Parçacık sürü optimizasyonu ve Ziegler-Nichols metodunu kullanarak dc motorun hız kontrolü için pıd parametrelerinin belirlenmesi ve karşılaştırılması
Determination and Comparison of PID Parameters for Speed Control of DC Motor Using Particle Swarm Optimization and Ziegler-Nichols Method
Yazar: VOLKAN DURUSU
Danışman: PROF. DR. RIDVAN ÜNAL
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Doğru akım motorları = Direct current motors ; PID denetleme = PID control ; Parçacık sürü optimizasyonu = Particle swarm optimization

Özet:
Otonom sistemlerin en önemli bileşenlerinden birisi otomatik kontrol sistemleridir. Otomatik kontrol konusunda hem çok sayıda araştırma yapılmakta hem de çok sayıda proje geliştirilmektedir. DC motorların gerek otonom sistemlerde gerekse endüstride çok fazla kullanılmasından dolayı bu çalışmada DC motorlar seçilmiştir. DC motor hız kontrolü için PID kontrolör kullanılmış ve parametreleri iki farklı yaklaşımla ayarlanmıştır. Birinci yaklaşım Ziegler-Nichols metodu (ZN), ikinci yaklaşım ise nispeten daha yeni bir yöntem olan Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) metodudur. Mutlak hataların toplamı türünden performans metriği ile yaklaşımların birbirine göre performansları hesaplanmıştır. Sistem farklı referans çeşitleri ve farklı yük çeşitleri altında test edilmiş ve sonuçlar raporlanmıştır. Uygulanan tüm referans ve yük çeşitlerinde PSO yaklaşımının ZN'ye göre performansının daha yüksek olduğu görülmüştür. Özellikle karmaşık referans ve yük çeşitlerinde performans farkının daha da arttığı gözlemlenmiş ve sonuçlar paylaşılmıştır. İlerideki çalışmalarda daha karmaşık referans ve yük çeşidi uygulayıp, sonuçların gerçek sistem sonuçları ile karşılaştırılması önerilmektedir.

Abstract:
One of the most important components of every autonomous system is the automatic control system. A lot of research and projects are done on automatic control applications. Since DC Motors are widely used in both autonomous systems and industry, they are chosen as the platform to be controlled in this study. PID controller has been used for DC Motor velocity control and its parameters are determined using two different types of techniques. The first techique is the one that is mentioned widely in automatic control books, namely Ziegler-Nichols (ZN) method, and the second technique is relatively new method of Particle Swarm Optimization (PSO). The performance of the approaches were measured using the sum of absolute errors performance metric. System is tested with various reference types under different types of load and the results are reported. It has been observed that the performance of the PSO approach is higher than the ZN approach in all reference and load types applied in the study. It has been observed that the performance difference has increased even more, especially in complex reference and complex load types, and the results have been reported. In future studies, it is suggested to apply more complex reference and load types and compare the results with the actual system results.