Che cos'è un controller Fuzzy PID?
Un controller PID fuzzy è un controller derivato integrale proporzionale che utilizza i principi del software di logica fuzzy come forma di controllo degli errori nei sistemi industriali. I controller PID sono ampiamente utilizzati nell'automazione per regolare valvole e altri controlli di processo in base all'accumulo di errori nel tempo. Laddove un controller PID fuzzy differisce da un controller PID standard è nella sua capacità di fornire risultati più accurati in situazioni non lineari. I sistemi fuzzy sono basati su un tipo di logica di programmazione che tenta di affrontare le aree grigie di incertezza nei processi in un modo più efficace rispetto ai controlli standard.
I sistemi di controllo devono disporre di un metodo incorporato per riportare un valore fuori range verso un intervallo accettabile. I controller PID tipici avranno una risposta on / off a questa variabilità in determinati punti del processo, che può essere paragonato in qualche modo a un metodo digitale di guardare un processo, suddividendolo in valori discreti e assegnando azioni predeterminate a quelle valori. Un controller PID fuzzy, d'altra parte, calcola la deviazione lungo un intervallo analogico in cui esiste un valore ottimale e valori sempre più non ottimali, ma nessun punto predefinito in cui viene sempre intrapresa un'azione.
Il design di un controller PID fuzzy e un controller PID standard utilizzano entrambi valori storici per calcolare le risposte future. Le lettere in PID rappresentano infatti questo, dove P rappresenta gli errori presenti, I per gli errori passati e D come stati di errore futuri. I sistemi fuzzy tentano di mappare gli errori in termini di persistenza e di assegnarli a vari set di appartenenza per diversi intervalli di condizioni logiche. Ciò consente a un controller PID fuzzy di impostare anche la velocità di modifica per riportare un sistema sotto controllo. Questo tasso di cambiamento si basa su regole di inferenza, in cui l'accumulo di dati e gli stati di errore suggeriscono un modo di agire più corretto.
Uno dei problemi con un controller PID fuzzy è che può arrivare a conclusioni reciprocamente contraddittorie e che non possono agire. Ciò richiede un processo di risoluzione dei conflitti nel codice che viene comunemente definito nei sistemi fuzzy come defuzzificazione. La defuzzificazione viene eseguita assegnando determinati parametri in un controller PID a un peso maggiore rispetto ad altri per inclinare la bilancia in una determinata direzione di azione, e questo è analogo a un guadagno regolato in un controller PID standard.
In caso di variazione standard, un controller PID fuzzy e un controller PID standard possono entrambi regolare il sistema di controllo allo stesso modo esatto. Ciò non suggerisce che si tratti di sistemi di controllo identici o che i vantaggi del controllo fuzzy siano stati smentiti. Significa semplicemente che la situazione è facilmente gestita da qualsiasi sistema di controllo di base. I controller PID standard possono essere visti come un sottoinsieme del controller PID fuzzy, che ha una capacità più robusta e capace di gestire deviazioni imprevedibili. In situazioni in cui i controller PID standard non funzionano, un controller PID fuzzy ben progettato funzionerà meglio.
I vantaggi offerti da un controller PID fuzzy includono la possibilità di fornire livelli di risposta diversi alle variazioni non lineari in un sistema e, allo stesso tempo, di funzionare come un controller PID standard in un sistema in cui la variazione è prevedibile. Un controller PID fuzzy può anche mantenere un sistema più stabile. Può essere ponderato con tipi di risposte proprio come le impostazioni di guadagno su un sistema standard controllato PID.