ファジーPIDコントローラーとは

ファジーPIDコントローラーは、産業システムのエラー制御の形式としてファジーロジックソフトウェアの原理を使用する比例積分微分コントローラーです。 PIDコントローラーは、自動化で広く使用されており、経時的なエラーの蓄積に基づいてバルブやその他のプロセス制御を調整します。 ファジーPIDコントローラーが標準PIDコントローラーと異なるのは、非線形の状況でより正確な結果を提供する能力にあります。 ファジーシステムは、標準制御よりも成功した方法でプロセスの不確実性の灰色の領域を処理しようとするプログラミングロジックに基づいて構築されています。

制御システムには、範囲外の値を許容範囲に戻すための組み込みメソッドが必要です。 典型的なPIDコントローラーは、プロセスの設定点でこの変動に対するオン/オフ応答を持ちます。これは、プロセスを離散値に分割し、それらに所定のアクションを割り当てることにより、プロセスを見るデジタル方式と何らかの方法で比較できます値。 一方、ファジーPIDコントローラーは、最適な値と次第に最適ではない値が存在するが、常にアクションが実行される定義済みのポイントがないアナログ範囲に沿って偏差を計算します。

ファジーPIDコントローラーと標準PIDコントローラーの設計では、どちらも履歴値を使用して将来の応答を計算します。 実際、PIDの文字はこれを表します。Pは現在のエラー、Iは過去のエラー、Dは将来のエラー状態を表します。 ファジーシステムは、永続性の観点からエラーをマッピングし、さまざまな範囲のロジック条件のさまざまなメンバーシップセットに割り当てようとします。 これにより、ファジーPIDコントローラーは、システムを制御下に戻すための変化率も設定できます。 この変化率は推論ルールに基づいており、データとエラー状態の蓄積が最も正しい行動を示唆しています。

ファジーPIDコントローラーの問題の1つは、相互に矛盾する結論に到達することができ、アクションを実行できないことです。 これには、ファジーシステムで非ファジー化と一般的に呼ばれるコードの競合解決のプロセスが必要です。 非ファジー化は、PIDコントローラーの特定のパラメーターに他のパラメーターよりも大きな重みを与えて、特定の動作方向にバランスを傾けることによって行われます。これは、標準PIDコントローラーの調整ゲインに似ています。

標準的なバリエーションの場合、ファジーPIDコントローラーと標準PIDコントローラーの両方が同じ正確な方法で制御システムを調整する場合があります。 これは、それらが同一の制御システムであることや、ファジー制御の利点が反証されたことを示唆していません。 これは、状況が基本的な制御システムによって簡単に処理されることを意味します。 標準のPIDコントローラーは、ファジーPIDコントローラーのサブセットと見なすことができます。これは、予測不能な偏差を処理す​​る、より堅牢で能力のある機能を備えています。 標準のPIDコントローラーに障害が発生している状況では、適切に設計されたファジーPIDコントローラーがより適切に機能します。

ファジーPIDコントローラーが提供する利点には、システムの非線形変動に対して異なる応答レベルを提供できること、および同時に変動が予測可能なシステムの標準PIDコントローラーと同様に機能できることが含まれます。 ファジーPIDコントローラーは、システムをより安定に保つこともできます。 標準のPID制御システムのゲイン設定と同様に、応答のタイプに応じて重み付けすることができます。