روشی جامع برای طراحی کنترل‌کننده PID درجه‌کسری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد/دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد

2 استادیار/دانشگاه صنعتی اصفهان

3 استادیار/دانشگاه جامع علمی کاربردی

چکیده

با کاربردی شدن محاسبات درجه کسری و پذیرفتن آن به عنوان یک ابزار محاسباتی قوی، ایده استفاده از این نوع محاسبات در کنترل شکل گرفت. نتیجه این تلاش‌ها برای وارد کردن محاسبات درجه کسری منجر به ارایه نسل جدید کنترل‌کننده‌های PID با عنوان کنترل‌کننده درجه کسری  شد، کنترل‌کننده‌هایی با انعطاف‌پذیری بالاتر، پاسخ بهتر و ناحیه پایداری بزرگتر نسبت به کنترل‌کننده‌های PID. اما طراحی و تحلیل پایداری این کنترل‌کننده‌ها از پیچیدگی‌ خاصی برخوردار است. در این مقاله روشی مطمئن و ساده برای یافتن مجموعه کنترل‌کننده‌های  ارایه شده‌است. محاسبات در حوزه فرکانس و بر اساس پاسخ فرکانسی فرآیند صورت می‌پذیرد و ناحیه پایدار با ترسیم مرزهای پایداری در فضای پارامترهای کنترل‌کننده مشخص می‌شود. استفاده از پاسخ فرکانسی سیستم در طراحی، توانایی یافتن مجموعه کنترل کننده‌های درجه کسری را برای دسته وسیعی از سیستم‌ها از جمله سیستم‌های تاخیردار و سیستم‌هایی که فاقد تابع تبدیل دقیقی هستند، مهیا می‌سازد. همچنین با بررسی فضای پایدار حاصل می‌توان مجموعه کنترل کننده‌هایی که حد بهره و حد فاز مشخصی را تامین می‌کنند،‌ به دست آورد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A General Method for Designing Fractional Order PID Controller

نویسندگان [English]

  • Marzieh Safaei 1
  • Saeed Hosseinia 2
  • Mojtaba Hosseini Toodeshki 3
1 Ms.C/Najafabad Branch, Islamic Azad University
2 Assistant Professor/Isfahan University of Technology
3 Assistant Professor/University of Applied Science and Technology
چکیده [English]

The idea of using fractional order calculus in control became apparent when this kind of calculus was accepted as a powerful tool in many applications. This resulted in a new generation of PID controller called fractional order PID Controller, named as  Controller.  controller is more flexible and provides a better response with larger stability region as compared with standard PID controller. This paper presents a simple and reliable method for finding the family of controllers. The required calculations are done in frequency domain based on frequency response of the system and the stability region is specified in the parameters space. This method can be used for time-delay systems and, more generally, for any system with no transfer function. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • fractional order calculus
  • fractional order PID controller