تنظیم پارامترهای کنترلر pid با الگوریتم های هوشمند تطبیقی و غیرتطبیقی؛ شبیه‌سازی و مقایسه در کوادروتور

اگرچه ساختار کنترلر تناسبی- انتگرالی- مشتقی(pid) به طور گسترده و موفق در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد، اما تنظیم بهینه پارامترهای آن به ویژه در مواجهه با سیستم های پیچیده همواره چالش برانگیز بوده است. در این مقاله، استفاده از کنترل کننده pid جهت کنترل یک مدل از کوادروتور دارای دینامیک غیرخطی، مورد بررسی قرار می‌گیرد. در همین راستا، چهار روش متمایز جهت تنظیم پارامترهای این کنترلر مورد بررسی و مقایسه قرار می‌گیرد. این چهار تکنیک شامل تکنیک‌های برخط الگوریتم شبکه عصبی، استنتاج فازی و تکنیک‌های خارج خط الگوریتم بهینه‌سازی ژنتیک و تجمع ذرات می‌گردند. در پایان اما با توجه به نتایج حاصل از شبیه‌سازی عددی و نیز نتایج حاصل از مقایسه یک تابع هزینه پیش‌تعریف مربعی محاسبه شده در هریک از حالات استفاده از این تکنیک‌های تنظیم پارامترها در حضور یک اغتشاش نسبتاً بزرگ با دامنه و فرکانس انتخاب شده که در کل زمان شبیه‌سازی، سیستم را تحت تاثیر قرار می‌دهد، نشان داده می‌شود بطور کلی، رسته‌ی الگوریتم‌های برخط، به ویژه با وجود اغتشاش مذکور، از آن‌جا که ضرایب کنترلی سیستم حلقه-بسته را در هر گام زمانی از شبیه‌سازی عددی، به صورت لحظه‌ای بروزرسانی می‌کنند، عملکرد بهتری در کنترل دینامیک سیستم از خود نشان می‌دهد.نتایج شبیه سازی ها در محیط متلب-سیمولینک صورت پذیرفته و نمودارهای حاصل، قابل مشاهده می باشد.

intelligent tuning pid controller, simulation and comparison for a quadrotor

n this paper, the use of pid controller to control a model of a quadrotor with nonlinear dynamics is investigated. in this regard, after presenting the designed nonlinear dynamic quadrotor model, four distinct methods for adjusting the parameters of this controller are examined and compared. these four techniques, which are classified into two categories, online and offline, include online techniques of neural network and fuzzy inference, and offline techniques of genetic and particle swarm optimization algorithms. finally according to the results of numerical simulations and the results of comparing a predefined squared cost function calculated in each case, in the presence of a relatively large disturbance with amplitude and frequency that is selected in the whole time simulation affects the system, shown in general, the order online algorithms, especially despite the mentioned disturbance, have better performance in controlling the dynamics of the system because they update the control coefficients of the closed-loop system momentarily in each step of numerical simulation.