Yıl 2019, Cilt 11 , Sayı 2, Sayfalar 695 - 704 2019-06-30

Design of PID controller based on Gravitational Search Algorithm for Closed Loop Fiberoptic Gyroscope
Kapalı Döngü Fiberoptik Jiroskop Sistemleri için Yerçekimi Arama Algoritmasına Dayalı PID Kontrolcü Tasarımı

Hüsamettin Şerbetçi [1] , İsa Navruz [2]


In this study, a new PID controller design for closed loop fiber optic gyroscope systems was performed. The PID controller coefficients were determined by using the gravity search algorithm. The algorithm has minimized the error of tracking the angular velocity variations of the fiberoptic gyroscope. The designed gyroscope system was tested numerically with a computer and the response of the gyroscope to angular velocity variations was analyzed. The results showed that the angular velocity can be measured with very high precision by the synthesis of the PID controller. The proposed synthesis method can produce successful results in PID synthesis in many different systems not only for fiber optic gyroscopes but also for closed loop.

 

Bu çalışmada kapalı döngü fiberoptik jiroskop sistemleri için yeni bir PID kontrolcü tasarımı gerçekleştirilmiştir. PID kontrolcünün katsayıları yerçekimi arama algoritması kullanılarak belirlenmiştir. Algoritma ile fiberoptik jiroskobun açısal hız değişimlerini izleme hatası minimize edilmiştir. Tasarlanan jiroskop sistemi bilgisayar ortamında test edilerek jiroskobun açısal hız değişimlerine tepkisi analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlar PID kontrolcünün sentezlenmesi sayesinde açısal hızın çok yüksek bir hassasiyetle ölçülebileceğini göstermiştir. Önerilen sentez yöntemi sadece fiberoptik jiroskoplar için değil kapalı döngü içeren pek çok farklı sistemde PID sentezinde başarılı sonuçlar üretebilir.

  • Alavi, M. M. R., Cavdar, T., Aghjehkand, V. F. (2012). Particle Swarm Optimization - Based Determination of Ziegler-Nichols Parameters for PID Controller of Brushless DC Motors. IEEE International Symposium on Innovations in Intelligent Systems and Applications, Trabzon, Turkey.
  • Azman, A. A., Rahiman, M. H. F., Mohammad, N. N., Marzaki, M. H., Taib, M. N., Ali M. F.(2017). Modeling and Comparative Study of PID Ziegler Nichols (ZN) and Cohen-Coon (CC) Tuning Method for Multi-Tube Aluminum Sulphate Water Filter (MTAS). . Proc. of the 2017 IEEE 2nd International Conference on Automatic Control and Intelligent Systems.
  • Hambali, N., Masngut, A., Ishak, A. A., Janin, Z. (2014). Process Controllability for Flow Control System Using Ziegler-Nichols (ZN), Cohen-Coon (CC) and Chien-Hrones-Reswick (CHR) Tuning Methods. Proc. of the 2014 IEEE International Conference on Smart Instrumentation, Measurement and Applications (ICSIMA).
  • Harish Babu, G., Venkata Anuhya A., Venkatram, N. (2016). Digital Signal Processing Scheme for Open Loop and Closed Loop IFOG using MATLAB/SIMULINK. Indian Journal of Science and Technology, 9(11),1-10.
  • Hotate, K., Harumoto, M. (1997). Resonator Fiber Optic Gyro Using Digital Serrodyne Modulation. Journal of Lightwave Technology, 15(3), 466-473.
  • Howe, E. W., Savet, P. H. (1964). The Dynamically Tuned Free Rotor Gyro. Control Engineering, 11(6), 67-72.
  • Jin, Z., Yu, X., Ma, H. (2013). Closed-Loop Resonant Fiber Optic Gyro with An Improved Digital Serrodyne Modulation. Optical Society of America, 21(22), 26578-26588.
  • López-Higuera J. M. (2002), Handbook of Optical Fibre Sensing Technology, Chippenham, Wiltshire, UK., John Wiley & Sons Ltd.
  • Meshram, P. M., Kanojiya, G. (2012). Tuning of PID Controller using Ziegler-Nichols Method for Speed Control of DC Motor. International Conference on Advances in Engineering, Science and Management, ICAESM -2012.
  • Navruz, I., Ari, F., Şerbetçi, H. (2017). Design and Analysis of a Closed-Loop Fiberoptic Gyroscope. I. International Scientific and Vocational Studies Congress-2017, Turkey, 480-485.
  • Pérez, R. J., Álvarez, I., Enguita J. M. (2016). Theoretical Design of a Depolarized Interferometric Fiber-Optic Gyroscope (IFOG) on SMF-28 Single-Mode Standard Optical Fiber Based on Closed-Loop Sinusoidal Phase Modulation with Serrodyne Feedback Phase Modulation Using Simulation Tools for Tactical and Industrial Grade Applications. Sensors, 16(5), 1-19.
  • Piyabongkarn, D., Rajamani, R., Greminger, M. (2005). The Development of a MEMS Gyroscope for Absolute Angle Measurement. IEEE Trans. Cont. Syst. Tech., 13(2): 185-195.
  • Pogorelaya, D. A., Smolovik, M. A., Volkovskiy, S. A., Mikheev, M. A., Aleynik, A. S., Strigalev, V. E. (2017). Adjustment of PID Controller in Fiber-Optic Gyro Feedback Loop. Gyroscopy and Navigation, 8(3), 235–239.
  • Rashedi, E., Nezamabadi-pour, H., Saryazdi, S., (2009). A Gravitational Search Algorithm. Information Science, 179(13), 2232-2248.
  • Rosenthal, A. H. (1962). Regenerative Circulatory Multiple-Beam Interferometry for the Study of Light Propagation Effects. J. Opt. Soc. Am., 52(10), 1143-1147. doi:/10.1364/JOSA.52.001143
  • Sagnac, G. (1913). L’éther lumineux démontré par l’ effet du vent relative d’ eth-er dans un interferometer en rotation uniforme. Compte-rendus de l’Académie des Sciences, 95, 708-710.
  • Sun, Q. D., Zhu, Z. H., Larouche, B. P. (2013). FPGA-Based Hardware Design of Closed Loop Control for Fiber Optic Gyroscope. Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 51(1), 121-128.
  • Vali, V., Shorthill, R. W. (1976), Fiber Ring Interferometer, Appl. Opt., 15(5):1099-1100.
Birincil Dil tr
Konular Mühendislik, Ortak Disiplinler
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Orcid: 0000-0002-2377-2957
Yazar: Hüsamettin Şerbetçi (Sorumlu Yazar)
Kurum: ÇANKIRI KARATEKİN ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ, ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0003-2976-076X
Yazar: İsa Navruz
Kurum: ANKARA ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ, ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
Ülke: Turkey


Tarihler

Yayımlanma Tarihi : 30 Haziran 2019

Bibtex @araştırma makalesi { umagd555971, journal = {International Journal of Engineering Research and Development}, issn = {}, eissn = {1308-5514}, address = {Kırıkkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dekanlığı Kampüs 71450 Yahşihan/KIRIKKALE}, publisher = {Kırıkkale Üniversitesi}, year = {2019}, volume = {11}, pages = {695 - 704}, doi = {10.29137/umagd.555971}, title = {Kapalı Döngü Fiberoptik Jiroskop Sistemleri için Yerçekimi Arama Algoritmasına Dayalı PID Kontrolcü Tasarımı}, key = {cite}, author = {Şerbetçi, Hüsamettin and Navruz, İsa} }
APA Şerbetçi, H , Navruz, İ . (2019). Kapalı Döngü Fiberoptik Jiroskop Sistemleri için Yerçekimi Arama Algoritmasına Dayalı PID Kontrolcü Tasarımı. International Journal of Engineering Research and Development , 11 (2) , 695-704 . DOI: 10.29137/umagd.555971
MLA Şerbetçi, H , Navruz, İ . "Kapalı Döngü Fiberoptik Jiroskop Sistemleri için Yerçekimi Arama Algoritmasına Dayalı PID Kontrolcü Tasarımı". International Journal of Engineering Research and Development 11 (2019 ): 695-704 <https://dergipark.org.tr/tr/pub/umagd/issue/43865/555971>
Chicago Şerbetçi, H , Navruz, İ . "Kapalı Döngü Fiberoptik Jiroskop Sistemleri için Yerçekimi Arama Algoritmasına Dayalı PID Kontrolcü Tasarımı". International Journal of Engineering Research and Development 11 (2019 ): 695-704
RIS TY - JOUR T1 - Kapalı Döngü Fiberoptik Jiroskop Sistemleri için Yerçekimi Arama Algoritmasına Dayalı PID Kontrolcü Tasarımı AU - Hüsamettin Şerbetçi , İsa Navruz Y1 - 2019 PY - 2019 N1 - doi: 10.29137/umagd.555971 DO - 10.29137/umagd.555971 T2 - International Journal of Engineering Research and Development JF - Journal JO - JOR SP - 695 EP - 704 VL - 11 IS - 2 SN - -1308-5514 M3 - doi: 10.29137/umagd.555971 UR - https://doi.org/10.29137/umagd.555971 Y2 - 2019 ER -
EndNote %0 Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi Kapalı Döngü Fiberoptik Jiroskop Sistemleri için Yerçekimi Arama Algoritmasına Dayalı PID Kontrolcü Tasarımı %A Hüsamettin Şerbetçi , İsa Navruz %T Kapalı Döngü Fiberoptik Jiroskop Sistemleri için Yerçekimi Arama Algoritmasına Dayalı PID Kontrolcü Tasarımı %D 2019 %J International Journal of Engineering Research and Development %P -1308-5514 %V 11 %N 2 %R doi: 10.29137/umagd.555971 %U 10.29137/umagd.555971
ISNAD Şerbetçi, Hüsamettin , Navruz, İsa . "Kapalı Döngü Fiberoptik Jiroskop Sistemleri için Yerçekimi Arama Algoritmasına Dayalı PID Kontrolcü Tasarımı". International Journal of Engineering Research and Development 11 / 2 (Haziran 2019): 695-704 . https://doi.org/10.29137/umagd.555971
AMA Şerbetçi H , Navruz İ . Kapalı Döngü Fiberoptik Jiroskop Sistemleri için Yerçekimi Arama Algoritmasına Dayalı PID Kontrolcü Tasarımı. IJERAD. 2019; 11(2): 695-704.
Vancouver Şerbetçi H , Navruz İ . Kapalı Döngü Fiberoptik Jiroskop Sistemleri için Yerçekimi Arama Algoritmasına Dayalı PID Kontrolcü Tasarımı. International Journal of Engineering Research and Development. 2019; 11(2): 704-695.