Control system optimization with the Ziegler-Nichols plant model

Özet

Bir PID kontrol sisteminde sayısal optimizasyon için yaklaşık bir modelin kullanılması durumu incelenmektedir. Bu yöntem, pratik uygulamada çok rastlanan bir durum olarak, kontrol edilecek sistem transfer fonksiyonunun tam olarak bilinemediği, fakat basamak cevabı eğrisinin çıkartılabildiği haller için önerilmektedir. Basamak cevabından elde edilen yaklaşık modele dayanan Ziegler-Nichols PID parametrelerinin kullanılmasına bir alternatif olan bu yöntemle, tercih edilebilecek belirli ölçütler yönünden daha yüksek performanslı sistemler tasarlanabilmektedir. Kontrol edilen sistem transfer fonksiyonu olarak ölü zaman ve iki zaman sabitinden oluşmuş bir sistem incelenmiştir ve optimizasyon işlemleri çok kullanılan üç performans ölçütüne göre yapılmıştır.

Abstract

The possibility of using an approximate model for numerical optimization of a PID process control system is investigated. The method is proposed for cases in which the plant transfer function is not known accurately, but a step response curve is available, a frequently encountered situation in practical applications. As an alternative to using the Ziegler-Nichols PID controller parameters based on the approximate model produced from the step response, this method produces higher performance systems with regard to the criterion of preference. The plant investigated consists of dead time and two time contants, and the optimization is carried out with regard to the three commonly used performance criteria.