Vad är en otydlig PID-kontroller?
En fuzzy PID-controller är en proportionell-integrerad derivatkontroll som använder fuzzy logic-programvaruprinciper som en form av felkontroll i industriella system. PID-styrenheter används ofta i automatisering för att justera ventiler och andra processkontroller baserade på ackumulering av fel över tid. Där en fuzzy PID-regulator skiljer sig från en standard PID-styrenhet är deras förmåga att ge mer exakta resultat i icke-linjära situationer. Fuzzy-system bygger på en typ av programmeringslogik som försöker hantera de gråa områdena av osäkerhet i processer på ett mer framgångsrikt sätt än standardkontroller gör.
Styrsystem måste ha en inbyggd metod för att driva ett värde som ligger utanför räckvidden tillbaka till ett acceptabelt område. Typiska PID-kontroller har ett on / off-svar på denna variation på inställda punkter i processen, som på vissa sätt kan jämföras med en digital metod för att titta på en process, genom att dela upp den i diskreta värden och tilldela förutbestämda åtgärder till de värden. En otydlig PID-regulator beräknar å andra sidan avvikelse längs ett analogt område där det finns ett optimalt värde och alltmer icke-optimala värden, men ingen fördefinierad punkt vid vilken åtgärder alltid vidtas.
Utformningen av en otydlig PID-styrenhet och en standard PID-styrenhet använder båda historiska värden för att beräkna framtida svar. Bokstäverna i PID står faktiskt för detta, där P representerar nuvarande fel, I för tidigare fel och D som framtida fel anger. Fuzzy-system försöker kartlägga felen i termer av uthållighet och tilldela dem till olika medlemsuppsättningar för olika logikförhållanden. Detta gör att en otydlig PID-styrenhet också kan ställa in hastigheten på förändringar för att få ett system tillbaka under kontroll. Denna förändringshastighet är baserad på inferensregler, där ackumulering av data och feltillstånd tyder på en mest korrekt åtgärd.
Ett av problemen med en otydlig PID-kontroller är att den kan komma till slutsatser som är motsägelsefulla och inte vidtar några åtgärder. Detta kräver en process för konfliktlösning i koden som vanligtvis kallas i fuzzy system som defuzzification. Defuzzifiering görs genom att ge vissa parametrar i en PID-styrenhet större vikt än andra för att tippa balansen i en viss handlingsriktning, och detta är analogt med en justerad förstärkning i en standard PID-styrenhet.
Vid standardvariationer kan en otydlig PID-styrenhet och en standard PID-regulator båda reglera styrsystemet på samma exakta sätt. Detta tyder inte på att det är identiska styrsystem eller att fördelarna med fuzzy-kontroll har avyttrats. Det betyder helt enkelt att situationen enkelt hanteras av alla grundläggande kontrollsystem. Standard PID-kontroller kan ses som en delmängd av den otydliga PID-kontrollen, som har en mer robust, kapabel förmåga att hantera oförutsägbar avvikelse. I situationer där vanliga PID-kontroller inte fungerar, fungerar en väl utformad otydlig PID-kontroller bättre.
Fördelarna som en otydlig PID-styrenhet erbjuder inkluderar att den kan ge olika svarsnivåer för icke-linjära variationer i ett system, och samtidigt kan den fungera såväl som en standard PID-styrenhet 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 ett vanligt PID-kontrollerat system.