Abstract

The article presents an online fuzzy tuning technique for a PI controller (proportional?integral controller) with wide enough tuning ranges around parameters obtained from Ziegler-Nichols tuning method. A hybrid control structure combining a PI controller and a fuzzy controller is established, where the PI controller plays a role of main controller to generate control signal and the fuzzy controller acts as a supervisor for real-time providing parameters of the PI controller. Experiments on Gunt-Hamburg RT010, RT020 and RT030 process control units indicate that the proposed controller is effective. System responses have suitable rising and settling times with negligible overshoots and zero steady-state errors. Besides, this controller also satisfies the requirements of real-time response and stability under condition of disturbances on the control system. 

Keywords: PI controller, Fuzzy controller, Ziegler-Nichols, Process Control

Title: Fuzzy PI Controller: from Design to Application

Tóm tắt

Bài báo này trình bày một phương pháp tinh chỉnh online thông số của bộ điều khiển PI (Proportional?Integral controller), với khoảng tinh chỉnh đủ rộng xung quanh giá trị đạt được từ phương pháp thực nghiệm Ziegler-Nichols, bằng kỹ thuật logic mờ. Cấu trúc điều khiển lai bao gồm một bộ điều khiển PI và một bộ điều khiển mờ được thiết lập. Trong đó, bộ điều khiển PI giữ vai trò là bộ điều khiển chính, tạo tín hiệu điều khiển đối tượng và bộ điều khiển mờ giữ vai trò là bộ quan sát, cung cấp thông số phù hợp cho bộ điều khiển PI theo thời gian thực. Kết quả thực nghiệm trên các thiết bị RT010, RT020 và RT030 của hãng Gunt-Hamburg cho thấy bộ điều khiển được đề xuất tỏ ra hiệu quả; đáp ứng của các thiết bị có thời gian tăng và thời gian xác lập hợp lý, vọt lố không đáng kể và sai số xác lập được triệt tiêu. Ngoài ra, bộ điều khiển còn đáp ứng được yêu cầu về thời gian thực và sự ổn định trước tác động của nhiễu vào hệ thống.

Từ khóa:  Bộ điều khiển PI, Bộ điều khiển mờ, Ziegler-Nichols, Điều khiển quá trình