التحكم التكيفي PID الموجَّه بالإنتروبيا للأنظمة غير الخطية المعيارية
DOI:
https://doi.org/10.65419/albahit.v5i1.97الكلمات المفتاحية:
التحكم الموجَّه بالإنتروبيا، التحكم التكيفي PID، الأنظمة غير الخطية المعيارية، استقرارية ليابونوف، التحكم المتين، تحسين الأداءالملخص
يقترح هذا البحث أسلوب تحكم تكيفي من نوع PID موجَّه بالإنتروبيا للأنظمة غير الخطية القياسية العاملة في ظل الاضطرابات وعدم اليقين في المعاملات. وعلى خلاف طرق التحكم التكيفي التقليدية من نوع PID التي تعتمد فقط على خطأ التتبع اللحظي، فإن الاستراتيجية المقترحة تستخدم مقياس الإنتروبيا عبر الإنترنت لقياس درجة عدم الانتظام الديناميكي في استجابة النظام. وتُستَخدم معلومات الإنتروبيا لضبط معاملات الكسب التناسبي (P) والتكاملي (I) والتفاضلي (D) بصورة مستمرة ومقيدة وسلسة. كما تم تطوير تحليل للاستقرارية بالاعتماد على دالة ليابونوف لضمان الانحصار المنتظم لجميع إشارات الحلقة المغلقة وتحقيق التقارب التقاربي لخطأ التتبع نحو الصفر. وقد تم التحقق من فعالية المتحكم المقترح من خلال محاكاة عددية على نماذج معيارية لأنظمة غير خطية، حيث أظهرت النتائج تحسنًا في الأداء العابر وزيادة في المتانة مقارنة بمتحكمات PID الكلاسيكية ومتحكمات PID التكيفية التقليدية [1]، [6]، [8].
المراجع
1. K. J. Åström and T. Hägglund, PID Controllers: Theory, Design, and Tuning, 2nd ed., Research Triangle Park, NC, USA: ISA, 1995.
2. K. J. Åström and R. M. Murray, Feedback Systems: An Introduction for Scientists and Engineers, Princeton, NJ, USA: Princeton University Press, 2008.
3. R. C. Dorf and R. H. Bishop, Modern Control Systems, 13th ed., Boston, MA, USA: Pearson, 2017.
4. H. K. Khalil, Nonlinear Systems, 3rd ed., Upper Saddle River, NJ, USA: Prentice Hall, 2002.
5. A. Isidori, Nonlinear Control Systems, 3rd ed., London, UK: Springer, 1995.
6. Y. Li, K. H. Ang, and G. C. Y. Chong, “PID control system analysis, design, and technology,” IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol. 13, no. 4, pp. 559–576, 2005.
7. S. Skogestad, “Probably the best simple PID tuning rules in the world,” Journal of Process Control, vol. 11, no. 4, pp. 291–309, 2001.
8. Z. Li, Y. Xia, and Y. Su, “Adaptive PID control of nonlinear systems with unknown dynamics,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 65, no. 2, pp. 1253–1263, 2018.
9. J. Yu, B. Chen, and H. Zhang, “Robust adaptive PID control for uncertain nonlinear systems,” ISA Transactions, vol. 72, pp. 1–10, 2018.
10. C. E. Shannon, “A mathematical theory of communication,” Bell System Technical Journal, vol. 27, no. 3, pp. 379–423, 1948.
11. J. L. Wang, H. Zhang, and Y. Xia, “Entropy-based performance analysis and control of nonlinear systems,” International Journal of Control, vol. 91, no. 9, pp. 2105–2118, 2018.
12. M. R. Fei and Z. W. Gao, “Entropy and complexity measures for nonlinear control systems,” Control Engineering Practice, vol. 84, pp. 65–75, 2019.
13. J. Zhang, M. Wang, and Y. Xia, “Entropy-based adaptive control for uncertain nonlinear systems,” Nonlinear Dynamics, vol. 104, no. 3, pp. 2341–2356, 2021.
14. L. Guo and S. Cao, “Anti-disturbance control theory for systems with multiple disturbances,” ISA Transactions, vol. 51, no. 6, pp. 846–857, 2012.
15. T. Liu, W. Zhang, and D. Gu, “An overview of PID tuning methods,” Journal of Process Control, vol. 16, no. 8, pp. 891–905, 2006.
