Design, Simulation and Comparison of Controllers for Temperature Profile Tracking Control of a Heat Flow System

Autor: Hayriye Tuğba Sekban, Abdullah Başçi, Kamil Orman, Kaan Can
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Volume: 13, Issue: 2 828-838
Erzincan University Journal of Science and Technology
ISSN: 2149-4584
1307-9085
DOI: 10.18185/erzifbed.766645
Popis: Bu makalede, ısı-akış sistemine uygulanan üç farklı kontrolcünün tasarımı, simülasyonu ve performans karşılaştırması sunulmuştur. İlk olarak, ısı-akış sisteminin dinamik modeli elde edilmiş ve devamında ısı kontrolünü gerçekleştirmek için kayan kipli kontrol (KKK), adaptif kayan kipli kontrol (AKKK) ve adaptif kesir dereceli kayan kipli kontrol (AKDKKK) yöntemleri tasarlanmış ve uygulanmıştır. Tasarlanan kontrolcülerin performansını analiz etmek için Matlab/Simulink programı aracılığıyla ısı–akış sisteminin simülasyonu oluşturulmuş ve tasarlanan kontrolcülerin performansı analiz edilmiştir. Simülasyon ortamından elde edilen referans sıcaklık takip hatası, adaptasyon kazancı, ani değişimlere karşı kontrolcünün tepkisi, maksimum aşım, yükselme ve yerleşme zamanı gibi sonuçlar sunulmuş ve elde edilen sonuçlardan AKDKKK’nün diğer kontrolcülere göre referans sıcaklığı daha az hata ile takip ettiği, daha düşük aşım, yükselme ve yerleşme zamanına sahip olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca, KKK uygulandığında en yüksek referans sıcaklık takip hatası, yükselme ve yerleşme zamanına sahip olduğu gözlemlenmiştir.
In this paper, the design, simulation and performance comparison of the three different controllers applied to the heat flow system (HFS) are presented. First, the dynamic model of the HFS was obtained and so as to test the temperature control, sliding mode controller (SMC), adaptive sliding mode controller (ASMC) and adaptive fractional order sliding mode controller (AFOSMC) are designed and applied. To analyse the performance of the designed controllers a simulation environment is developed via the Matlab/Simulink software. The results, obtained through a simulation environment are represented by tracking error, adaptation gain, response to sudden changes, maximum overshoot, rise time and settling time and they showed that the heat flow system follows the reference temperature profile trajectory with less errors, overshoot, rise time and settling time by using the AFOSMC than the other controllers. Also, the maximum errors, rise time and settling time occurred when the sliding mode controller is used.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: