جعبه‌ابزارهای شبیه‌سازی سیستم‌های دینامیکی برای کنترل‌کننده‌های بهینه مرتبه خطی کسری

امروزه سیستم‌های مرتبه کسری کاربردهای متنوعی در مدل‌سازی پدیده های گوناگون پیدا کرده است. همچنین قابلیت ها و عملکرد طراحی کنترل کننده های مرتبه کسری در تحلیل و طراحی سیستم های خطی و غیرخطی موردتوجه بسیاری از محققان است. در این مقاله مهم‌ترین جعبه ابزارهای توسعه یافته برای تحلیل و طراحی سیستم های مرتبه کسری معرفی گردیده و قابلیت ها و عملکردشان در تحلیل و طراحی کنترل کننده های مرتبه کسری با یکدیگر مقایسه شده است. در این راستا ویژگی ها و امکانات اساسی چهار جعبه ابزار مختلف بررسی شده است. سپس به کمک سه جعبه‌ابزار، عملکرد دو کنترل کننده تناسبی، انتگرالی و مشتقی مرتبه کسری (fopid) بهینه سازی شده با الگوریتم فراابتکاری برای پایدارسازی سیستم تنظیم ولتاژ ژنراتور سنکرون و کنترل سرعت موتور جریان مستقیم (dc) بدون جاروبک شبیه سازی شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که نتایج حاصل از این جعبه ابزارها به مقدار بسیار زیاد به الگوریتم های مورد استفاده شان بستگی دارد. به‌طوری که نتایج دو جعبه ابزار تابع انتقال مرتبه کسری ((fotf و جعبه‌ابزار کنترل و مدلسازی مرتبه کسری (fomcon) به مقدار زیاد شبیه یکدیگر هستند و نتایج جعبه ابزار کنترل غیرصحیح (ninteger) به شکل معنی داری متفاوت است.

simulation toolboxes of dynamic systems for optimized fractional linear order controllers

today, there is a growing utilization of fractional order systems in the modeling of various phenomena. furthermore, the capabilities and performance of fractional order controllers in the analysis and design of fractional order systems are of interest to many researchers. in the present research, the most important toolboxes developed for analyzing and designing fractional-order systems were introduced and their capabilities and performance in the analysis and design of fractional order controllers compared. in this regard, the basic features and capabilities of the four different toolboxes were examined. the advantages and disadvantages of each were listed. then, with the help of three toolboxes, the performance of two fractional-order proportional, integral, and derivative (fopid) controllers optimized with a meta-heuristic algorithm to stabilize the synchronous generator voltage regulation system and brushless dc motor were simulated. the simulation results showed that the performances of these toolboxes depend to a large extent on their employed algorithms. thus, the results of fractional-order transfer function (fotf) and fractional-order modelling and control (fomcon) toolboxes were very similar and non-integer (ninteger) toolbox results were significantly different.