O que é um controlador PID difuso?

Um controlador PID difuso é um controlador derivado proporcional-integral que usa os princípios do software de lógica difusa como uma forma de controle de erros em sistemas industriais. Os controladores PID são amplamente utilizados na automação para ajustar válvulas e outros controles de processo com base no acúmulo de erros ao longo do tempo. Onde um controlador PID difuso difere de um controlador PID padrão, é capaz de fornecer resultados mais precisos em situações não lineares. Os sistemas nebulosos são construídos sobre um tipo de lógica de programação que tenta lidar com as áreas cinzentas da incerteza nos processos de uma maneira mais bem-sucedida do que os controles padrão.

Os sistemas de controle precisam ter algum método interno para conduzir um valor que está fora da faixa de volta a uma faixa aceitável. Os controladores PID típicos terão uma resposta on / off a essa variabilidade em pontos de ajuste no processo, que podem ser comparados de alguma maneira a um método digital de analisar um processo, dividindo-o em valores discretos e atribuindo ações predeterminadas àqueles valores. Um controlador PID difuso, por outro lado, calcula o desvio ao longo de uma faixa analógica onde há um valor ótimo e valores cada vez mais não ideais, mas nenhum ponto predefinido no qual a ação é sempre executada.

O design de um controlador PID difuso e um controlador PID padrão utiliza valores históricos para calcular respostas futuras. As letras no PID de fato representam isso, onde P representa erros presentes, I para erros passados ​​e D como estados de erro futuros. Os sistemas difusos tentam mapear os erros em termos de persistência e atribuí-los a vários conjuntos de associação para diferentes intervalos de condições lógicas. Isso permite que um controlador PID difuso também defina a taxa de alteração para colocar um sistema novamente sob controle. Essa taxa de mudança é baseada em regras de inferência, nas quais a acumulação de dados e estados de erro sugere um curso de ação mais correto.

Um dos problemas com um controlador PID confuso é que ele pode chegar a conclusões mutuamente contraditórias e não tomar nenhuma ação. Isso requer um processo de resolução de conflitos no código que é comumente referido em sistemas nebulosos como defuzzification. A desfiguração é feita dando a determinados parâmetros em um controlador PID maior peso do que outros para inclinar a balança em uma certa direção de ação, e isso é análogo a um ganho ajustado em um controlador PID padrão.

Nos casos de variação padrão, um controlador PID difuso e um controlador PID padrão podem regular o sistema de controle da mesma maneira exata. Isso não sugere que eles sejam sistemas de controle idênticos ou que as vantagens do controle difuso foram refutadas. Significa simplesmente que a situação é facilmente tratada por qualquer sistema de controle básico. Controladores PID padrão podem ser vistos como um subconjunto do controlador PID difuso, que possui uma capacidade mais robusta e capaz de lidar com desvios imprevisíveis. Nas situações em que os controladores PID padrão estão falhando, um controlador PID difuso e bem projetado funcionará melhor.

As vantagens que um controlador PID difuso oferece incluem que ele pode fornecer diferentes níveis de resposta a variações não lineares em um sistema e, ao mesmo tempo, pode funcionar como um controlador PID padrão em um sistema em que a variação é previsível. Um controlador PID confuso também pode manter um sistema mais estável. Ele pode ser ponderado em relação aos tipos de respostas, assim como as configurações de ganho em um sistema controlado por PID padrão também.