Oransal integral türevsel denetleyici parametrelerinin sezgisel optimizasyon yöntemleri ile ayarlanması

Teknolojik yenilikler ve gelişime paralel olarak günümüzde otomatik kontrol sistemlerine duyulan gereksinim hızla artmaktadır. Kontrol sistemleri, üretim süreçlerinin hızını, doğruluğunu ve güvenilirliğini artırırken, aynı zamanda maliyetleri de düşürmektedir. Literatürde çeşitli oransal kontrol yöntemleri bulunmakla birlikte, en yaygın kullanılan yöntemlerden biri oransal integral türevsel (Proportional Integral Derivative, PID) kontroldür. PID denetim, sistem hatasına dayalı bir yöntem olduğu için kontrol edilen sistemin matematiksel modelinin bilinmesine ihtiyaç duymaz. Bu yöntemde, oransal eylem hatanın genliğine, integral bileşeni hatanın alanına ve türevsel eylem ise hatanın eğimine göre kontrol işaretine katkıda bulunur. İntegral bileşeni hatanın geçmişini, oransal bileşen mevcut durumunu ve türevsel bileşen ise geleceğini dikkate alarak, uygun kontrol sinyallerinin üretilmesini sağlar. PID denetimde bu üç eylemin sistem çıkışı üzerindeki etkisi kazanç faktörleri ile belirlenir. Kazanç faktörlerinin doğru seçimi, sistemin kararlı bir şekilde çalışmasını sağlarken, yanlış seçilmesi ise sistemin kararsız duruma geçmesine neden olabilir. Bu yüksek lisans tezinde, belirlenmiş üç farklı test sisteminin kontrolü PID denetleyici kullanılarak gerçekleştirilmiştir. PID denetleyicinin performansını artırmak amacıyla kazanç faktörleri, Ziegler-Nichols adım cevabı, parçacık sürüsü optimizasyonu (PSO), radyal hareket optimizasyonu (RHO), değiştirilmiş radyal hareket optimizasyonu (DRHO), farksal gelişim (FG) ve genetik algoritma (GA) ile optimize edilmiştir. Sezgisel optimizasyon yöntemleri ile kazanç sabitlerinin ayarlanmasında, mutlak hata toplamı, hata karesi toplamı, zaman ağırlıklı mutlak hata toplamı ve zaman ağırlıklı hata karesi toplamı olmak üzere dört farklı performans kriteri kullanılmıştır. İlk olarak, bu beş sezgisel optimizasyon algoritması destekli PID denetleyicinin başarımı belirlenen hata kriterlerine göre karşılaştırılmıştır. Ardından, optimizasyon yöntemlerinin birbirlerine göre performansları analiz edilmiştir. Literatürde PID denetleyici parametrelerinin PSO, FG, GA ve RHO yöntemleriyle optimize edilmesine ilişkin birçok çalışma bulunmaktadır. Ancak, PID denetleyici kazanç faktörlerinin DRHO algoritması ile optimize edilmesine yönelik herhangi bir çalışmaya rastlanmamıştır. Bu yenilik, sunulan yüksek lisans tezinin literatüre yaptığı en önemli katkıdır.