Dobór nastaw regulatora PID zaimplementowanego w sterowniku PLC przy wykorzystaniu algorytmów genetycznych

• Autorzy: Sałat R. , Winiczenko R. , Awtoniuk M.

Warianty tytułu

EN

Tuning PID controller implemented in the PLC using genetic algorithms

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł ma na celu przedstawienie metody strojenia parametrów regulatora PID o znanej strukturze zaimplementowanego w sterowniku PLC przy użyciu algorytmów genetycznych. Strojenia regulatora rozpatrywano pod kątem obiektów o charakterystyce statycznej liniowej oraz nieliniowej. Dla każdego obiektu analizowano nastawy uzyskane przy pomocy algorytmów genetycznych oraz dwóch par innych nastaw dedykowanych do danego typu obiektu, które zostały wybrane na podstawie kryterium całkowego. Testy zostały przeprowadzone dla skoku wartości zadanej, zmiany wartości zadanej wg trajektorii, perturbacji modelu oraz zakłóceń. Dla celów przedstawienia metody jak i testów przyjęto uniwersalną strukturę algorytmu typu PI.

EN

The paper presents a way of tuning parameters of PID regulator of known structure implemented in the PLC using genetic algorithms (Fig. 1). The tuning process was considered for objects with both linear and nonlinear characteristics (Section 2). For each object the parameters were analyzed using genetic algorithms as well as two pairs of other settings dedicated to a particular object type selected on the basis of integral index (Section 5). Objects were simulated on a PC in Matlab / Simulink connected to PLC S7-300 Siemens by DAQ card in a negative feedback loop (Fig. 2). The tests were conducted for the set point, a trajectory model, perturbations and disturbances. For purposes of presentation and testing the methods were adopted as a universal structure of the PI algorithm (Figs. 3 and 4). Comparing the values of the integral indexes one can conclude that in most cases the best quality of control can be achieved with use of genetic algorithms. These settings proved to be more effective than those dedicated to the test objects (Tables 1 and 2).

Słowa kluczowe

PL

sterownik PLC; algorytmy genetyczne; AG; dobór nastaw regulatora PID

EN

PLC controller; genetic algorithms GA; tuning PID controller

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 58, nr 5
• Strony: 427--430
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Sałat R.

autor

Winiczenko R.

autor

Awtoniuk M.

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, Wydział Inżynierii Produkcji, ul. Nowoursynowska 164, 02-787 Warszawa,

Bibliografia

• [1] Astrom K. J., Hagglund T.: PID Controllers: Theory, Design, And Tuning. Instrument Society of America 1995.
• [2] Skoczowski S., Osypiuk R., Pietrusewicz K.: Odporna regulacja PID o dwóch stopniach swobody w praktyce, PWN 2006.
• [3] Comino P., Munro N.: PID Controllers: Recent tuning methods and design to specification, Control Theory and Applications, IEE Proceedings 149/2002.
• [4] Feng W., Li Y.: Performance indices in evolutionary cased automation with application to bath pid generation, Computer Aided Control System Design, Preceedings of the IEEE International Symposoium, 1999.
• [5] Żuchowski A.: Metoda doboru nastaw regulatora PID uwzględniająca postulowany zapas stabilności modułu i fazy, PAK 1/2004.
• [6] O’Dwyer A.: Handbook of PI and PID Controller Tuning Rules, Imperial College Press 2006.
• [7] Unal M., Erdal H., Topuz V.: Trajectory Tracking Performance Comparison Between Genetic Algorithm and Ant Colony Optimization for PID Controller Tuning on Pressure Process. Wiley Pariodicals Inc 2010.
• [8] Herrero J. M., Blanco X., Martinem M., Salcedo J. V.: Optima PID Tuning with genetic algorithms for non linear process models, 15th Triennial World Congress, Barcelona 2002.
• [9] Dębowski A.: Procedury regulacyjne sterowników programowalnych, PAR 1/2001.
• [10] Goldberg D. E.: Algorytmy genetyczne i ich zastosowanie, WNT 1998.
• [11] Rutkowski L.: Computational Intelligence, Methods and Techniques, Springer 2008.
• [12] Winiczenko R.: Optymalizacja parametrów zgrzewania tarciowego za pomocą algorytmów genetycznych, Inżynieria Rolnicza 2 (100), 2008.
• [13] Winiczenko R.: Zastosowanie algorytmów genetycznych w nieliniowym zagadnieniu transportowym, Gospodarka Materiałowa i Logistyka Nr 6, PWE, 2009.
• [14] Gen M., Cheng R.: Genetic Algoritm and Engineering Optimization, John Wiley & Sons, Inc, 2000.
• [15] Sałat R., Korpysz K., Obstawski P.: Wstęp do programowania sterowników PLC, WKiŁ 2010.