Нечеткий ПИД-регулятор — это пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор, который использует программные принципы нечеткой логики в качестве форма контроля ошибок в промышленных системах. ПИД-регуляторы широко используются в автоматизации для регулировки клапанов и других элементов управления технологическими процессами на основе накопления ошибок с течением времени. Чем нечеткий ПИД-регулятор отличается от стандартного ПИД-регулятора, так это их способностью обеспечивать более точные результаты в нелинейных ситуациях. Нечеткие системы построены на логике программирования, которая пытается справиться с серыми областями неопределенности в процессах более успешно, чем это делают стандартные элементы управления.
Системы управления должны иметь какой-то встроенный метод для возврата значения, выходящего за пределы допустимого диапазона, к допустимому диапазону. Типичные ПИД-регуляторы будут иметь реакцию включения/выключения на эту изменчивость в заданных точках процесса, что можно в некоторой степени сравнить с цифровым методом наблюдения за процессом, разбивая его на дискретные значения и назначая заранее определенные действия для этих значений. ценности. Нечеткий ПИД-регулятор, с другой стороны, вычисляет отклонение в аналоговом диапазоне, где есть оптимальное значение и все более неоптимальные значения, но нет предопределенной точки, в которой всегда предпринимаются действия.
В конструкции нечеткого ПИД-регулятора и стандартного ПИД-регулятора используются исторические значения для расчета будущих откликов. Буквы в PID на самом деле означают это, где P представляет текущие ошибки, I — прошлые ошибки, а D — будущие состояния ошибок. Нечеткие системы пытаются отображать ошибки с точки зрения устойчивости и назначать их различным наборам принадлежности для различных диапазонов логических условий. Это позволяет нечеткому ПИД-регулятору также устанавливать скорость изменения для возврата системы под контроль. Эта скорость изменений основана на правилах вывода, где накопление данных и состояний ошибок предлагает наиболее правильный курс действий.
Одна из проблем с нечетким ПИД-регулятором заключается в том, что он может делать выводы, противоречащие друг другу, и не предпринимать никаких действий. Для этого требуется процесс разрешения конфликтов в коде, который в нечетких системах обычно называют дефаззификацией. Дефаззификация выполняется путем придания некоторым параметрам ПИД-регулятора большего веса, чем другим, чтобы склонить чашу весов в определенном направлении действия, и это аналогично скорректированному усилению в стандартном ПИД-регуляторе.
В случае стандартных вариаций нечеткий ПИД-регулятор и стандартный ПИД-регулятор могут управлять системой управления точно так же. Это не означает, что это идентичные системы управления или что преимущества нечеткого управления опровергнуты. Это просто означает, что ситуация легко обрабатывается любой базовой системой управления. Стандартные ПИД-регуляторы можно рассматривать как подмножество нечетких ПИД-регуляторов, которые обладают более надежной способностью справляться с непредсказуемыми отклонениями. В ситуациях, когда стандартные ПИД-регуляторы не работают, хорошо спроектированный нечеткий ПИД-регулятор будет работать лучше.
Преимущества, которые предлагает нечеткий ПИД-регулятор, включают в себя то, что он может обеспечивать различные уровни отклика на нелинейные изменения в системе, и в то же время он может работать так же, как стандартный ПИД-регулятор в системе, где изменение предсказуемо. Нечеткий ПИД-регулятор также может поддерживать стабильность системы. Его можно взвесить по типам ответов, как и настройки усиления в стандартной системе с ПИД-управлением.