Ce este un controler PID fuzzy?

Un controler PID fuzzy este un controler proporțional-integral-derivat care utilizează principiile software cu logica fuzzy ca formă de control al erorilor în sistemele industriale. Controlerele PID sunt utilizate pe scară largă în automatizare pentru a regla supapele și alte controale de proces pe baza acumulării de erori în timp. Acolo unde un controler PID fuzzy diferă de un controler PID standard este prin capacitatea lor de a oferi rezultate mai precise în situații neliniare. Sistemele fuzzy sunt construite pe un tip de logică de programare care încearcă să facă față zonelor gri de incertitudine din procese într-un mod mai reușit decât o fac controalele standard.

Sistemele de control trebuie să aibă o metodă încorporată pentru a conduce o valoare care este în afara intervalului înapoi spre un interval acceptabil. Controlerele PID obișnuite vor avea un răspuns pornit/oprit la această variabilitate la punctele de referință din proces, care poate fi comparat în anumite moduri cu o metodă digitală de a privi un proces, prin împărțirea acestuia în valori discrete și atribuirea acelor acțiuni predeterminate. valorile. Un controler PID neclar, pe de altă parte, calculează abaterea de-a lungul unui interval analog în care există o valoare optimă și valori din ce în ce mai neoptime, dar nu există un punct predefinit în care să se ia întotdeauna acțiunea.

Proiectarea unui controler PID neclar și a unui controler PID standard utilizează ambele valori istorice pentru a calcula răspunsurile viitoare. Literele din PID reprezintă de fapt acest lucru, unde P reprezintă erorile prezente, I pentru erorile trecute și D ca stări viitoare de eroare. Sistemele fuzzy încearcă să mapeze erorile în termeni de persistență și să le atribuie diferitelor seturi de membri pentru diferite game de condiții logice. Acest lucru permite unui controler PID neclar să seteze și rata de schimbare pentru a readuce un sistem sub control. Această rată de schimbare se bazează pe reguli de inferență, în care acumularea de date și stări de eroare sugerează un curs de acțiune cel mai corect.

Una dintre problemele cu un controler PID fuzzy este că poate ajunge la concluzii care sunt reciproc contradictorii și nu ia nicio măsură. Acest lucru necesită un proces de soluționare a conflictelor în cod, care este denumit în mod obișnuit în sistemele fuzzy defuzificare. Defuzzificarea se face prin acordarea anumitor parametri într-un controler PID o greutate mai mare decât altora pentru a înclina balanța într-o anumită direcție de acțiune, iar acest lucru este analog cu un câștig ajustat într-un controler PID standard.

În cazurile de variație standard, un controler PID neclar și un controler PID standard pot regla sistemul de control în același mod exact. Acest lucru nu sugerează că acestea sunt sisteme de control identice sau că avantajele controlului fuzzy au fost infirmate. Înseamnă pur și simplu că situația este ușor de gestionat de orice sistem de control de bază. Controlerele PID standard pot fi văzute ca un subset al controlerului PID fuzzy, care are o capacitate mai robustă și mai capabilă de a gestiona abaterile imprevizibile. În situațiile în care controlerele PID standard nu funcționează, un controler PID fuzzy bine proiectat va funcționa mai bine.

Avantajele pe care le oferă un controler PID fuzzy includ faptul că poate oferi diferite niveluri de răspuns la variațiile neliniare dintr-un sistem și, în același timp, poate funcționa la fel de bine ca un controler PID standard într-un sistem în care variația este previzibilă. Un controler PID neclar poate menține, de asemenea, un sistem mai stabil. Poate fi ponderat în funcție de tipurile de răspunsuri, la fel ca și setările de câștig pe un sistem standard controlat PID.