The Effect of Noise on System Performance in DC Motor Control

Year 2022, Volume: 5 Issue: 2, 27 - 31, 15.12.2022

Ahmet Akbulut

Abstract

DC motor is one of the most used electric motors in industry and daily life. The speed and position control of this type of motor is especially important in terms of precision production, safe movement and efficiency. PID is one of the most commonly used control methods in DC motor control. In this study, PID controller coefficients were determined in DC motor speed control by using Particle Swarm Optimization algorithm and Ziegler-Nichols method over real DC motor parameters and these two methods were compared. In the study, noise was added to the output signal, and output values close to the real system values were obtained. Thus, it was possible to obtain test results that can approximately represent real conditions.

Keywords

Ziegler-Nichols, DC Motor, Particle swarm optimization, PID control

DA Motor Kontrolünde Gürültünün Sistem Performansına Olan Etkisi

Abstract

DA motor endüstride ve günlük yaşantıda en çok kullanılan elektrik motorlarındandır. Bu tip motorların hız ve konum kontrolü özellikle hassas üretim, güvenli haraket sağlanması ve verimlilik bakımından önem taşımaktadır. PID, DA motor kontrolünde en sık kullanılan kontrol yöntemlerinden birisidir. Bu çalışmada gerçek DA motor parametreleri üzerinden, Parçacık Sürü Optimizasyonu algoritması ve Ziegler-Nichols yöntemi kullanarak DA motor hız kontrolünde PID kontrolcü katsayıları belirlenmiş ve bu iki yöntemin karşılaştırması yapılmıştır. Çalışmada çıkış sinyaline gürültü eklenmiş, gerçek sistem değerlerine yakın çıkış değerleri elde edilmiştir. Böylelikle test sonuçlarının gerçeğe daha yakın bulunması amaçlanmıştır.

Keywords

Parçacık Sürü Optimizasyonu, Ziegler-Nichols, PID kontrol, DA Motor

References

• Akyol, S., Alataş, B., 2012. Güncel Sürü Zekası Optamizasyon Algoritmaları. Nevşehir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 1, 1, 36-50. Durusu, V., 2022, PSO ve ZN Metodunu Kullanarak DC Motorun Hız Kontrolü için PID Parametrelerinin Belirlenmesi ve Karşılaştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Afyonkarahisar, 85.
• Gökçe, B., Koca, Y.B., Aslan, Y., Gökçe, C.O., 2021, Particle swarm optimization-based optimal PID control of an agricultural mobile robot. Comptes rendus de l’Académie bulgare des Sciences, 74, 4, 568-575.
• Gökçe, C. O., Durusu, V., Unal, R. (2022). Farklı Yük Çeşitleri için Parçacık Sürü Optimizasyonu ve Ziegler-Nichols Metodunun DC Motor Hız Kontrolü Probleminde Karşılaştırılması. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 33, 88-92.
• Hasan, F.A., Rashad, L.J., 2019, Fractional-order PID controller for permanent magnet DC motor based on PSO algorithm. International Journal of Power Electronics and Drive System, 10, 4, 1724-1733.
• Idir, A., Kidouche, M., Bensafia, Y., Khettab, K., Tadjer, S.A., 2018, Speed Control of DC Motor Using PID and FOPID Controllers Based on Differential Evolution and PSO. International Journal of Intelligent Engineering & Systems, 11, 4, 241-249.
• Ma’arif, A., Rahayu, E.S., Çakan, A., Particle Swarm Optimization (PSO) Tuning of PID Control on DC Motor. International Journal of Robotics and Control Systems, 2, 2, 435-447.
• Nasri, M., Nezamabadi-Pour, H., Maghfoori, M., 2007, A PSO-Based Optimum Design of PID Controller for a Linear Brushless DC Motor. World Academy of Science, Engineering and Technology, 26, 40, 211-215.
• Ogata, K., 2010. Modern Control Engineering Fifth Edition. Marcia J. Horton (editor), Pearson, 567-575.
• Yazgan H., Yener F., Soysal S., Gür, A., 2019, Comparison Performances of PSO and GA to Tuning PID Controller for the DC Motor. Sakarya University Journal of Science, 23, 2, 162-174.
• Ziegler, J.G., Nichols, N.B., 1942, Optimum Settings for Automatic Controllers. Transactions of the American Society of Mechanical Engineers, 64, 11, 759-765.