APPLICATION OF THE PARTICLE SWARM METHOD IN THE TASK OF OPTIMIZING THE PID CONTROL SYSTEM OF A PROGRAMMABLE DC ELECTRONIC LOAD
Authors: Бобылкин И.С. , Иванов А.В. , Кузёмкин А.А. , Паринова Е.В. , Ивашкина Е.М. 
Published: July 2024

в настоящее время схема управления электронной нагрузкой постоянного тока обычно основана на аналоговом управлении, то есть контур управления формируется операционным усилителем. Таким образом, в процессе повышения тока легко вызвать низкую скорость отклика и перенапряжение, а улучшение скорости отклика имеет большое значение для тестовой линии, применяющей электронные нагрузки. Динамический отклик важен при тестировании нагрузки источников питания и батарей. Поэтому в данной статье изучается цифровое управление электронной нагрузкой постоянного тока. Цифровая система управления нагрузкой постоянного тока имеет характеристики нелинейности, что затрудняет ее теоретическое моделирование. Поэтому для получения математической модели используется набор инструментов State Flow отечественной среды динамического моделирования SimInTech. Традиционный метод настройки ПИД требует больших временных затрат и имеет плохой эффект. В этой статье используется ПИД-регулятор с самонастройкой параметров, основанный на алгоритме оптимизации роя частиц. Посредством SimInTech были смоделированы и сравнены две схемы управления: традиционное ПИД-управление и ПИД-управление с оптимизацией роем частиц (ОРЧ-ПИД управление). Результаты показывают, что оптимизированный ПИД-контроллер демонстрирует более быстрый отклик по сравнению с традиционным алгоритмом ПИД-управления, а производительность системы значительно улучшается. Разработанная система управления электронной нагрузкой позволит обеспечивать устойчивость к помехам и минимизировать их воздействие на управление.

currently, the DC electronic load control circuit is mainly based on analog control, that is, the control circuit is controlled by an operational amplifier. Thus, in the process of increasing the current, it is easy to cause low response speed and overvoltage, and improving the response speed is of great importance for the test line. Dynamic response is important when testing the load of power supplies and batteries. Therefore, this article examines the digital control of a DC electronic load. The digital DC load control system has non-linearity characteristics, which makes it difficult to theoretically model it. Therefore, to obtain a mathematical model, the State Flow toolset of the domestic SimInTech dynamic modeling environment is used. The traditional method of setting up a PID requires a lot of time and has a bad effect. This article uses a self-tuning PID controller based on a particle swarm optimization algorithm. Two control schemes were modeled and compared using SimInTech modeling: traditional PID control and PID control with particle swarm optimization (PSO-PID control). The results show that the optimized PID controller demonstrates a faster response compared to the traditional PID control algorithm, and the system performance is significantly improved. The developed electronic load control system will ensure resistance to interference and minimize their impact on control.