Aircraft pitch angle control using pole placement approach based on ga and abc optimization techniques

The main objective of the present work is designing a pole placement controller for pitch angle control of an aircraft system based on several bio-inspired optimization methods. Initially, a mathematical model of an aircraft pitch system has been derived and formed in state space representation. Then, pole placement approach is designed with the aid of different optimization techniques, including Genetic Algorithms (GA) and Artificial Bee Colony (ABC), to find an optimal value for the feedback gain matrix. The goal is to choose an optimal target values for the closed loop poles of the system by state feedback method and place them at every targeted location anywhere in the left-half of the complex plane ensuring that the closed-loop poles are stable and controllable. This work also compares the performance of GA with that of ABC algorithm based on different time response characteristics. The efficiency of the control systems responses has been analyzed for the sake of deciding which optimization approach will produce better results concerning the controlled pitch angle. Based on the obtained simulation results, it has been noted that ABC based pole placement controller exhibited more efficient results and overweigh the performance of pole placement controllers based on GA

---

Głównym celem niniejszej pracy jest zaprojektowanie kontrolera rozmieszczenia biegunów do sterowania kątem pochylenia systemu samolotu w oparciu o kilka metod optymalizacji inspirowanych biologią. Początkowo opracowano model matematyczny układu nachylenia samolotu i utworzono go w reprezentacji w przestrzeni stanów. Następnie projektuje się podejście do umieszczania tyczek za pomocą różnych technik optymalizacji, w tym algorytmów genetycznych (GA) i sztucznej kolonii pszczół (ABC), aby znaleźć optymalną wartość macierzy wzmocnienia sprzężenia zwrotnego. Celem jest wybór optymalnych wartości docelowych dla biegunów pętli zamkniętej systemu metodą sprzężenia zwrotnego stanu i umieszczenie ich w każdym docelowym miejscu w dowolnym miejscu w lewej połowie złożonej płaszczyzny, zapewniając stabilność i kontrolę biegunów pętli zamkniętej. Ta praca porównuje również wydajność GA z wydajnością algorytmu ABC w oparciu o różne charakterystyki czasowe odpowiedzi. Skuteczność odpowiedzi układów sterowania została przeanalizowana w celu określenia, które podejście optymalizacyjne przyniesie lepsze wyniki w zakresie kontrolowanego kąta pochylenia. Na podstawie uzyskanych wyników symulacji zauważono, że sterownik układania słupów oparty na ABC wykazał bardziej wydajne wyniki i przewyższał wydajność sterowników układania słupów opartych na GA.