Sterowanie lewitacją magnetyczną za pomocą regulatora PID z adaptacją opartą na liniowej interpolacji i algorytmie genetycznym

W niniejszym artykule przedstawiono system lewitacji magnetycznej, w którym pozycja stalowej kuli utrzymywana jest na żądanym poziomie poprzez sterowanie prądem cewki. Przybliżenie zachowania obiektu dokonano za pomocą modelu matematycznego, uwzględniającego zależność indukcyjności od położenia kuli. Następnie przeprowadzono symulacje w środowisku MATLAB/Simulink, a ich wyniki porównano z danymi uzyskanymi na fizycznym stanowisku, potwierdzając dokładność modelu symulacyjnego. W ramach prac zrealizowano dwa warianty układu sterowania: klasyczny regulator PID oraz wersję adaptacyjną, w której parametry PID wyznaczane są z zastosowaniem algorytmu genetycznego. Dodatkowo wprowadzono logikę interpolacji liniowej, umożliwiającą płynną adaptację nastaw w zależności od aktualnych warunków pracy. Badania eksperymentalne zrealizowane dla wymuszeń skokowych i sinusoidalnych wykazały wyraźną poprawę jakości regulacji, skrócony czas narastania oraz zredukowany uchyb w układzie z algorytmem genetycznym i logiką interpolacji liniowej w porównaniu z klasycznie strojonym PID.