Fractional Order based PID Controller Design with Genetic Algorithm (FOPID-GA) for Aircraft Landing Gear Shock Absorber Mechanism

Dagal I., Erol B.

İstanbul Ticaret Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, cilt.23, sa.45, ss.169-183, 2024 (Hakemli Dergi)

Özet

Hava araçlarına yönelik pist yüzlerinde meydana gelen bozulmalar (derin iz, çatlama, çökme ve çukurlar) ve kirletici yabancı maddeler uçağın iniş performansını büyük ölçüde etkiler. Bu çalışmada, uçak iniş takımı sistemlerinin sorunsuz çalışması için genetik algoritma kullanılarak, optimal kesirli dereceli oransal integral ve türev kontrolör (FOPID-GA) tasarlanmıştır. Önerilen yaklaşımın etkinliğini, performansını ve doğruluğunu göstermek amacıyla, PID, PID-TD, FOPID-TD ve PID-GA kontrolörleri gibi geleneksel kontrolörlerin MATLAB/Simulink platformu üzerinde karşılaştırmalı bir çalışması yapılmıştır. Simülasyon sonuçları, önerilen FOPID-GA denetleyicinin performans ve sönümleme doğruluğu açısından mevcut geleneksel kontrolörlerden daha iyi performans gösterdiğini açıkça göstermektedir. FOPID-GA kontrolörünün etkinliği simülasyon çalışmaları ile irdelenmiş,  olumsuz koşullar altında uçak iniş takımı performansını ve güvenliğini artırma potansiyeli gösterilmiştir.

Deterioration conditions of the runway surface (deep track, cracking, ravelling, and potholes ) and contaminants greatly affect the landing performance of the aircraft. In this research study, an optimal fractional order proportional integral and derivative controller (FOPID-GA) is designed with genetic algorithm for the smooth operation of aircraft landing gear systems. In order to prove the effectiveness, performance and accuracy of the proposed approach, a comparative study of the new technique and the traditional controllers such as PID, PID-TD, FOPID-TD and PID-GA controllers was conducted on the MATLAB/Simulink platform. The simulation results clearly show that the proposed FOPID-GA controller outperforms the existing controllers in terms of performance, damping accuracy. The effectiveness of the FOPID-GA controller is evaluated through simulation studies, demonstrating its potential to enhance aircraft landing gear performance and safety under adverse conditions.