Nichols N. B., and Rochester N. Y. "Optimum settings for automatic controllers," trans. ASME, vol. 64, 1942.

Åström K. J.,Hägglund T., "Automatic Tuning of Simple Regulators With Specifications on Phase and Amplitude Margins," Automatica, vol. 20, pp. 645-651, 1984.

Tsypkin Y. Z., "Frequency responses of relay systems," Automat. i Telemekh.,vol. 20, pp. 1603-1610, 1959.

Tsypkin Y. Z., "Relay Control Systems," Cambridge University Press, 1984.

Luyben W. L., "Derivation of Transfer Functions for Highly Nonlinear Distillation Columns," Ind. Eng. Chem. Res. 1987,26, 2490-2495, 1987.

Yu C. C., "Autotuning of PID Controllers A Relay Feedback Approach", 2nd Edition ed.: Springer Science& Business Media, 2006.

Shen S. H.,Wu J. S., Yu C. C., "Use of biased‐relay feedback for system identification," AIChE Journal, vol. 42, pp. 1174-1180, 1996.

Li W.,Eskinat E., Luyben W. L., "An improved autotune identification method", Industrial&engineering chemistry research, vol. 30, pp. 1530-1541, 1991.

Kaya I.,Atherton D., "Parameter estimation from relay autotuning with asymmetric limit cycle data", Journal of Process Control, vol. 11, pp. 429-439, 2001.

Friman M.,Waller K. V., "A two-channel relay for autotuning", Industrial&engineering chemistry research, vol. 36, pp. 2662-2671, 1997.

Soltesz K.,Hägglund T., Åström K. J., "Transfer function parameter identification by modified relay feedback," in American Control Conference (ACC), 2010, 2010, pp. 2164-2169.

Berner J.,Åström K. J., Hägglund T., "Towards a new generation of relay autotuners", IFAC Proceedings Volumes, vol. 47, pp. 11288-11293, 2014.

Kaya I., Nalbantoğlu M., "Röle geri-beslemeli sistemlerde genetik algoritma ile modelleme", Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, vol. 3, pp. 31-39, 2012.

Yang X.-S., "Nature-inspired optimization algorithms", 1st ed., 2014.

Eberhart R., Kennedy J., "A new optimizer using particle swarm theory", in Micro Machine and Human Science, 1995. MHS'95., Proceedings of the Sixth International Symposium on, 1995, pp. 39-43.

Kennedy J., Eberhart R., "Particle swarm optimization", in Neural Networks, 1995. Proceedings., IEEE International Conference on, 1995, pp. 1942-1948.

Özsağlam M. Y.,Çunkaş M., "Optimizasyon problemlerinin çözümü için parçaçık sürü optimizasyonu algoritması", Politeknik Dergisi vol. 11, pp. 299-305, 2008.

Tozan A.,Sevilgen F. E., and İnce O., "Sensör Yerleştirme Probleminin Parçacık Sürü Optimizasyonu ile Çözümü", Elektrik-Elektronik-Bilgisayar Mühendisliği 12. Ulusal Kongresi ve Fuarı, İzmir, 2007.

Öztürk A., Alkan S., "Parçacık Sürü Optimizasyonu ile Fotovoltaik Sistemlerde Kullanılan DC-Dc Dönüştürücünün Kontrolü", İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi, vol. 2, pp. 110-120, 2013.

Gao Z.,Zeng X., Wang J., and J. Liu, "FPGA implementation of adaptive IIR filters with particle swarm optimization algorithm", in Communication Systems, 2008. ICCS 2008. 11th IEEE Singapore International Conference on, 2008, pp. 1364-1367.

Tavakoli S.,Banookh A., "Robust PI control design using particle swarm optimization", Journal of Computer Science and Engineering, vol. 1, 2010.

Satpati B.,Koley C., andDatta S., "Robust PID controller design using particle swarm optimization-enabled automated quantitative feedback theory approach for a first-order lag system with minimal dead time", SystemsScience& Control Engineering, vol. 2, pp. 502-511, 2014.

Kanthaswamy G.,Jerome J., "Control of dead-time systems using derivative free particle swarm optimisation," International Journal of Bio-Inspired Computation, vol. 3, p. 85, 2011.

Ahuja A.,Narayan S., Kumar J., "2-DOF Observer Based Controller for First Order with Dead Time Systems", International Journal of Electrical, Computer, Energetic, Electronic and Communication Engineering Vol:8, No:1, 2014, 2014.

Gandomi A. H.,Yang X.-S., Alavi A. H., "Cuckoo Search algorithm: a metaheusristic approch to solve structural optimization problems", Springer-Verlag, vol. 29, p. 18, 2013-01.

Elazim S. M. A., Ali E. S., "Optimal Power System Stabilizers design via Cuckoo Search algorithm", International Journal of Electrical Power&Energy Systems, vol. 75, pp. 99-107, 2016.

Nema S.,Padhy P. K., "Identification and cuckoo PI-PD controller design for stable and unstable processes", Transactions of the Institute of Measurement and Control, vol. 37, pp. 708-720, 2015.

Jin Q.,Qi L., Jiang, B., Wang Q., "Novel improved cuckoo search for PID controller design", Transactions of the Institute of Measurementand Control, vol. 37, pp. 721-731, 2015.

Roeva O., Slavov T., "Firefly algorithm tuning of PID controller forglucosecon centration control during E. coli fed-batch cultivation process", Proceedings of the Federated Conference on Computer Science and Information Systems, pp. 455–462, 2014.

Sung S. W., Park J. H., Lee I.-B., "Modified Relay Feedback Method", 1995.

Soderstrom T.,Stoica P., "System Identification", 1989.

Nise N. S., "Control Systems Engineering", 6th ed.: John Wiley&Sons, 2011.

Yang X.-S.,Deb S., "Cuckoo Search via L´evy Flights", Nature &Biologically Inspired Computing, pp. 210 - 214, 9-11 Dec. 2009.

Karagül K., "Guguk Kuşu Algoritması: Bir Plastik Atık Toplama Uygulaması", 15th International Symposium on Econometrics, Operations Research and Statistic, Isparta, Turkey, vol. 15, pp. 775-784, 22-25 May 2014.

Civicioglu P.,Besdok E., "A conceptual comparison of the Cuckoo-search, particle swarm optimization, differential evolution and artificial bee colony algorithms", Artificial Intelligence Review, vol. 39, pp. 315-346, 2011.

Yang X.-S., "Firefly Algorithms for Multimodal Optimization", 7 Mar 2010.

Belen M. A., Alıcı M., Çor A., Güneş F., "Ateşböceği Algoritması ile Mikrodalga Transistör Performansının Karakterizasyonu", ELECO-2014 Elektrik-Elektronik-Bilgisayar ve Biyomedikal Mühendisliği Sempozyumu, pp. 491-494, 2014.




Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.