Un controller PID fuzzy è un controller proporzionale-integrale-derivato che utilizza i principi del software di logica fuzzy come forma di controllo degli errori nei sistemi industriali. I controller PID sono ampiamente utilizzati nell’automazione per regolare le valvole e altri controlli di processo in base all’accumulo di errori nel tempo. La differenza tra un controller PID fuzzy e un controller PID standard è nella capacità di fornire risultati più accurati in situazioni non lineari. I sistemi fuzzy sono costruiti su un tipo di logica di programmazione che tenta di affrontare le aree grigie di incertezza nei processi in modo più efficace rispetto ai controlli standard.
I sistemi di controllo devono avere un metodo integrato per riportare un valore fuori intervallo verso un intervallo accettabile. I tipici controllori PID avranno una risposta on/off a questa variabilità in corrispondenza di punti prestabiliti nel processo, che può essere paragonata in qualche modo a un metodo digitale di guardare un processo, suddividendolo in valori discreti e assegnando azioni predeterminate a quelle valori. Un controllore PID fuzzy, d’altra parte, calcola la deviazione lungo un intervallo analogico in cui esiste un valore ottimale e valori sempre più non ottimali, ma nessun punto predefinito in cui viene sempre intrapresa un’azione.
La progettazione di un controller PID fuzzy e di un controller PID standard utilizzano entrambi valori storici per calcolare le risposte future. Le lettere in PID infatti rappresentano questo, dove P rappresenta gli errori presenti, I per gli errori passati e D come stati di errore futuri. I sistemi fuzzy tentano di mappare gli errori in termini di persistenza e di assegnarli a vari insiemi di appartenenza per diversi intervalli di condizioni logiche. Ciò consente a un controller PID fuzzy di impostare anche la velocità di variazione per riportare un sistema sotto controllo. Questa velocità di cambiamento si basa su regole di inferenza, in cui l’accumulo di dati e stati di errore suggerisce una linea d’azione più corretta.
Uno dei problemi con un controller PID fuzzy è che può arrivare a conclusioni contraddittorie tra loro e non intraprendere alcuna azione. Ciò richiede un processo di risoluzione dei conflitti nel codice che viene comunemente indicato nei sistemi fuzzy come defuzzificazione. La defuzzificazione viene eseguita assegnando a determinati parametri in un controller PID un peso maggiore rispetto ad altri per far pendere la bilancia in una certa direzione di azione, e questo è analogo a un guadagno regolato in un controller PID standard.
In caso di variazione standard, un controller PID fuzzy e un controller PID standard possono entrambi regolare il sistema di controllo nello stesso identico modo. Ciò non suggerisce che si tratti di sistemi di controllo identici o che i vantaggi del controllo fuzzy siano stati confutati. Significa semplicemente che la situazione è facilmente gestibile da qualsiasi sistema di controllo di base. I controller PID standard possono essere visti come un sottoinsieme del controller PID fuzzy, che ha una capacità più robusta e capace di gestire deviazioni imprevedibili. In situazioni in cui i controller PID standard non funzionano, un controller PID fuzzy ben progettato funzionerà meglio.
I vantaggi offerti da un controller PID fuzzy includono che può fornire diversi livelli di risposta alle variazioni non lineari in un sistema e, allo stesso tempo, può funzionare come un controller PID standard in un sistema in cui la variazione è prevedibile. Un controller PID fuzzy può anche mantenere un sistema più stabile. Può essere ponderato in base ai tipi di risposte proprio come le impostazioni di guadagno su un sistema controllato da PID standard.