Az Sönümlü Sistemlerde Zıegler-nıchols Yönteminin İyileştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, klasik Ziegler-Nichols yöntemini Tepe Gözlemyicisi (Peak Observer) yöntemi ile birlikte kullanarak az sönümlü sistemler için yeni bir adaptif PID kontrolör tasarımı yapılmıştır. Literatürde verilen PID kontrolörler için ayarlama formüllerinin büyük bir çoğunluğu aşırı sönümlü sistemlere uygundur. Sistemin az sönümlü sistem özelliği gösterdiği durumlerde ise bu formüller gerekli performansı gösterememektedir. Bu alanda yapılan çalışmalr oldukça azdır ve de pratikte operatör genel olarak deneme yanılma yolu ile ayar yapmak zorunda kalmaktadır. Bu çalışmada az sönümlü sistemler için çok yetersiz sonuçlar veren Ziegler-Nichols yönteminin bu tip sistemler için performansının iyileştirilmesi hedeflenmiştir. Bu hedef gerçeklenirken ise Tepe Gözlemleyicisi yöntemi kulanılmış ve sonuçta ortaya az sönümlü sistemler için adaptif bir PID kontrolör tasarımı çıkmıştır.

In this study using the classical Ziegler-Nichols with the Peak Observer method, a new adaptive PID controller method is obtained for underdamped systems. Most of the PID tuning formulas given in the literature are adequate for the plants with over-damped step response. However when the plant has an underdamped response these formulas do not have an effective performance. The researches made in this field are very limited and in practice, one may have to tune the PID controller manually throuh trial and error for the plant with underdamped step response. This study aims to improve the performance of the Ziegler-Nichols method that gives unacceptable results under the condition of controlling an underdamped system. To achieve this goal inspired by the Peak Observer method used originally for a fuzzy PID structure, at the peak values of the system output the parameters of the Z-N method is retuned by two multipliers used in this study. As a result a new method that can be called as an adaptive PID method for the underdamped systems is developed.