research centers


Search results: Found 7

Listing 1 - 7 of 7
Sort by

Article
Tuning of PID Controller Based on Foraging Strategy for Pneumatic Position Control System*

Author: Dr. Amjad J. Humaidi**
Journal: IRAQI JOURNAL OF COMPUTERS,COMMUNICATION AND CONTROL & SYSTEMS ENGINEERING المجلة العراقية لهندسة الحاسبات والاتصالات والسيطرة والنظم ISSN: 18119212 Year: 2010 Volume: 10 Issue: 1 Pages: 107-120
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

Abstract:Pneumatic servo system has been applied in many industry fields. The system has many advantages, such as high speed, high flexibility and low price. However, the application of the system is restricted because the physical parameters have strong nonlinearity, inaccuracy and uncertainty, so that it is very difficult to find an optimal controller by means of traditional control theory. Proportional integral derivative (PID) control is one of the earlier control strategies; it has a simple control structure and can be easily tuned. Optimization of PID controller parameters is one of the recent control solutions; especially when the system is of high complexity. In this paper foraging strategy has been adopted to optimize the gains of PID controller for positioning control of a pneumatic system. The foraging theory is based on the assumption that animals search for nutrients in a way that maximize their energy intake per unit time spent for foraging. The bacterial foraging algorithm is a non-gradient and stochastical optimization technique; as no need for measurement and analytical description. In the work, the optimization model of E. coli bacterial foraging has been used and the performance index (cost) is based on Integral Square Error (ISE) for obtaining sub-optimal values of controller parameters. The behavior of bacteria (solutions) over their lifetime has been simulated and the effect of foraging parameters on cost function has been studied.

الخلاصة:تستخدم منظومات المؤازرة الهوائية في كثير من التطبيقات الصناعية. حيث تمتاز مثل هذه المنظومات بعدة ميزات اهمها السرعة والمرونة العالية وكذلك كلفتها الواطئة. مع ذلك فان تلك المنظومات يصعب السيطرة عليها وذلك لان بعض معلماتها او العناصرالمكونة للمنظومة غير خطية ومتغيرة مع الزمن وكذلك صعوبة الحصول على انموذج دقيق يمثل المنظومة، لذلك من الصعوبة ايجاد مسيطر مثالي باستخدام طرق السيطرة التقليدية. يمتاز المسيطر (التناسبي ـ التفاضلي ـ التكاملي) ببساطة تركيبه وسهولة تنغيم مكوناته. ان تحقيق الأمثلية (optimization) لمؤشر اداء معين بتنغيم معلمات المسيطر هو احد الطرق المستخدمة حديثا" عندما تكون المنظومات معقدة وتحوي لاخطية عالية. في هذا البحث تم استخدام تقنية التغذية وذلك لتنغيم عناصر المسيطر للحصول على الاستجابة الافضل للنظومة الهوائية. تستند نظرية التغذية بأن الكائنات الحية تبحث عن المواد الغذائية بطريقة تمكنها من الحصول على اعلى طاقة في وحدة زمنية معينة. في هذا البحث تم استخدام الانموذج الخاص بتغذية البكتريا المسماة "ايكولي" لغرض تنغيم مكونات المسيطرالتقليدي.


Article
Bacterial Foraging Optimization Algorithm (BFOA) to Simulate Thermal Distribution in Yb:YAG Laser Thin Disk
الخوارزمية البكتيرية الرياضية لمحاكاة التوزيع الحراري في ليزر Yb:YAG

Author: Mohammed A.Minshed
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2013 Volume: 31 Issue: 1 Part (A) Engineering Pages: 132-155
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

There is a strong need for an optimized management of the thermal problem in Yb:YAG laser rod and for a powerful, fast, and accurate modeling tool capable of treating the heat source distribution very close to what it actually is. In this paper, a new optimization algorithm called Bacterial Foraging Optimization Algorithm (BFOA) is proposed for simulation of the radial heat distribution. A BFOA discloses a simulation method which delivers the exact temperature distribution in a circularly cylindrical structure with a circularly symmetrical, longitudinally, and transversally non-uniform heat source distribution and circularly symmetrical cooling means. its rod was end pumped with 940 nm and it has been tested with pump power ranging from 1Kw to 2Kw for radius pumping ratio of 1/2, 1/3, and 1/4, for both Top hat and Gaussian beam pumping . The output power is obtained and compared with previously published experimental measurements for different pump power and a good agreement has been found.

هناك حاجة قوية لأدارة مثلى لمشكلة الحرارة في ليزرYb: YAG ، النمذجة أداة سريعة ودقيقة قادرة على معالجة توزيع درجة الحرارة وقريبة جدا من ما هو عليه في الواقع. في هذا البحث، تم أستخام خوارزمية جديدة تسمى Foraging Optimization Algorithm (BFOA) Bacterialلمحاكاة التوزيع الحرارة. BFOA)) يكشف أسلوب المحاكاة التي توفر توزيع درجات الحرارة بالضبط في شكل أسطواني متناظر يتم الحصول عليها ومقارنتها مع القياسات التجريبية المنشورة للوثوق بالنموذج الرياضي. وكان الطول الموجي المستخدم بالضخ هو 940 نانومتر أما الطول الموجي الخارج هو 1030 نانومتر. حدود القدرة المستخدمة في الضخ تراوحت مــــن(1 – 2 Kw)). اما القدرة الخارجة تم مقارنتها بنتائج عملية منشورة سابقا حيث تم الحصول على نتائج ضمن الحدود المقبولة.


Article
Performance Improvement of the Robotic Arm using Fractional Order PID
تحسين الاداء للذراع الالي باستخدام المسيطر التناسبي التكاملي التفاضلي ذي الرتبة الكسرية

Authors: Abdelelah K. M عبدالاله خضر محمود --- Rami Younus Fadhil رامي يونس فاضل
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2016 Volume: 34 Issue: 14 Part (A) Engineering Pages: 587-598
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

This research is concerned with the study of Fractional order PID controller (FOPID). The fractional order controller (FOPID) is the generalization of the integer order PID controller. Which applied on robotic arm have 5Joints, practically and by simulation utilizing Matlab/Simulink. The Simulink by using tools fomcon version (1.0) has been added to the Matlab program. As well as the building and convert the robot arm of the type robotic arm edge. Practically the realization has been done using microcontroller Arduino which connection Matlab program by using tools box has been added to the Matlab program too. To control the arm joints of the positions that is the human arm simulator. Since the FOPID and PID controller has many parameters, which must be tuned to get the best performance for the robotic arm system so that the robotic arm system simulated in Matlab and interconnected with intelligent optimization method which called Bacterial Foraging Optimization to find the optimal parameter values that minimizing an objective function given as overshoot and Integral of time weighted absolute error (ITAE). The time domain and frequency domain performance for the closed loop the arm joints system compared for both FOPID with conventional PID controller. The obtained results show that the performance of the system with FOPID controller was better than the conventional PID controller.

تناول هذا البحث دراسة المسيطر التناسبي التكاملي التفاضلي الكسري الرتبة (FOPID) وتم تطبيقه في السيطرة على ذراع الي من نوع (robotic arm edge) ذو خمسة مفاصل كنمذجة وبالتطبيق العملي . وقد تم النمذجة )المحاكاة( في برنامج Matlab باستخدام أدوات خاصة fomcon)) التي تمت إضافتها الى برنامج Matlab الاصلية للأصدار (1.0). نظرا لاحتواء المسيطران (FOPID) على خمسة معاملات والتقليدي على ثلاث معاملات يستوجب تنغيمها للحصول على أحسن أداء لمنظومة الذراع الالي فقد تم نمذجته وذلك باستعمال المحاكاة باستخدام الأفضلية بطريقة تقنية تغذية البكتريا BF)) لإيجاد القيم المثلى لهذه العوامل التي تحقق القيمة الصغرى لدالتي الهدف (OF) المتمثلة بالقيمتين الصغرى للتجاوز (O.S) ولتكامل الزمن للقيمة المطلقة لأشارة الخطأ (ITAE)في حيز الزمني. وتمت مقارنة الأداء الزمني لمنظومة مفاصل من الأذرع الالية ذات الحلقة المغلقة لكلا النوعين من المسيطرات التقليدي والكسري، وتبين تفوق المسيطر الكسري على التقليدي.


Article
Path Planning of an Autonomous Mobile Robot using Enhanced Bacterial Foraging Optimization Algorithm
تخطيط مسار الروبوتات المتنقلة على أساس خوارزمية النهم للبكتريا المحسنة

Authors: Nizar Hadi Abbas نزار هادي عباس --- Farah Mahdi Ali فرح مهدي علي
Journal: Al-Khwarizmi Engineering Journal مجلة الخوارزمي الهندسية ISSN: 18181171 23120789 Year: 2016 Volume: 12 Issue: 4 Pages: 26-35
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

This paper describes the problem of online autonomous mobile robot path planning, which is consisted of finding optimal paths or trajectories for an autonomous mobile robot from a starting point to a destination across a flat map of a terrain, represented by a 2-D workspace. An enhanced algorithm for solving the problem of path planning using Bacterial Foraging Optimization algorithm is presented. This nature-inspired metaheuristic algorithm, which imitates the foraging behavior of E-coli bacteria, was used to find the optimal path from a starting point to a target point. The proposed algorithm was demonstrated by simulations in both static and dynamic different environments. A comparative study was evaluated between the developed algorithm and other two state-of-the-art algorithms. This study showed that the proposed method is effective and produces trajectories with satisfactory results.

يقدم هذا البحث , وصفا لمشكلة تخطيط مسارالروبوتات المتنقلة في الزمن الحقيقي والمتمثلة بايجاد مسار امثل للروبوت من نقطة بداية والى نقطة نهاية على خريطة مسطحة بشكل مساحة ثنائية الابعاد. قدم خوارزمية محسنة لطريقة النهم للبكتريا لحل مسألت تخطيط المسار. ان هذه الخوارزمية المستوحاة من الطبيعة والتي تقلد عملية بحث عن المؤن لبكتريا مسماة بال ( أي كولاي) استخدمت لايجاد مسار من نقطة بداية الى نقطة نهاية. الخوارزمية المقترحة تم عرضها واثباتها عن طريق محاكاة لنوعين من البيئات المختلفة الثابتة والمتحركة. اجريت مقارنة بين الطريقة المطورة و طريقتين اخريين حديثة. هذا البحث اظهر فاعلية هذه الطريقة المقترحة في ايجاد مسارات بشكل مرضٍ.


Article
DESIGN AN OPTIMAL PID CONTROLLER WITH NONLINEAR FUNCTION USING BACTERIA FORAGING OPTIMIZATION FOR SINGLE FLEXIBLE LINK ROBOT MANIPULATOR
تصميم مسيطر PID امثل ذو دالة غير خطية بأستخدام طريقة BFO للسيطرة على ذراع روبوت مرن احادي الوصلة

Authors: Rokaia Sh. Habeeb --- Noor S. Abdul-Jaleel --- Ekhlas H. Karam
Journal: Journal of Engineering and Sustainable Development مجلة الهندسة والتنمية المستدامة ISSN: 25200917 Year: 2017 Volume: 21 Issue: 4 Pages: 14-29
Publisher: Al-Mustansyriah University الجامعة المستنصرية

Loading...
Loading...
Abstract

This paper presents an optimal design of a modified Proportional Integral Derivative (PID) controller with nonlinear signum function for vibration control of a single-link flexible manipulator system. This manipulator is a Single Input Multi Output (SIMO) system with applied torque as the input signal, and the hub angle and tip deflection as the outputs. The dynamic model of the flexible link system is represented by finite element method. The Bacteria Foraging Optimization (BFO) algorithm is used to tune the parameters of the PID controller. A nonlinear signum function is added to improve the performance of this controller. Different types of inputs are tested with different payloads to illustrate the robustness of the control scheme. The scheme successfully reduces the effect of the vibration and minimize it to zero at the tip-end, even with payload variation.

يقدم هذا البحث تصميم امثل لمسيطر PID معدل مع دالة Signum غير خطية للسيطرة على الاهتزازات في ذراع روبوت مرن أحادي الوصلة. نظام الذراع هو احادي الادخال و متعدد الاخراج, مع اعتبار العزم المسلط كقيمة ادخال وزاوية المحور واهتزاز نهاية الذراع كقيم اخراج. يتم تمثيل النموذج الديناميكي للذراع المرن احادي الوصلة باستخدام طريقة العناصر المحددة. يتم تنغيم مسيطر PID المعدل باستخدام طريقة BFO. تمت اضافة دالة Signum الغير خطية لغرض تحسين اداء المسيطر. التصميم المقترح تم فحصه لأكثر من اشارة ادخال و لأكثر من حمل و اظهرت النتائج تقليل الاهتزازات في نهاية الذراع المرن الى الصفر حتى مع تغيير الحمل.


Article
A Cognitive Nonlinear Fractional Order PID Neural Controller Design for Wheeled Mobile Robot based on Bacterial Foraging Optimization Algorithm

Authors: L.T. Rasheed --- A.S. Al-Araji
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2017 Volume: 35 Issue: 3 Part (A) Engineering Pages: 289-300
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

The aim of this paper is to design a proposed non-linear fractional order proportional-integral-derivative neural (NFOPIDN) controller by modifying and improving the performance of fractional order PID (FOPID) controller through employing the theory of neural network with cognitive optimization techniques for the differential - drive wheeled mobile robot (WMR) multi-input multi-output (MIMO) system in order to follow a pre-defined trajectory. In this paper a cognitive bacterial foraging optimization algorithm (BFOA) has been utilized to find and tune the parameters of the proposed (NFOPIDN) controller and then find the optimal torque control signals for the differential - drive WMR. The simulation results show that the proposed controller can give excellent performance in terms of compared with other works (minimized tracking error for Ranunculoid-curve trajectory, smoothness of torque control signals obtained without saturation state and no sharp spikes action as well as minimum number of memory units needed for the structure of the proposed NFOPIDN controller).


Article
DESIGN OF STATE FEEDBACK CONTROLLER BASED BACTERIAL FORAGING OPTIMIZATION TECHNIQUE FOR SPEED CONTROL OF DC MOTOR
تصميم مسيطر التغذية المرتدة للحالة المعتمد على تقنية أمثلية تغذية البكتيريا للسيطرة على سرعة محرك تيار مستمر

Author: WISAM NAJM AL-DIN ABED وسام نجم الدين عبد
Journal: DIYALA JOURNAL OF ENGINEERING SCIENCES مجلة ديالى للعلوم الهندسية ISSN: 19998716/26166909 Year: 2015 Volume: 8 Issue: 1 Pages: 134-152
Publisher: Diyala University جامعة ديالى

Loading...
Loading...
Abstract

The aim of this work is to design state feedback controller based on bacterial foraging optimization (BFO) technique for speed control of separately excited dc motor (SEDM). The social foraging behavior of Escherichia (E. Coli) bacteria has been used to optimize the controller performance by tuning it's parameters (state feedback controller gains K1 & K2).The SEDM state space model is simulated using MATLAB simulink toolbox. The SEDM is loading for different loads ranging from no-load to full-load to test the controller behavior and it's robustness for wide range of loadings variations. First the SEDM is simulated with feeding back the angular speed only (output feedback system), second is simulated with feeding back the armature current and angular speed (state feedback system). For both systems the controller's gains are tuned using BFO. The proposed controller results are compared with output feedback system results. The results show the superiority of state feedback controller based BFO versus output feedback system based BFO for SEDM speed control which leads to improve the transient and steady state performance of speed responses for SEDM with different loads.

الهدف من هذا العمل تصميم مسيطر التغذية المرتدة للحالة المعتمد على تقنية أمثلية تغذية البكتيريا (BFO) للسيطرة على سرعة محرك تيار مستمر منفصل التغذية (SEDM). تم الاعتماد على السلوك الاجتماعي لبكتريا من نوع القولونية (اي كولي) لتحسين أداء المسيطر عن طريق ضبط معاملاته (معاملات مسيطر التغذية المرتدة للحالة K1 & K2). تمت محاكاة نموذج فضاء الحالة (state space model) باستخدام صندوق الادوات لبرنامج الماتلاب.تم تحميل المحرك بعدة احمال مختلفة تتراوح من حالة اللاحمل الى حالة الحمل الكامل و ذلك لاختبار اداء المسيطر و متانته لمدى واسع من تغيير الاحمال. اولا تمت محاكاة محرك التيار المستمر منفصل التغذية بتغذية مرتدة للسرعة الزاوية فقط (نظام التغذية الراجعة للخرج)، ثانيا تمت محاكاته بتغذية مرتدة لتيار الجزء المنتج و السرعة الزاوية (نظام التغذية المرتدة للحالة). تم ضبط معاملات المسيطرات للنظامين باستخدام تقنية أمثلية تغذية البكتيريا. نتائج المسيطر المقترح تمت مقارنتها مع نتائج نظام التغذية الراجعة للخرج. اظهرت النتائج افضلية مسيطر التغذية الراجعة للحالة و المعتمد على تقنية أمثلية تغذية البكتيريا ازاء نتائج نظام التغذية الراجعة للخرج و المعتمد ايضا على تقنية أمثلية تغذية البكتيريا للسيطرة على سرعة محرك تيار مستمر منفصل التغذية و التي ادت الى تحسين الحالة العابرة و المستقرة لاستجابة السرع للمحرك لمختلف الاحمال.

Listing 1 - 7 of 7
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (7)


Language

English (5)

Arabic (1)

Arabic and English (1)


Year
From To Submit

2017 (2)

2016 (2)

2015 (1)

2013 (1)

2010 (1)