10.14489/vkit.2025.07.pp.032-042

DOI: 10.14489/vkit.2025.07.pp.032-042

Ахмад З.
СРАВНЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ
(с. 32-42)

Аннотация. Проведен детальный сравнительный анализ двух интеллектуальных методов управления, а именно пропорционально-интегрально-дифференциального (ПИД) регулирования и нечеткого логического управления, применяемых в системах управления бесщеточными двигателями и серводвигателями с сервоприводом. Особое внимание уделено эффективности каждого подхода в условиях реального времени и применения различных промышленных приложений. Изложены теоретические основы работы ПИД-регулятора и подход нечеткой логики. Проведен анализ свойств данных методов в контексте их применения в системах управления электроприводами. Исследованы некоторые показатели эффективности рассматриваемых методов управления. Представлены количественные и качественные сравнения, позволяющие объективно оценить целесообразность использования каждого подхода в различных эксплуатационных сценариях. Описаны преимущества и ограничения обоих методов.

Ключевые слова: серводвигатель; бесколлекторный электродвигатель постоянного тока; ПИД; нечеткая логика; система управления; моделирование.

Ahmad Z.
COMPARISON OF AUTOMATED INTELLIGENT ELECTRIC DRIVE CONTROL SYSTEMS
(pp. 32-42)

Abstract. A detailed comparative analysis of two intelligent control methods, namely proportional-integral-differential (PID) control and fuzzy logic control (FLC), used in control systems for brushless motors (BLDC). Special attention is paid to the effectiveness of each approach in real-time conditions and in various industrial applications, where qualitatively, PID suits deterministic tasks (CNC machining), while FLC excels in dynamic environments (robotics). Hybrid fuzzy-PID approaches balance adaptability and precision. Implementation challenges include PID's recalibration needs and FLC's rule-design complexity. PID's computational efficiency contrasts with FLC's memory demands. The theoretical foundations of the PID controller and the FLC approach are considered. The properties of these methods are analyzed in the context of their application in electric drive control systems, where PID control, based on linear error minimization, offers simplicity and precision in stable systems but struggles with nonlinearities and disturbances. FLC, using heuristic rule-based inference, adapts to nonlinear dynamics without precise models but requires computational resources. Some indicators of the effectiveness of the management methods under consideration are investigated. Quantitative and qualitative comparisons are presented to objectively assess the feasibility of using each approach in different operational scenarios, and the advantages and limitations of both methods are described, where PID remains ideal for linear systems, while FLC addresses uncertainty. Selection hinges on prioritizing precision PID versus adaptability FLC. Future work explores machine learning-enhanced hybrids for industrial scalability.

Keywords: Servo motor; Brushless DC electric motor (BLDC); Fuzzy logic; Control system; Simulation.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

З. Ахмад (Московский государственный технологический университет «СТАНКИН», Москва, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Eng

Z. Ahmad (STANKIN, Moscow, Russia) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Kushwah M., Patra A. Tuning PID controller for speed control of DC motor using soft computing techniques-A review // Advance in Electronic and Electric Engineering. 2014. V. 4(2). P. 141–148.
2. Borase R. P., Maghade D. K., Sondkar S. Y., Pawar S. N. A review of PID control, tuning methods and applications // International Journal of Dynamics and Control. 2021. V. 9. P. 818–827.‏
3. Управление станками с переменной кинематикой / Г. М. Мартинов, С. В. Соколов, Р. Л. Пушков и др. // Международный журнал передовых произ-водственных технологий. 2021. V. 117.7-8, P. 2331–2339. DOI: 10.1007/500170-021-07339-1
4. Shouran Mokhtar, Monier Habil. Tuning of PID controller using different optimization algorithms for industrial DC motor // International Conference on Advance Computing and Innovative Technologies in Engineering (ICACITE). IEEE, 2021, Greater Noida, India, 4–5 March 2021, P. 756–759.
5. Ахмад З., Мартинов Г. М. Управление серводвигателями типа СПШ на базе микроконтроллера Arduino и с использованием протокола CAN // Машиностроение: традиции и инновации: Материалы XVI Всероссийской конференции с международным участием, 25 октября – 02 ноября 2023 г. Москва, Россия. М.: Московский государственный технологический университет "СТАНКИН", 2023. С. 33–41. EDN VDYZLR.
6. Ahmad Z., Areg R. Intelligent Control System for Quadcopter Motor's (BLDC) // Seminar on Electrical Engineering, Automation & Control Systems, Theory and Practical Applications (EEACS), 23–25 November 2023. Saint Petersburg, Russian Federation. P. 7–10.
7. Сусено Э. В., Альфиан Маариф. Настройка параметров ПИД-регулятора с помощью метода генетического алгоритма на двигателе постоянного тока // Международный журнал робототехники и систем управления. 2021. V. 1, No. 1. P. 41–53.
8. Ахмад З. Сравнение колец ПИД-регулирования и нечетких регуляторов для регулирования скорости серводвигателя // Материалы ХV Всероссийской конференции с международным участием «Машиностроение: традиции и инновации (МТИ –2022)»: сб. докладов. 24 октября – 03 ноября 2022 г. Москва, Россия. М.: Московский государственный технологический университет «СТАНКИН», 2022. С. 141–148.

Eng

1. Kushwah, M., & Patra, A. (2014). Tuning PID controller for speed control of DC motor using soft computing techniques. A review. Advance in Electronic and Electric Engineering, 4(2), 141–148.
2. Borase, R. P., Maghade, D. K., Sondkar, S. Y., & Pawar, S. N. (2021). A review of PID control, tuning methods and applications. International Journal of Dynamics and Control, 9, 818–827.
3. Martinov, G. M., Sokolov, S. V., Pushkov, R. L., et al. (2021). Control of machines with variable kinematics. Mezhdunarodnyi zhurnal peredovykh proizvodstvennykh tekhnologii, 117(7-8), 2331–2339. [in Russian language]. https://doi.org/10.1007/500170-021-07339-1
4. Shouran, M., & Habil, M. (2021). Tuning of PID controller using different optimization algorithms for industrial DC motor. In 2021 International Conference on Advance Computing and Innovative Technologies in Engineering (ICACITE) (pp. 756–759). IEEE.
5. Ahmad, Z., & Martinov, G. M. (2023). Control of SPM servo motors based on Arduino microcontroller using CAN protocol. In Mechanical Engineering: Traditions and Innovations: Proceedings of the XVI All-Russian Conference with International Participation (pp. 33–41). Moscow State Technological University "STANKIN". [in Russian language]. EDN VDYZLR
6. Ahmad, Z., & Areg, R. (2023). Intelligent control system for quadcopter motor's (BLDC). In Seminar on Electrical Engineering, Automation & Control Systems, Theory and Practical Applications (EEACS) (pp. 7–10).
7. Suseno, E. V., & Maarif, A. (2021). Tuning PID controller parameters using genetic algorithm method on DC motor. Mezhdunarodnyi zhurnal robototekhniki i sistem upravleniia, 1(1), 41–53. [in Russian language]
8. Ahmad, Z. (2022). Comparison of PID control loops and fuzzy controllers for servo motor speed control. In Proceedings of the XV All-Russian Conference with International Participation "Mechanical Engineering: Traditions and Innovations (MTI–2022)" (pp. 141–148). Moscow State Technological University "STANKIN". [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

DOI: 10.14489/vkit.2025.07.pp.032-042

Скопируйте DOI статьи и перейдите по ссылке https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-vestnik-kompyuternyh-i-informatsionnyh-tehnologiy

В комментарии к заказу обязательно укажите DOI статьи.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

DOI: 10.14489/vkit.2025.07.pp.032-042

Copy the article DOI and follow the link https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-vestnik-kompyuternyh-i-informatsionnyh-tehnologiy

Please specify the article DOI in the order comments.