In this study, it is ensured that the control of a simplified gas turbine power plant can be performed precisely withthe fractional order proportional-integral-derivative (FOPID) controllers, which are the advanced form ofconventional proportional-integral-derivative (PID) controllers. While conventional PID controllers contain threeparameters, fractional order proportional-integral-derivative PID controllers contain five parameters. The largenumber of parameters allows more precise control to be made, but this makes difficult optimization of thecontroller. Since fractional order PID controllers are difficult to optimize with traditional mathematical methods; in this study, whale optimization algorithm (WOA), salp swarm algorithm (SSA), artificial bee colony (ABC) and atomic search optimization algorithm (ASO), which are among the nature-inspired (metaheuristic) optimizationalgorithms, are used. FOPID controller parameters which are optimized from four different nature-inspiredalgorithms are applied to the simplified gas turbine power plant model and the transient responses performancesof the system output signals are compared. For this aim, settlement time and percentage maximum overshoot areused as comparison criteria. The simulation results show that the FOPID controller optimized with the artificialbee colony (ABC) algorithm performs better than the rest ofFOPIDcontrollers on the settling time and overshoot for this power plant model.
Bu çalışmada, klasik oransal-integral-türev (PID) kontrolörlerin gelişmiş hali olan kesir dereceli oransal-integral türev (FOPID) kontrolörlerden faydalanılarak basitleştirilmiş gaz türbinli bir santral modeli için denetlemeninhassas şekilde yapılabilmesi sağlanmıştır. Klasik PID kontrolörler (denetleyiciler) üç parametre içerirken, kesirdereceli PID kontrolörler beş parametre içerir. Parametre sayısının fazla olması daha hassas denetlemeninyapılabilmesine olanak sağlar, ancak bu durum kontrolörün optimizasyonunu zorlaştırır. Kesir dereceli PIDkontrolörlerin geleneksel matematiksel yöntemler ile optimizasyonu zor olduğu için; bu çalışmada, doğadanesinlenen (meta-sezgisel) optimizasyon algoritmaları arasında yer alan balina optimizasyon algoritması (BOA),salp sürüsü algoritması (SSA), yapay arı kolonisi (YAK) ve atom arama optimizasyon algoritması (AAO) kullanılmıştır. Bu dört farklı algoritmayla optimize edilen FOPID kontrolör parametreleri, basitleştirilmiş gaztürbini enerji santrali modeline uygulanmış ve sistem çıkış sinyallerinin geçici yanıt performanslarıkarşılaştırılmıştır. Bu amaçla yerleşme süresi ve yüzde en büyük aşım, karşılaştırma kriteri olarak kullanılmıştır. Simulasyon sonuçları, yapay arı kolonisi (YAK) algoritmasıyla optimize edilmiş FOPID kontrolörün, bu santralmodeli için yerleşme süresi ve yüzde en büyük aşım kriterleri açısından diğer algoritmalarla optimize edilmişFOPID kontrolörlere göre daha iyi performans sergilediğini göstermektedir.
