۰۲/۱۰

۲-۲-۳- کنترل کننده تناسبی-انتگرالی-مشتقی بر اساس الگوریتم PSO
ساختار این کنترل کننده همانند کنترل کننده تناسبی-انتگرالی-مشتقی بر اساس الگوریتم ژنتیک می­باشد یعنی در این روش دو کنترل کننده برای کنترل جرثقیل با کابل کششی استفاده شده است. برای کنترل موقعیت سر جرثقیل از یک کنترل کننده PID استفاده می­ شود و به منظور میرا کردن نوسانات بار مانند شکل (۲-۲) کنترل کننده ^[۲۳]PD به کار گرفته شده است. جرثقیل با کابل کششی با بهره گرفتن از معادلات لاگرانژ به صورت یک سیستم غیرخطی مطابق با آنچه که در قسمت ۲-۲ توضیح داده شد مدل سازی شده است. برای بدست آوردن ضرایب کنترل کننده ها الگوریتم PSO به کارگرفته شده است. این الگوریتم با بهره گرفتن از تکرار، ضرایب کنترل کننده­ها را با توجه به خروجی­های سیستم ( موقعیت سر جرثقیل و زاویه نوسان بار) به گونه ­ای تنظیم می­ کند که اندازه خطای حالت ماندگار، درصد فراجهش و زمان نشست کمینه گردند. ضرایب بهینه بدست آمده برای کنترل کننده­ها براساس الگوریتم PSO مطابق با جدول (۲-۵) می­باشد.

جدول (۲-۵): بهره­های بهینه کنترل کنندها با بهره گرفتن از الگوریتم PSO

PID

PD

۸۷

۴/۲

۲/۹۷

۲/۰

۳/۹۷

۲-۲- ۴- کنترل کننده تناسبی-انتگرالی-مشتقی با تنظیم کننده فازی
این رویکرد، طراحی کنترل کننده مشتقی-انتگرالی-تناسبی همراه با منطق فازی^[۲۴] را در نظر گرفته است [۸]. روش طراحی بدین صورت است که خروجی­های سیستم موقعیت سر جرثقیل و زاویه بار نسبت به سر جرثقیل در نظر گرفته شده ­اند. برای کنترل سر جرثقیل از کنترل کننده مشتقی-انتگرالی-تناسبی و برای کنترل زاویه از کنترل کننده مشتقی-تناسبی استفاده شده است. ابتدا بهره­های مربوط به این کنترل کننده­ها با بهره گرفتن از الگوریتم ژنتیک مشابه با قسمت­ های قبل تعیین می­شوند و سپس با بهره گرفتن از توابع فازی این بهره­ها به گونه ­ای تنظیم می­شوند که خروجی­های مطلوب حاصل شوند. هدف کنترلی در این طراحی، رسانیدن سر جرثقیل به هدف مورد نظر در زمان مطلوب با کمترین نوسانات بار می­باشد. الگوریتم ژنتیک برای تعیین بهره­های کنترل کننده­ها از روشی مشابه با قسمت­ های قبل استفاده می­ کند، یعنی یک مدل دینامیکی مرجع در نظر می­گیرد تا رفتار دینامیکی موقعیت سر جرثقیل از آن پیروی کند. سپس یک معیار خطا تعریف می­ کند که از نوع انتگرال قدرمطلق خطاهاست که این خطاها تفاوت بین موقعیت سر جرثقیل و مدل مرجع و همچنین تفاوت زاویه با مقدار صفر است. آنگاه بر اساس یک تابع برازندگی مقادیر مربوط به بهره­ها را تعیین می­ کند. مقادیر این بهره­ها در جدول (۲-۶) آمده است [۸].
جدول (۲-۶): مقادیر بهره های کنترل کننده مقاوم مشتقی-انتگرالی-تناسبی

PID

PD

۴/۱۴۰

۷/۰

۵/۱۳۶

۸/۱۲

۵/۴۳