การออกแบบและอนุวัตตัวควบคุมพีไอดีสองระดับความอิสระอย่างเหมาะสมโดยใช้การค้นหาแบบนกดุเหว่าสำหรับการควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
ระบบควบคุมพีไอดีหนึ่งระดับความอิสระใช้ตัวควบคุมเพียงตัวเดียว เพื่อบรรลุวัตถุประสงค์การติดตามคำสั่งและการคุมค่าโหลด ส่งผลทำให้สมรรถนะของระบบควบคุมมีความโดดเด่นเพียงด้านใดด้านหนึ่งเท่านั้น เนื่องจากระบบควบคุมพีไอดีหนึ่งระดับความอิสระ เมื่อออกแบบตัวควบคุมให้บรรลุเป้าหมายการติดตามคำสั่ง สมรรถนะในด้านการคุมค่าโหลดของระบบก็จะลดลง ในทางตรงกันข้าม เมื่อออกแบบตัวควบคุมให้บรรลุเป้าหมายการคุมค่าโหลด สมรรถนะในด้านการติดตามคำสั่งของระบบก็จะลดลงเช่นกัน ในบทความนี้ จึงนำเสนอการออกแบบและอนุวัตตัวควบคุมพีไอดีสองระดับความอิสระอย่างเหมาะสมโดยใช้การค้นหาแบบนกดุเหว่า หนึ่งในเทคนิคการค้นหาค่าเหมาะที่สุดแบบเมตา-ฮิวริสติกทรงประสิทธิภาพ วิธีนี้ถูกใช้หาค่าพารามิเตอร์ของตัวควบคุมพีไอดีสองระดับความอิสระอย่างเหมาะสมสำหรับการควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง แบบจำลองของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงถูกพิจารณาเป็นระบบอันดับสาม บนพื้นฐานการค้นหาแบบนกดุเหว่า สมรรถนะของระบบควบคุมพีไอดีสองระดับความอิสระจะถูกนำไปเปรียบเทียบกับระบบควบคุมพีไอดีหนึ่งระดับความอิสระ ผลที่ได้รับพบว่า การค้นหาแบบนกดุเหว่าสามารถหาค่าพารามิเตอร์ของตัวควบคุมพีไอดีสองระดับความอิสระได้อย่างเหมาะสม ให้สมรรถนะในด้านการติดตามคำสั่งของระบบ มีค่าพุ่งเกินสูงสุด (Mp(sim) = 4.62%, Mp(act) = 5.10%) น้อยกว่าตัวควบคุมพีไอดีหนึ่งระดับความอิสระ โดยที่ สมรรถนะในด้านการคุมค่าโหลดของระบบไม่เปลี่ยนแปลง และมีการขยายตัวของสัญญาณควบคุมต่ำกว่าตัวควบคุมพีไอดีหนึ่งระดับความอิสระ ตามผลการจำลองสถานการณ์ได้รับการยืนยันด้วยผลการควบคุมระบบจริงที่ได้อนุวัตขึ้นจริงในห้องปฏิบัติการ
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เอกสารอ้างอิง
I. M. Horowitz, Synthesis of Feedback Systems. Academic Press, 1963.
M. Araki and H. Taguchi, “Two-degree-of-freedom PID controllers,” Systems, Control and Information, Vol. 42, pp. 18–25, 1998.
M. Araki and H. Taguchi, “Two-degree-of-freedom PID controllers,” International Journal of Control, Automation, and Systems, Vol. 1, No. 4, pp. 401–411, 2003.
N. Minorsky, “Directional Stability of Automatically Steered Bodies,” American Society of Naval Engineering, Vol. 34, pp. 284, 1922.
M. Araki, “Two-Degree-of-Freedom Control System, Part I,” Systems and Control, Vol. 29, pp. 649–656, 1985.
K. Hiroi, “Two-degree-of-freedom PID control system and its application,” Instrumentation, Vol. 29, pp. 39–43, 1986.
H. Taguchi and M. Araki, “On Tuning of Two-Degree-of-Freedom PID Controllers with Consideration on Location of Disturbance Input,” Trans. SICE, Vol. 38, pp. 441–446, 2002.
K. Hiroi and K. Nagakawa, “Improvement of A Digital PID Algorithm with Rate Limitation on MV Change,” The 28th SICE Annual Conference, pp. 243–244, 1989.
M. Kanda and K. Hiroi, “Super Two-Degree-of-Freedom PID Algorithm,” The 30th SICE Annual Conference, pp. 465–466, 1991.
V. Zakian, Control Systems Design: A New Framework, Springer-Verlag, 2005.
X. S. Yang, Engineering Optimization: An Introduction with Metaheuristic Applications, John Wiley & Sons, 2010.
K. Lurang and D. Puangdownreong, “Two-degree-of-freedom PIDA controllers design optimization for liquid-level system by using modified bat algorithm,” Int. J. Innov. Comput. Inf. Control, Vol. 16, No. 2, pp. 715–732, 2020.
กิตติศักดิ์ ฤาแรง, ทิวา จิตหวัง และ เดชา พวงดาวเรือง, “การออกแบบตัวควบคุม 2DOF-PID อย่างเหมาะสมด้วยขั้นตอนวิธีการหาค่าเหมาะที่สุดแบบวาฬ,” วารสารวิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยีดิจิทัล, ปีที่ 13, ฉบับที่ 2, หน้า 63–74, 2568.
X. S. Yang and S. Deb, “Cuckoo search via Lévy flights,” World Congress on Nature & Biologically Inspired Computing, pp. 210–214, 2009.
X. S. Yang, “Cuckoo search and firefly algorithm: overview and analysis,” Cuckoo Search and Firefly Algorithm Theory and Applications, Springer, pp. 1–26, 2014.
P. Dash, L. C. Saikia and N. Sinha, “Comparison of performances of several cuckoo search algorithm based 2DOF controllers in AGC of multi-area thermal system,” Electrical Power and Energy Systems, Vol. 55, pp. 429–436, 2014.
ชนิดา แก้วเพชร, วรนุช จันทร์โอ, สุกัญญา เจริญกิจธนลาภ, สัตถาภูมิ ไทยพานิช, ชาญณรงค์ อ่างทอง และ ดนุพล คำปัญญา, “การประยุกต์การค้นหาแบบค้างคาวเพื่อระบุเอกลักษณ์แบบจำลองอันดับเศษส่วนของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง,” การประชุมวิชาการ งานวิจัยและพัฒนาเชิงประยุกต์ครั้งที่ 17, หน้า 213–216, 2568.
นคร เสาวรส, สัตถาภูมิ ไทยพานิช และ ดนุพล คำปัญญา, “การเปรียบเทียบการปรับแต่งตัวควบคุมพีไอดีอย่างเหมาะสมโดยใช้เทคนิคการค้นหาแบบนกดุเหว่า,” การประชุมวิชาการทางวิศวกรรมไฟฟ้า ครั้งที่ 44, หน้า 489–492, 2564.
