In control system design, controller parameters need to be adjusted for the controller to show optimum performance. This is usually achieved by solving a “Multi-Objective Optimization Problem” (MOP). In this study, “Proportionality-Integral-Derivative” (PID) controller is considered as the controller and the optimization of the performance objectives selected as the overshoot and rise times of the controller is performed. Although it is possible to adjust the PID parameters by using “Evolutionary Algorithms” (EAs) belonging to the class of population-based optimization algorithms, the computational load of EAs increases when diversity and eliteness are considered for the found solutions. For this reason, an algorithm known as “Decomposition-Based Multi-Objective Evolutionary Algorithm” (MOEA/D) has been preferred instead of EAs for the solution of the optimization problem. With this algorithm, the MOP is addressed by decomposing it into a certain number of single-objective sub-problems over scalarization functions based on the Tchebycheff decomposition. Therefore, instead of a single optimum solution, a set of “Pareto Optimal” (PO) solutions is reached. In this study, the performances of the DC-DC buck converter were evaluated using PID controllers with PO parameter sets obtained with the help of MOEA/D.
Multi-Objective Optimization Evolutionary Algorithms Tchebycheff Decomposition PID Control DC-DC Buck Converter
Kontrol sistemleri tasarımında, kontrolcünün optimum performans göstermesi için, kontrolcü parametrelerinin ayarlanması gerekir. Bu da genellikle bir “Çok Amaçlı Optimizasyon Problemi” (ÇOP)’un çözümüyle gerçekleşir. Bu çalışmada kontrolcü olarak “Orantı-İntegral-Türev” (PID) kontrolcü göz önüne alınmış ve kontrolcünün aşım ve yükselme zamanı olarak seçilen performans amaçlarının optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Her ne kadar popülasyon tabanlı optimizasyon algoritmaları sınıfına ait “Evrimsel Algoritma” (EA)’lar kullanılarak, PID parametrelerinin ayarlanması mümkün olsa da bulunan çözümler için çeşitlilik ve seçkinliğin gözetilmesi halinde EA’ların hesap yükü artmaktadır. Bu sebeple optimizasyon probleminin çözümü için EA’lar yerine “Ayrışıma Dayalı Çok Amaçlı Evrimsel Algoritma” (ÇAEA/A) olarak bilinen bir algoritma tercih edilmiştir. Bu algoritma ile, ÇOP, Tchebycheff ayrışımına dayalı skalerleştirme fonksiyonları üzerinden belli sayıda tek amaçlı alt problemlere ayrıştırılmak suretiyle ele alınmaktadır. Dolayısıyla tek bir optimum çözüm yerine “Pareto Optimal” (PO) çözümler kümesine ulaşılmaktadır. Yapılan çalışmada ÇAEA/A yardımıyla elde edilen PO parametre setlerine sahip PID kontrolcüler kullanılarak DC-DC Azaltan dönüştürücünün sergilediği performanslar değerlendirilmiştir.
Çok Amaçlı Optimizasyon Evrimsel Algoritmalar Tchebycheff ayrışımı PID Kontrol DC-DC Buck Dönüştürücü
Birincil Dil | Türkçe |
---|---|
Konular | Elektrik Mühendisliği (Diğer) |
Bölüm | Elektrik Elektronik Mühendisliği |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 3 Eylül 2025 |
Gönderilme Tarihi | 30 Haziran 2024 |
Kabul Tarihi | 11 Temmuz 2025 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2025 Cilt: 28 Sayı: 3 |