A comparison between integer order and non-integer order controllers applied to a water levelling system

• Autorzy: Kania B. , Dziwiński T. , Bauer W. , Zagórowska M. , Baranowski J.

Identyfikatory

DOI

10.7494/automat.2014.18.2.71

Warianty tytułu

PL

Porównanie regulatorów całkowitego i niecałkowitego rzędu do sterowania poziomem wody w systemie zbiorników

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The purpose of this paper is to compare responses of two systems with two types of controllers: integer order PI controller and non-integer order PI controller (FOPI). Comparison is made on the grounds of time domain responses of waters level in tank. In order to design both of the controllers, numerical model is established and described. Synthesis method with use of simulated annealing optimisation method is developed for each controller. In order to do a correct comparison, the two control systems have the same designing parameters. Matlab/Simulink environment and numerical model are used to do the computing. Numerically designed controllers are verified experimentally with tank system. The obtained results show that using non-integer order PIl controller instead of a ”traditional” PI controller in simple integrating systems is useless.

PL

W artykule porównano odpowiedzi układów z dwoma regulatorami: typu PI oraz typu PI niecałkowitego rzędu. W celu syntezy regulatorów, stworzono i opisano model numeryczny, a następnie wykorzystano metodę symulowanego wyzarzania do znalezienia optymalnych parametrów. Tak zaprojektowane regulatory zostały przetestowane na rzeczywistym zbiorniku. W rezultacie okazało się, że zastosowanie regulatora niecałkowitoliczbowego rzędu do układu całkującego nie jest konieczne. Obliczenia były prowadzone w środowisko Matlab/Simulink.

Słowa kluczowe

EN

non-integer order systems; PID; optimization; tank system

PL

rachunek różniczkowy niecałkowitego rzędu; PID; układ zbiorników

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Automatyka / Automatics
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 18, no. 2
• Strony: 71--82
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab

Twórcy

autor

Kania B.

• Lublin University of Technology. Department of Automatics and Metrology, Lublin, Poland

autor

Dziwiński T.

• AGH University of Science and Technology, Department of Auomatics and Biomedical Engineering, Krakow, Poland

autor

Bauer W.

• AGH University of Science and Technology, Department of Auomatics and Biomedical Engineering, Krakow, Poland

autor

Zagórowska M.

• AGH University of Science and Technology, Department of Auomatics and Biomedical Engineering, Krakow, Poland

autor

Baranowski J.

• AGH University of Science and Technology, Department of Auomatics and Biomedical Engineering, Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Dziwiński T., Bauer W., Baranowski J., Piątek P., Zagórowska M., Robust Non-integer Order Controller for Air Heating Process Trainer, [in:] Latawiec K.J., Łukaniszyn M., Stanisławski R. (Eds.), Advances in Modelling and Control of Non-integer-Order Systems, 2015, 249–256.
• [2] Bauer W., Dziwinski T., Baranowski J., Pi ̨atek P., Zagórowska M., Comparison of Performance Indices for Tuning of PID m Controller for Magnetic Levitation System, [in:] Latawiec K.J., Łukaniszyn M., Stanisławski R. (Eds.), Advances in Modelling and Control of Non-integer-Order Systems, 2015, 125–133.
• [3] Dziwinski T., Bauer W., Baranowski J., Pi ̨atek P., Zagórowska M., Robust non-integer order controller for air heater. 19 th International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics, MMAR, 2015.
• [4] Bauer W., Baranowski J., Mitowski W., Non-integer order PIaDm control ICU-MM. Theory & Appl. of Non-integer Order Syst. Lecture Notes in Electrical Engineering, 257:295–303, Springer, Heidelberg, 2013
• [5] Rosół M., Application of nonlinear control methods for tanks system (in Polish). Pomiary, Automatyka, Kontrola, 7/8:30–34, 2001.
• [6] Oustaloup A., La commande CRONE: commande robuste d’ordre non entier Hermes, 1991.
• [7] Oustaloup A., F. Levron F., Mathieu B., Nanot F.M., Frequency-band complex noninteger differentiator: characterization and synthesis. Circuits and Systems I: Fundamental Theory and Applications, IEEE Transactions on, 47(1):25–39, 2000.