Real-Time Implementation of Fractional-Order PID Controller for Magnetic Levitation Plant With Time Delay

控制理论(社会学) PID控制器 磁悬浮 控制器(灌溉) 数学 MATLAB语言 计算机科学 数学优化 工程类 控制工程 操作系统 农学 人工智能 生物 机械工程 温度控制 控制(管理) 磁铁
作者
Deep Shekhar Acharya,Sudhanshu Mishra,Subrat Kumar Swain,Subhojit Ghosh
出处
期刊:IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:71: 1-11 被引量:13
标识
DOI:10.1109/tim.2022.3218566
摘要

The design of a Fractional Order PID controller (FOPID), to stabilize a second-order unstable magnetic levitation plant (MLP) with time delay, is proposed in this paper. The proposed two stage approach involves estimating the lower and upper bounds of the controller gains using an extension of the Hermite-Biehler theorem. Further, the optimal gains within the search space, determined in the first stage, are obtained by formulating the controller design task as a constrained optimization problem seeking to minimize the root mean square error ( RMSE ) of reference tracking, in terms of the ball position measured by the IR Sensor. The optimization problem is solved using a recently proposed agent based evolutionary algorithm, namely, Multi-Agent based Symbiotic Organisms Search (MASOS). It has been confirmed that the theorem is effective in determining the stable ranges of the controller gains, while the MASOS algorithm is able to provide the optimal gain values. The obtained results have been verified by simulation in MATLAB® Simulink®. The findings from the simulation results have been further validated by real-time experiments on the hardware setup of MLP. The comparative analysis with 1-Degree of Freedom (DOF) FOPID, fractional-order Integral-Proportional-Derivative (FOIPD), Linear Quadratic Regulator (LQR), Active Disturbance Rejection Controller (ADRC), Radial Basis Function Sliding Mode Controller (RBFSMC) and Stable Inversion approach using both offline numerical simulation and real-time experiment corroborates the superiority of the FO-IPD controller.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
三岔路口完成签到,获得积分10
刚刚
huco完成签到,获得积分10
1秒前
AFong发布了新的文献求助30
5秒前
zzk完成签到,获得积分10
5秒前
子凡应助柔之采纳,获得10
5秒前
橘子完成签到,获得积分10
6秒前
JamesPei应助朱安南采纳,获得10
8秒前
zhibaishouhei完成签到,获得积分20
9秒前
依旧完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
13秒前
13秒前
妙高台发布了新的文献求助40
13秒前
可爱的函函应助jxx采纳,获得10
14秒前
热情孤丹发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
滕永杰完成签到,获得积分10
16秒前
静好发布了新的文献求助10
16秒前
花花521发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
19秒前
19秒前
痴情的裙子完成签到,获得积分10
19秒前
小梅完成签到 ,获得积分10
20秒前
Lee发布了新的文献求助10
21秒前
dreamboat发布了新的文献求助10
22秒前
24秒前
乐乐应助JiegeSCI采纳,获得10
24秒前
111发布了新的文献求助10
24秒前
orixero应助刘炳序采纳,获得10
28秒前
xiaobai完成签到,获得积分10
28秒前
科研小白发布了新的文献求助50
32秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3778351
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3323953
关于积分的说明 10216860
捐赠科研通 3039279
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1667919
邀请新用户注册赠送积分活动 798427
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758385