Comparison of the performance of PID and TVLQR controllers for nonlinear modelling of a freedom flying body
Artykuł w czasopiśmie
MNiSW
70
Lista 2024
| Status: | |
| Warianty tytułu: |
Porównanie wydajności kontrolerów PID i TVLQR do modelowania nieliniowego obiektu swobodnie latającego
|
| Autorzy: | Fawzy Mohamed, Attar Hani, Amer Ayman, Alsaqoor Sameh, Alahmer Ali, Borowski Gabriel, Solyman Ahmed, As’ad Samer, Agieb Ramy Said |
| Dyscypliny: | |
| Aby zobaczyć szczegóły należy się zalogować. | |
| Rok wydania: | 2024 |
| Wersja dokumentu: | Drukowana | Elektroniczna |
| Język: | angielski |
| Numer czasopisma: | 4 |
| Wolumen/Tom: | 100 |
| Numer artykułu: | 148160 |
| Strony: | 291 - 297 |
| Impact Factor: | 0,4 |
| Web of Science® Times Cited: | 0 |
| Scopus® Cytowania: | 0 |
| Bazy: | Web of Science | Scopus |
| Efekt badań statutowych | NIE |
| Finansowanie: | This article was supported by the Lublin University of Technology (Grant No. FD-20/IS-6/002) |
| Materiał konferencyjny: | NIE |
| Publikacja OA: | TAK |
| Licencja: | |
| Sposób udostępnienia: | Otwarte czasopismo |
| Wersja tekstu: | Ostateczna wersja opublikowana |
| Czas opublikowania: | W momencie opublikowania |
| Data opublikowania w OA: | 30 kwietnia 2024 |
| Abstrakty: | angielski | polski |
| The aim of the research was to enhance the trajectory control of a nonlinear freedom flying body model by comparing time-varying linear quadratic regulator (TVLQR) controller with proportional–integral–derivative (PID) control. The nonlinear behavior of the flying body is represented using a linear time-varying (LTV) approach, accounting for parameter variations over time. The equations of motion for the LTV model and the nonlinear flying body were elaborated within the Matlab-Simulink environment. The optimization method was utilized to adapt the PID gains for the simulation of the nonlinear flying body. Their response was then compared to that of identical PID gains implemented on the LTV model. TVLQR optimal controller was generated by solving the Riccati Equation. A comparison between the performance of TVLQR and PID controllers was conducted using a nonlinear flying body. Additionally, the study examined the impact of wind by introducing wind velocity to the velocity of the flying body. In conclusion, we found that the TVLQR controller had better tracking performance, it excelled in actuator deflection, was wind resistant, and effectively dealt with dynamics and actuator uncertainties. | |
| Celem badań było usprawnienie kontroli trajektorii nieliniowego modelu swobodnie latającego obiektu poprzez porównanie regulatora zmiennoprzecinkowego liniowego regulatora kwadratowego (TVLQR) ze sterowaniem proporcjonalno-całkująco-różniczkującym (PID). Nieliniowe zachowanie latającego obiektu przedstawiono za pomocą modelu liniowego zależnego od czasu (LTV), uwzględniającego zmiany parametrów w czasie. Równania ruchu modelu LTV oraz nieliniowego obiektu latającego opracowano w środowisku Matlab-Simulink. Zastosowano metodę optymalizacji w celu dostosowania wzmocnień PID do symulacji nieliniowego obiektu latającego. Ich odpowiedź została następnie porównana z identycznymi wzmocnieniami PID zastosowanymi w modelu LTV. Optymalny kontroler TVLQR został wygenerowany poprzez rozwiązanie równania Riccatiego. Porównanie wydajności regulatorów TVLQR oraz PID przeprowadzono przy użyciu nieliniowego obiektu latającego. W pracy zbadano ponadto wpływ wiatru poprzez wprowadzenie prędkości wiatru do prędkości przemieszczającego się obiektu latającego. W podsumowaniu stwierdzono, że sterownik TVLQR miał lepszą wydajność śledzenia obiektu, wyróżniał się pod względem odchylenia siłownika, był odporny na wiatr i skutecznie poradził sobie z dynamiką i niepewnością siłownika. |
