El diseño del controlador FOPID asistido por el algoritmo Sine Cosine para sistemas de intervalos utilizando modelado de orden reducido garantizando estabilidad
Autores: Bokam, Jagadish Kumar; Patnana, Naresh; Varshney, Tarun; Singh, Vinay Pratap
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
El diseño del controlador FOPID asistido por el algoritmo Sine Cosine para sistemas de intervalos utilizando modelado de orden reducido garantizando estabilidad
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Orden fraccional
Controlador
Margen de fase
Frecuencia de cruce de ganancia
Modelo de orden reducido
Sistemas de intervalo continuo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
El enfoque del presente esfuerzo de investigación fue diseñar un controlador robusto de orden fraccional proporcional-integral-derivativo (FOPID) con margen de fase (PM) y frecuencia de cruce de ganancia () especificados a través del modelo de orden reducido para sistemas de intervalo continuo. Actualmente, esta investigación es de dos partes: En la primera parte, se utiliza una técnica de aproximación de Routh modificada junto con los parámetros de Markov coincidentes (MPs) y los momentos de tiempo (TMs) para derivar una planta de intervalo continuo de orden reducido estable (ROCIP) para una planta de intervalo continuo de alto orden estable (HOCIP). Mientras que en la segunda parte, se diseña el controlador FOPID para ROCIP considerando PM y como criterios de rendimiento. Los parámetros del controlador FOPID se ajustan en función de las especificaciones de dominio de frecuencia utilizando un algoritmo avanzado de seno-coseno (SCA). El algoritmo SCA se utiliza por ser simple en implementación y efectivo en rendimiento. Se encontró que el controlador FOPID basado en SCA propuesto es robusto y eficiente. Por lo tanto, se aplica el controlador FOPID diseñado a HOCIP. La técnica de diseño de controlador propuesta se detalla considerando un caso de prueba de entrada-salida única (SISO). La validez y eficacia de la técnica propuesta se establece en función de los resultados de simulación obtenidos. Además, el controlador FOPID diseñado mantiene el PM deseado y cuando se implementa en HOCIP. Además, los resultados demostraron la excelencia de la técnica propuesta al mostrar que el controlador diseñado funciona eficazmente para ROCIP y HOCIP.
Descripción
El enfoque del presente esfuerzo de investigación fue diseñar un controlador robusto de orden fraccional proporcional-integral-derivativo (FOPID) con margen de fase (PM) y frecuencia de cruce de ganancia () especificados a través del modelo de orden reducido para sistemas de intervalo continuo. Actualmente, esta investigación es de dos partes: En la primera parte, se utiliza una técnica de aproximación de Routh modificada junto con los parámetros de Markov coincidentes (MPs) y los momentos de tiempo (TMs) para derivar una planta de intervalo continuo de orden reducido estable (ROCIP) para una planta de intervalo continuo de alto orden estable (HOCIP). Mientras que en la segunda parte, se diseña el controlador FOPID para ROCIP considerando PM y como criterios de rendimiento. Los parámetros del controlador FOPID se ajustan en función de las especificaciones de dominio de frecuencia utilizando un algoritmo avanzado de seno-coseno (SCA). El algoritmo SCA se utiliza por ser simple en implementación y efectivo en rendimiento. Se encontró que el controlador FOPID basado en SCA propuesto es robusto y eficiente. Por lo tanto, se aplica el controlador FOPID diseñado a HOCIP. La técnica de diseño de controlador propuesta se detalla considerando un caso de prueba de entrada-salida única (SISO). La validez y eficacia de la técnica propuesta se establece en función de los resultados de simulación obtenidos. Además, el controlador FOPID diseñado mantiene el PM deseado y cuando se implementa en HOCIP. Además, los resultados demostraron la excelencia de la técnica propuesta al mostrar que el controlador diseñado funciona eficazmente para ROCIP y HOCIP.