Co to jest rozmyta kontroler PID?
Sterownik rozmytego PID jest sterownikiem proporcjonalno-całkującym, który wykorzystuje zasady oprogramowania rozmytej logiki jako formę kontroli błędów w systemach przemysłowych. Sterowniki PID są szeroko stosowane w automatyce do regulacji zaworów i innych kontroli procesu w oparciu o nagromadzenie błędów w czasie. Gdy rozmyty regulator PID różni się od standardowego regulatora PID, jego zdolność do zapewnienia dokładniejszych wyników w sytuacjach nieliniowych. Systemy rozmyte są oparte na logice programowania, która próbuje radzić sobie z szarymi obszarami niepewności w procesach w bardziej skuteczny sposób niż standardowe kontrole.
Systemy sterowania muszą mieć wbudowaną metodę kierowania wartości spoza zakresu z powrotem do akceptowalnego zakresu. Typowe sterowniki PID będą reagować na tę zmienność w określonych punktach procesu, co można w pewien sposób porównać do cyfrowej metody patrzenia na proces, dzieląc go na dyskretne wartości i przypisując z góry określone działania wartości. Z drugiej strony, rozmyty regulator PID oblicza odchylenie wzdłuż zakresu analogowego, w którym występuje wartość optymalna i coraz bardziej nieoptymalna, ale nie ma z góry określonego punktu, w którym zawsze podejmowane jest działanie.
Konstrukcja rozmytego regulatora PID i standardowego regulatora PID wykorzystuje wartości historyczne do obliczenia przyszłych odpowiedzi. Litery w PID w rzeczywistości oznaczają to, gdzie P reprezentuje obecne błędy, I dla przeszłych błędów, a D jako przyszłe błędy. Systemy rozmyte próbują mapować błędy pod względem trwałości i przypisywać je do różnych zestawów członkostwa dla różnych zakresów warunków logicznych. To pozwala rozmytemu sterownikowi PID również ustawić szybkość zmian w celu przywrócenia kontroli systemu. Tempo zmian opiera się na regułach wnioskowania, w których gromadzenie danych i stanów błędów sugeruje najbardziej prawidłowy sposób działania.
Jednym z problemów z rozmytym regulatorem PID jest to, że może dojść do wniosków, które są ze sobą sprzeczne i nie podejmują żadnych działań. Wymaga to procesu rozwiązywania konfliktów w kodzie, który jest powszechnie określany w rozmytych systemach jako defuzzification. Defragfikacja odbywa się poprzez nadanie niektórym parametrom w regulatorze PID większej wagi niż inne, aby przechylić wagę w określonym kierunku działania, i jest to analogiczne do skorygowanego wzmocnienia w standardowym regulatorze PID.
W przypadkach standardowej odmiany rozmyty regulator PID i standardowy regulator PID mogą zarówno regulować układ sterowania w ten sam dokładnie sposób. Nie oznacza to, że są to identyczne systemy sterowania lub że zalety kontroli rozmytej zostały odrzucone. Oznacza to po prostu, że sytuację można łatwo rozwiązać za pomocą dowolnego podstawowego systemu sterowania. Standardowe kontrolery PID można postrzegać jako podzbiór rozmytego regulatora PID, który ma bardziej niezawodną, zdolną do obsługi nieprzewidzianych odchyleń. W sytuacjach, w których zawodzą standardowe kontrolery PID, dobrze zaprojektowany, rozmyty regulator PID będzie działał lepiej.
Zalety, jakie oferuje rozmyty regulator PID, obejmują to, że może on zapewniać różne poziomy odpowiedzi na zmiany nieliniowe w systemie, a jednocześnie może funkcjonować tak samo, jak standardowy regulator PID w systemie, w którym zmiana jest przewidywalna. Niewyraźny kontroler PID może także utrzymać stabilność systemu. Można go również przypisać do rodzajów reakcji, takich jak ustawienia wzmocnienia w standardowym systemie kontrolowanym PID.