Automatic fuzzy tuning of proportionalintegral controllers based on timedomain specifications تنغيم آلي متواصل لنظم التحكم النسبي التكاملي مبني على مواصفات زمنية

Abstract

يهدف هذا البحث إلى تطوير خطة تنغيم متواصلة لمعاملات نظم التحكم النسبي التكاملي لتحقيق كفاءة مرغوبة مبنية على مواصفات في النطاق الزمني تستخدم الخطة المقترحة نموذج رياضي للعملية التصنيعية وذلك لتقدير التغيرات الزمنية المستقبلية وتحديد كمية مخالفة المواصفات المرغوبة تستخدم الكمية القصوى لمخالفة المواصفات مع التوجيهات العامة للتنغيم في تشكيل نظم ومجموعات المشوشة لإيجاد قيم معاملات نظم التحكم النسبي التكاملي تطبق هذه الخطة بطريقة متواصلة لتوفير تنغيم آلي مستمر لمعاملات نظام التحكم على نطاق واسع من ظروف التشغيل كما تتميز الخطة بالبساطة وقلة الحسابات الرياضية حيث لا تتطلب الخطة نماذج خاصة للنظم الدينامية بالإضافة إلى اعتماد الخطة على عدد بسيط من المجموعات والقوانين المشوشة أوضحت نتائج التطبيق بالمحاكاة على نماذج رياضية لعمليات كيميائية نجاح الخطة في توفير كفاءة في الأداء مقارنة بتلك التي تقدمها نظم التحكم النسبي التكاملي التقليدية

In this paper an online tuning method based on timedomain performance specification is proposed to determine the parameters of standard PI controllers The method uses a process model to predict the future output and to detect the specification violation The maximum performance violation along with general tuning guidelines formulated as fuzzy sets and rules are used to find the new PI parameter values The procedure is repeated each sampling time to provide continuous automatic tuning of the PI controller so that it can preserve good performance over a wide range of operating conditions The algorithm allows the usage of any form of models and uses four simple fuzzy sets with eleven simple fuzzy rules to maintain simplicity and minimum computational effort Numerical testing of the algorithm on a CSTR and on an evaporator example shows that better performance than what can be achieved by standard PID controllers for both set point change and load disturbance