جبران اشباع محرك در سيستمي با كنترل كننده PID با استفاده از سيستم فازي و الگوريتم رقابت استعماري

Compensation of Actuator’s Saturation by Using Fuzzy Logic and Imperialist Competitive Algorithm in a System with PID Controller

سيستم‌‌هاي فيزيكي همواره با قيود و محدوديت‌هايي همراه هستند. در سيستم‌هاي كنترل قيود معمولاً به شكل محدوديت‌هاي دما يا فشار و يا ظرفيت پمپ‌ها ظاهر مي‌شود. يكي از محدوديت‌هاي موجود در سيستم‌هايي با كنترل كننده PID، محدوديت‌هاي مربوط به اشباع محرك مي‌باشد. در اثر به اشباع رفتن محرك خروجي كنترل كننده و ورودي فرآيند تحت كنترل با هم تفاوت پيدا مي‌كنند و در حقيقت سيگنال خروجي كنترل‌كننده، سيستم را هدايت نمي‌كند و حالت‌هاي آن به درستي بروز رساني نمي‌شوند كه اين امر موجب پاسخ نامناسب سيستم خواهد شد. در اين مقاله با اضافه كردن يك جبرانساز فازي كه پارامترهاي آن با الگوريتم رقابت استعماري تعيين شده‌اند از اشباع محرك جلوگيري شده و پارامترهاي مهم پاسخ سيستم مانند زمان نشست و فراجهش بهبود داده شده‌اند.

Physical systems always include constraints and limits. Usually, the limits and constraints, in the control systems, are appeared as temperature and pressure limits or pumps capacity. One of the existing limits in the systems with PID controller is associated with the actuator’s saturation limits. With the saturating of the actuator, the controller’s output and plant’s input will be different and the output signal of controller do not lead the system and their states could not update correctly where this issue makes the system response undesirable. In this paper, by adding a fuzzy compensator that it’s parameters are tuned using imperialist competitive algorithm, the actuator saturation is prevented and the important parameters of the system response, such as setting time and overshoot, are improved.