طراحي كنترل كننده PID مرتبه كسري بهينه براي كنترل تنظيم كننده ولتاژ خودكار به‌منظور تنظيم ولتاژ خروجي ژنراتور سنكرون با الگوريتم بهينه سازي فاخته

Optimum Design of a Fractional Order PID Controller for AVR System to Tune the Terminal Voltage of a Synchronous Generator using Cuckoo Optimization Algorithm

يكي از روش هاي كنترلي ساده و متداول براي استفاده در تنظيم كننده هاي ولتاژ خودكار كنترل كننده PID مي‌باشد. از طرفي اخيراً حسابان كسري به عنوان ابزاري قوي در مدلسازي و كنترل سيستم‌هاي ديناميكي در مهندسي كنترل مطرح شده است كه توانايها و كاربرد‌هاي اين نظريه در متون علمي در حال بررسي مي‌باشد. در زمينه كنترل سيستم‌هاي ديناميكي نيز كنترل مرتبه كسري با داشتن يك ساختار ساده مي‌تواند كارايي و قابليت هاي كنترلي سيستم را بهبود ببخشد. در اين مقاله با رويكردي چند هدفه به طراحي كنترل كننده PID مرتبه كسري بهينه براي كنترل تنظيم كننده ولتاژ خودكار بمنظور تنظيم ولتاژ خروجي ژنراتور سنكرون با الگوريتم بهينه سازي فاخته پرداخته مي‌شود. تابع هزينه پيشنهادي مشتمل بر زمان صعود، زمان نشست، خطاي حالت ماندگار و فراجهش است. نتايج مقايسه اي نشان مي‌دهد كنترل كننده PID مرتبه كسري در مقايسه با كنترل كننده PID كلاسيك داراي مقاومت بيشتر در مقابل تغييرات پارامترهاي سيستم و اغتشاش مي‌باشد.

One of the simplest and most commonly used control methods for using in automatic voltage regulators (AVR) is the PID controller. On the other hand, Fractional calculus has recently been proposed as a powerful tool in the modeling and control of dynamic systems in control engineering, whose abilities and applications of this theory are being studied in academic research. In the control of dynamic systems, fractional-order controllers can improve the performance and control capabilities of the system. In this paper, a multiobjective approach to designing an optimal fractional PID controller for regulating the output voltage of the synchronous generator is investigated using cuckoo optimization algorithm. The proposed cost function includes rise time, settling time, steady state error and overshoot. The comparative results obtained show that the fractional PID controller has a higher robustness to parametric uncertainties and disturbance than the classic PID controller.