Verwenden von Fuzzy-Reglern mit PID-Reglern

In der chemischen Industrie und in der Verfahrenstechnik werden oft Fuzzy-Regler verwendet, denen PID-Regelschleifen zugrunde liegen. Die Fuzzy-Regler, die in diesen Industriezweigen verwendet werden, sind PID-Fuzzy-Regler zum Regeln von Parametern eines Prozesses. Der Arbeitspunkts des gesamten Prozesses wird üblicherweise vom Menschen überwacht.

In der folgenden Abbildung sehen Sie die Reglerstruktur von Fuzzy-Reglern, denen PID-Regelschleifen zugrunde liegen.

Für den Automatikbetrieb von Regelungsaufgaben mit mehreren Variablen ist ein Regler erforderlich, der auf einem Modell basiert. Für die meisten Anwendungen jedoch ist das Erzeugen eines adäquaten Modells jedoch entweder zu komplex oder die Berechnungen für das Modell nehmen zu viel Zeit in Anspruch.

Verwenden eines Fuzzy-Reglers zum Einstellen von PID-Regler-Parametern

In der folgenden Abbildung sehen Sie, wie die Parameter eines konventionellen PID-Reglers automatisch mit Hilfe eines Fuzzy-Reglers optimiert werden. Der Fuzzy-Regler wertet regelmäßig die Prozessreaktion aus und berechnet den optimalen P-, I- und D-Anteil. Diese Regelstruktur lässt sich auf Prozesse anwenden, deren Merkmale sich im Laufe der Zeit ändern.

Verwenden eines Fuzzy-Reglers zum Korrigieren von PID-Regler-Ausgaben

In der folgenden Abbildung arbeiten der Fuzzy-Regler und der PID-Regler parallel. Der Prozess addiert die Ausgangsignale von beiden Reglern, aber das Ausgangssignal des Fuzzy-Reglers ist unter normalen Betriebsbedingungen null. Das Ausgangssignal des PID-Reglers steuert daher den Prozess. Der Fuzzy-Regler greift nur ein, wenn er ungewöhnliche Betriebsbedingungen, z. B. starke Störungen erkennt.