Vad är en Fuzzy PID Controller?

August 8

En otydlig PID-regulator är en proportionell-integrerande-derivat styrenhet som använder fuzzy logik mjukvaruprinciper som en form av felkontroll i industriella system. PID-regulatorer används allmänt i automatisering för att justera ventiler och andra processkontroller baserade på ackumulering av fel över tiden. Om en luddig PID-regulator skiljer sig från en vanlig PID-regulator är i deras förmåga att ge mer korrekta resultat i icke-linjära situationer. Fuzzy system bygger på en typ av programmering logik som försöker hantera de gråzoner till osäkerhet i processer på ett mer framgångsrikt sätt än vanliga kontrollerna gör.

Styrsystem måste ha någon inbyggd metod för att driva ett värde som ligger utanför området tillbaka mot ett acceptabelt intervall. Typiska PID-regulatorer har en on / off svar på denna variabilitet vid bestämda punkter i processen, vilket kan jämföras på flera sätt till digital teknik för att titta på en process, genom att bryta upp den i separata värden och tilldela förutbestämda åtgärder till dem värden. En otydlig PID-regulator, å andra sidan, beräknar avvikelsen längs en analog område där det finns ett optimalt värde och alltmer icke-optimala värden, men ingen fördefinierad punkt där åtgärder alltid vidtas.

Utformningen av en otydlig PID-regulator och en standard PID-regulator både utnyttja historiska värden för att beräkna framtida reaktioner. Bokstäverna i PID faktiskt stå för detta, där P står för nuvarande fel, jag för tidigare misstag, och D som framtida feltillstånd. Fuzzy system försöker att kartlägga felen i fråga om uthållighet och tilldela dem till olika medlemsuppsättningar för olika sortiment av logiska villkor. Detta tillåter en suddig PID-regulator för att också ställa in ändringshastigheten för idrifttagande av systemet tillbaka under kontroll. Denna förändringstakt är baserat på inferensregler där ackumulera data- och feltillstånd föreslår en mest korrekta tillvägagångssättet.

Ett av problemen med en suddig PID-regulator är att det kan komma fram till slutsatser som är motstridiga och inte vidta några åtgärder. Detta kräver en process av konfliktlösning i koden som vanligtvis nämns i fuzzy system som defuzzification. Defuzzification görs genom att ge vissa parametrar i en PID-regulator större vikt än andra att tippa balansen i en viss riktning handlings, och detta är analogt med en justerad vinst i en vanlig PID-regulator.

I fall av standard variation, en otydlig PID-regulator och en standard PID-regulator kan både reglera styrsystemet i exakt samma sätt. Detta tyder inte på att de är identiska styrsystem eller att fördelarna med fuzzy kontroll har vederlagts. Det betyder helt enkelt att situationen är lätt hanteras av någon grundläggande styrsystem. Standard PID-regulatorer kan ses som en delmängd av luddiga PID regulator, som har en mer robust, kapabel förmåga att hantera oförutsägbara avvikelse. I situationer där vanliga PID-regulatorer sviktar, kommer en väl utformad fuzzy PID-regulator fungera bättre.

De fördelar som en suddig PID controller erbjuder är att det kan ge olika svar nivåer till icke-linjära variationer i ett system, och, på samma gång, kan det fungera så bra som en vanlig PID-regulator i ett system där variationen är förutsägbar. En otydlig PID-regulator kan också hålla ett system mer stabilt. Det kan viktas mot olika typer av svar precis som förstärkningsinställningarna på en vanlig PID kontrollerat system liksom.