Un sistema di controllo gestisce, comanda, dirige o regola il comportamento di altri dispositivi o sistemi utilizzando i loop di controllo. Può andare da un unico regolatore di riscaldamento domestico utilizzando un termostato che controlla una caldaia domestica a grandi sistemi di controllo industriale che vengono utilizzati per controllare processi o macchine.

Per il controllo a modulazione continua, viene utilizzato un controller di feedback per controllare automaticamente un processo o un’operazione. Il sistema di controllo confronta il valore o lo stato della variabile di processo (PV) controllata con il valore o il setpoint desiderato (SP) e applica la differenza come segnale di controllo per portare l’uscita della variabile di processo dell’impianto allo stesso valore di setpoint.

Per logica sequenziale e combinatoria, viene utilizzata la logica del software, ad esempio in un controllore logico programmabile.

obiettivi
I sistemi di controllo devono raggiungere i seguenti obiettivi:

Essere stabile e robusto contro le perturbazioni e gli errori nei modelli.
Essere efficienti secondo un criterio prestabilito evitando comportamenti bruschi e irreali.

Esigenze di supervisione del processo

Limitazioni della visualizzazione dei sistemi di acquisizione e controllo.
Controllo e monitoraggio del processo
Software di controllo Chiusura del ciclo di controllo.
Raccogliere, archiviare e visualizzare le informazioni.
Estrazione dei dati.

Classificazione dei sistemi di controllo in base al loro comportamento e misura
Controllo: selezione degli ingressi di un sistema in modo che gli stati o le uscite cambino secondo il modo desiderato. Gli elementi sono:

Esiste sempre per verificare il raggiungimento degli obiettivi stabiliti nella pianificazione.
Misura. Per controllarlo è essenziale misurare e quantificare i risultati.
Rileva le deviazioni. Una delle funzioni intrinseche del controllo è scoprire le differenze che sorgono tra l’esecuzione e la pianificazione.
Stabilire misure correttive. L’oggetto del controllo è prevedere e correggere gli errori.
Fattori di controllo; Quantità, tempo, costo, qualità.

Controller: (elettronica). È un dispositivo elettronico che emula la capacità degli esseri umani di esercitare il controllo. Per mezzo di quattro azioni di controllo: confrontare, calcolare, regolare e limitare.

Processo: operazione progressivamente continua o sviluppo naturale, contrassegnato da una serie di cambiamenti graduali che si susseguono in modo relativamente fisso e che conducono a un determinato risultato o scopo. Operazione progressiva artificiale o volontaria consistente in una serie di azioni o movimenti controllati, sistematicamente diretti verso un risultato o uno scopo specifico. Esempi: processi chimici, economici e biologici.

Supervisione: atto di osservare il lavoro e le mansioni di un altro (individuo o macchina) che potrebbe non conoscere il soggetto in profondità.

Sistema di controllo ad anello aperto
È quel sistema in cui solo il processo agisce sul segnale di ingresso e produce un segnale di uscita indipendente per il segnale di ingresso, ma basato sul primo. Ciò significa che non vi è alcun feedback per il controller in modo che il controller possa regolare l’azione di controllo. Cioè, il segnale di uscita non viene convertito in un segnale di ingresso per il controller.

Esempio 1: un serbatoio con un tubo da giardino. Finché la chiave rimane aperta, l’acqua scorrerà. L’altezza dell’acqua nel serbatoio non può causare la chiusura della chiave e quindi non ci serve per un processo che richiede il controllo del contenuto o della concentrazione.
Esempio 2: Quando si fa un brindisi, ciò che facciamo è controllare il tempo di tostatura di se stesso inserendo una variabile (in questo caso il grado di tostatura che vogliamo). In breve, quello che introduciamo come parametro è il tempo.

Questi sistemi sono caratterizzati da:

Sii semplice e facile da ideare.
Niente garantisce la sua stabilità prima di un disturbo.
L’output non è paragonabile alla voce.
Essere influenzato da disturbi. Questi possono essere tangibili o intangibili.
L’accuratezza dipende dalla precedente calibrazione del sistema.

Sistema di controllo ad anello chiuso
Questi sono i sistemi in cui l’azione di controllo è una funzione del segnale di uscita. I sistemi a circuito chiuso utilizzano il feedback da un risultato finale per regolare l’azione di controllo di conseguenza.

Il controllo in anello chiuso è essenziale quando si verifica una delle seguenti circostanze:

Quando un processo non è possibile regolare dall’uomo.
Una produzione su larga scala che richiede grandi strutture e l’uomo non è in grado di gestire.
Monitorare un processo è particolarmente difficile in alcuni casi e richiede attenzione che l’uomo possa facilmente perdere a causa dell’affaticamento o del licenziamento, con i conseguenti rischi che ciò possa causare l’operatore e il processo.

Le loro caratteristiche sono:

Essere complesso, ma ampio numero di parametri.
L’output viene confrontato con l’input e influisce sul controllo del sistema.
Il tuo feedback sulla proprietà.
Essere più stabile ai disturbi interni e alle variazioni.

Un esempio di un sistema di controllo ad anello chiuso sarebbe il serbatoio di acqua calda che usiamo per fare il bagno.

Un altro esempio potrebbe essere un regolatore di livello molto sensibile di un deposito. Il movimento della boa produce più o meno ostruzioni in un getto di aria o gas a bassa pressione. Questo si traduce in cambiamenti di pressione che influenzano la valvola della valvola di passaggio, provocando l’apertura più vicino al livello massimo.

Tipi di sistemi di controllo
I sistemi di controllo sono raggruppati in tre tipi di base:

Sistemi di controllo creati dall’uomo
Come i sistemi elettrici o elettronici che catturano in modo permanente i segnali dello stato del sistema sotto il loro controllo e che quando si rileva una deviazione dei parametri prestabiliti del normale funzionamento del sistema, agire per mezzo di sensori e attuatori, per il sistema torna alle sue condizioni operative normali di funzionamento. Un chiaro esempio di ciò sarà un termostato, che acquisisce consecutivamente i segnali di temperatura. Non appena la temperatura scende o aumenta e non rientra nell’intervallo, funziona illuminando un sistema di raffreddamento o di riscaldamento.

Con la loro causalità possono essere: causali e non causali
Un sistema è causale se esiste una relazione causale tra le uscite e gli ingressi del sistema, più esplicitamente, tra l’output e i valori futuri dell’input.

In base al numero di input e output del sistema, vengono chiamati: dal loro comportamento

Da un input e output o SISO (input singolo, uscita singola).
Di un ingresso e più uscite o SIMO (ingresso singolo, uscita multipla).
Di più ingressi e un output o MISO (input multipli, uscita singola).
Di più ingressi e uscite multiple o MIMO (ingresso multiplo, uscita multipla).

Secondo l’equazione che definisce il sistema, si chiama:

Lineare, se l’equazione differenziale che la definisce è lineare.
Non lineare, se l’equazione differenziale che lo definisce non è lineare.

I segnali o le variabili dei sistemi dinamici sono una funzione del tempo. E in base ad esso questi sistemi sono:

Di tempo continuo, se il modello del sistema è un’equazione differenziale, e quindi il tempo è considerato infinitamente divisibile. Le variabili del tempo continuo sono anche chiamate analogiche.
Di tempo discreto, se il sistema è definito da un’equazione per differenze. Il tempo è considerato diviso in periodi di valore costante. I valori delle variabili sono digitali (sistemi binari, esadecimali, ecc.) E il loro valore è noto solo in ciascun periodo.
Di eventi discreti, se il sistema si evolve in base a variabili il cui valore è noto quando si verifica un determinato evento.

Secondo il rapporto tra le variabili dei sistemi, diremo che:

Due sistemi sono accoppiati, quando le variabili di una di esse sono correlate a quelle dell’altro sistema.
Due sistemi sono disaccoppiati, se le variabili di entrambi i sistemi non hanno alcuna relazione.

A seconda dell’evoluzione delle variabili di un sistema nel tempo e nello spazio, possono essere:

Stazionario, quando le sue variabili sono costanti nel tempo e nello spazio.
Non stazionario, quando le loro variabili non sono costanti nel tempo o nello spazio.

In base alla risposta del sistema (valore dell’uscita) rispetto alla variazione dell’input del sistema:

Il sistema è considerato stabile quando qualsiasi segnale di ingresso limitato produce una risposta limitata dell’uscita.
Il sistema è considerato instabile quando c’è almeno una voce limitata che produce una risposta illimitata all’output.

Se confrontano o meno, l’entrata e l’uscita di un sistema, per controllare quest’ultimo, il sistema si chiama:

Il sistema a ciclo aperto, quando l’uscita da controllare, non viene confrontato con il valore del segnale di ingresso o del segnale di riferimento.
Sistema a circuito chiuso, quando l’uscita da controllare viene confrontata con il segnale di riferimento. Il segnale di uscita viene trasportato dal segnale di ingresso da confrontare, viene chiamato feedback del segnale o feedback.

A seconda della possibilità di prevedere il comportamento di un sistema, cioè la sua risposta, sono classificati come:

Sistema deterministico, quando il suo comportamento futuro è prevedibile entro i limiti di tolleranza.
Sistema stocastico, se è impossibile prevedere il comportamento futuro. Le variabili di sistema sono definite casuali.

Sistemi di controllo naturale
Sistemi di controllo naturale, compresi i sistemi biologici. Ad esempio, i movimenti del corpo umano come l’atto di indicare un oggetto che include come componenti del sistema di controllo biologico gli occhi, il braccio, la mano, il dito e il cervello dell’uomo. All’ingresso il movimento viene elaborato e l’uscita è la direzione a cui viene fatto riferimento.

Sistemi di controllo di miscelazione
Sistemi di controllo di miscelazione, quali componenti sono fatti dall’uomo e gli altri sono naturali. È il sistema di controllo di un uomo che guida il suo veicolo. Questo sistema è costituito dagli occhi, dalle mani, dal cervello e dal veicolo. L’ingresso si manifesta nella direzione che il conducente deve seguire sulla strada e l’uscita è la direzione corrente della vettura. Un altro esempio potrebbero essere le decisioni prese da un politico prima di un’elezione. Questo sistema è composto da occhi, cervello, orecchie, bocca. L’ingresso si manifesta nelle promesse annunciate dal politico e l’uscita è il grado di accettazione della proposta da parte della popolazione.

Un sistema di controllo può essere pneumatico, elettrico, meccanico o di qualsiasi tipo, la sua funzione è quella di ricevere input e coordinare una o più risposte in base al suo loop di controllo (per ciò che è programmato).

Controllo predittivo, sono i sistemi di controllo che funzionano con un sistema predittivo e non attivi come i tradizionali (eseguire la soluzione al problema prima che inizi a influenzare il processo). In questo modo, migliora l’efficienza del processo contrastando rapidamente gli effetti.

Controllo ad anello aperto e ad anello chiuso
Esistono due classi comuni di azioni di controllo: open loop e closed loop. In un sistema di controllo ad anello aperto, l’azione di controllo dal controllore è indipendente dalla variabile di processo. Un esempio di ciò è una caldaia per il riscaldamento centrale controllata solo da un timer. L’azione di controllo è l’accensione o lo spegnimento della caldaia. La variabile di processo è la temperatura dell’edificio. Questo controllore gestisce il sistema di riscaldamento per un tempo costante indipendentemente dalla temperatura dell’edificio.

In un sistema di controllo ad anello chiuso, l’azione di controllo dal controllore dipende dalla variabile di processo desiderata ed effettiva. Nel caso dell’analogia della caldaia, questo utilizzerebbe un termostato per monitorare la temperatura dell’edificio e inviare un segnale per garantire che l’uscita del regolatore mantenga la temperatura dell’edificio vicina a quella impostata sul termostato. Un controllore ad anello chiuso ha un circuito di retroazione che assicura che il controllore eserciti un’azione di controllo per controllare una variabile di processo allo stesso valore del setpoint. Per questo motivo, i controller a circuito chiuso sono anche chiamati controller di feedback.

Sistemi di controllo del feedback
Nel caso di sistemi di retroazione lineare, un circuito di controllo comprendente sensori, algoritmi di controllo e attuatori è organizzato nel tentativo di regolare una variabile in corrispondenza di un punto di regolazione (SP). Un esempio di tutti i giorni è il controllo della velocità di crociera su un veicolo stradale; dove influenze esterne come i gradienti causerebbero cambiamenti di velocità e il guidatore ha la capacità di modificare la velocità impostata desiderata. L’algoritmo PID nel controller ripristina la velocità effettiva alla velocità desiderata in modo ottimale, con un ritardo o overshoot minimo, controllando la potenza del motore del veicolo.

I sistemi di controllo che comprendono alcuni dei risultati che stanno cercando di ottenere stanno utilizzando il feedback e possono adattarsi a circostanze variabili in una certa misura. I sistemi di controllo ad anello aperto non utilizzano il feedback e funzionano solo in modi prestabiliti.

Controllo della logica
I sistemi di controllo logico per macchine industriali e commerciali sono stati storicamente implementati da relè elettrici interconnessi e temporizzatori di camma tramite logica ladder. Oggi, la maggior parte di questi sistemi sono costruiti con microcontrollori o controllori programmabili (PLC) più specializzati. La notazione della logica ladder è ancora in uso come metodo di programmazione per i PLC.

I controllori logici possono rispondere a interruttori e sensori e possono far sì che la macchina avvii e interrompa varie operazioni tramite l’uso di attuatori. I controllori logici sono utilizzati per sequenziare le operazioni meccaniche in molte applicazioni. Gli esempi includono ascensori, lavatrici e altri sistemi con operazioni correlate. Un sistema di controllo sequenziale automatico può attivare una serie di attuatori meccanici nella sequenza corretta per eseguire un’operazione. Ad esempio, vari trasduttori elettrici e pneumatici possono piegare e incollare una scatola di cartone, riempirla con il prodotto e quindi sigillarla in una confezionatrice automatica.

Il software PLC può essere scritto in molti modi diversi: diagrammi ladder, SFC (diagrammi funzione sequenziali) o elenchi di istruzioni.

Controllo on-off
Un termostato può essere descritto come un controller bang-bang. Quando la temperatura, PV, scende sotto un SP, il riscaldatore è acceso. Un altro esempio potrebbe essere un pressostato su un compressore d’aria. Quando la pressione, PV, scende al di sotto del setpoint, SP, la pompa viene alimentata. Frigoriferi e pompe per vuoto contengono meccanismi simili.

Semplici sistemi di controllo on-off come questi sono economici ed efficaci.

Controllo lineare
I sistemi di controllo lineare utilizzano la retroazione negativa lineare per produrre un segnale di controllo per mantenere la variabile di processo controllata (PV) al setpoint desiderato (SP).

Controllo proporzionale
Il controllo proporzionale è un tipo di sistema di controllo di retroazione lineare in cui viene applicata una correzione alla variabile controllata che è proporzionale alla differenza tra il valore desiderato (setpoint – SP) e il valore misurato (valore di processo – PV). Due classici esempi meccanici sono la valvola proporzionale del galleggiante del water e il regolatore fly-ball.

Il sistema di controllo proporzionale è più complesso di un sistema di controllo on-off come un termostato domestico bi-metallico, ma più semplice di un sistema di controllo proporzionale integrale-integrale (PID) utilizzato in qualcosa come un controllo automatico della velocità di crociera. Il controllo on-off funzionerà piuttosto bene, a lungo, rispetto al tempo di risposta complessivo del sistema, ma non è efficace per correzioni e risposte rapide e tempestive. Il controllo proporzionale lo supera modulando l’uscita al dispositivo di controllo, ad esempio una valvola di controllo a un livello che evita l’instabilità, ma applica la correzione il più rapidamente possibile applicando la quantità ottimale di correzione proporzionale.

Un inconveniente del controllo proporzionale è che non può eliminare l’errore SP-PV residuo, poiché richiede un errore per generare un’uscita proporzionale. Per superare questo è stato ideato il controller PI, che utilizza un termine proporzionale (P) per rimuovere l’errore grossolano e un termine integrale (I) per eliminare l’errore di offset residuo integrando l’errore nel tempo per produrre un componente “I” all’interno l’uscita del controller.

In alcuni sistemi esistono limiti pratici all’intervallo della variabile manipolata (MV). Ad esempio, un riscaldatore può essere spento o completamente acceso oppure una valvola può essere chiusa o completamente aperta. Le regolazioni del guadagno modificano simultaneamente l’intervallo di valori di errore su cui la MV si trova tra questi limiti. La larghezza di questo intervallo, in unità della variabile di errore e quindi del PV, è chiamata banda proporzionale (PB) che è l’inverso del guadagno proporzionale. Mentre il guadagno è utile nei trattamenti matematici, la banda proporzionale viene spesso indicata in situazioni pratiche.

Esempio di fornace
Quando si controlla la temperatura di un forno industriale, di solito è meglio controllare l’apertura della valvola del carburante in proporzione alle esigenze attuali del forno. Questo aiuta ad evitare shock termici e applica il calore in modo più efficace.

A bassi guadagni, viene applicata solo una piccola azione correttiva quando vengono rilevati errori. Il sistema può essere sicuro e stabile, ma può essere lento in risposta alle mutevoli condizioni. Gli errori rimarranno non corretti per periodi di tempo relativamente lunghi e il sistema verrà sovrasampionato. Se il guadagno proporzionale viene aumentato, tali sistemi diventano più reattivi e gli errori vengono trattati più rapidamente. Esiste un valore ottimale per l’impostazione del guadagno quando si dice che il sistema generale è gravemente smorzato. L’aumento del guadagno del loop oltre questo punto porta a oscillazioni nel PV e tale sistema è sottodimensionato.

sottosmorzato
Nell’esempio del forno, supponiamo che la temperatura aumenti verso un punto di riferimento al quale, per esempio, sarà richiesto il 50% della potenza disponibile per lo stato stazionario. A basse temperature, viene applicato il 100% della potenza disponibile. Quando il valore di processo (PV) è all’interno, ad esempio 10 ° di SP, l’ingresso di calore inizia a essere ridotto dal controller proporzionale. Ciò implica una banda proporzionale di 20 ° (PB) da pieno a nessun ingresso di alimentazione, distribuita uniformemente attorno al valore del setpoint. Al punto di regolazione il regolatore applicherà il 50% di potenza come richiesto, ma il calore accumulato nel sottosistema del riscaldatore e nelle pareti del forno manterrà la temperatura misurata in aumento oltre quanto richiesto. A 10 ° sopra SP, raggiungiamo la parte superiore della banda proporzionale (PB) e non viene applicata alimentazione, ma la temperatura potrebbe continuare a salire ulteriormente prima di iniziare a ripiegare. Alla fine, quando il PV ricade nel PB, il calore viene nuovamente applicato, ma ora il riscaldatore e le pareti del forno sono troppo fredde e la temperatura scende troppo bassa prima che la sua caduta venga arrestata, così che le oscillazioni continuino.

Le oscillazioni di temperatura provocate da un sistema di controllo del forno sottosampato sono inaccettabili per molte ragioni, tra cui lo spreco di carburante e il tempo (ogni ciclo di oscillazione può richiedere molti minuti), nonché la probabilità di surriscaldare seriamente sia il forno che il suo contenuto.

Overdamped
Supponiamo che il guadagno del sistema di controllo sia drasticamente ridotto e che venga riavviato. Quando la temperatura si avvicina, diciamo 30 ° sotto SP (una banda proporzionale di 60 ° (PB) questa volta), l’ingresso di calore inizia a ridursi, la velocità di riscaldamento del forno ha il tempo di rallentare e, dato che il calore è ancora più lontano ridotto, alla fine viene portato al setpoint, appena viene raggiunto il 50% di potenza in ingresso e il forno funziona come richiesto. C’è stato un po ‘di tempo perso mentre il forno si è insinuato fino alla sua temperatura finale usando solo il 52% del 51% della potenza disponibile, ma almeno non è stato fatto alcun danno. Aumentando attentamente il guadagno (ovvero riducendo la larghezza del PB), questo comportamento sovrasmorzato e lento può essere migliorato fino a quando il sistema non viene attenuato in modo critico per questa temperatura SP. Fare questo è noto come ‘sintonizzazione’ del sistema di controllo. Un sistema di controllo della temperatura del forno proporzionale ben sintonizzato sarà in genere più efficace del controllo on-off, ma risponderà comunque più lentamente di quanto il forno potrebbe avere sotto un abile controllo manuale.

Controllo PID
A parte le prestazioni lente per evitare oscillazioni, un altro problema con il controllo solo proporzionale è che l’applicazione di potenza è sempre in proporzione diretta all’errore. Nell’esempio sopra abbiamo ipotizzato che la temperatura impostata potesse essere mantenuta con il 50% di potenza. Cosa succede se il forno è richiesto in una diversa applicazione in cui una temperatura impostata più elevata richiederà l’80% di potenza per mantenerla? Se il guadagno è stato infine impostato su 50 ° PB, la potenza dell’80% non verrà applicata a meno che il forno non sia 15 ° al di sotto del setpoint, quindi per quest’altra applicazione gli operatori dovranno ricordare di impostare sempre la temperatura di setpoint 15 ° più alta di effettivamente necessario. Anche questa figura a 15 ° non è completamente costante: dipenderà dalla temperatura ambientale circostante, così come da altri fattori che influenzano la perdita di calore o l’assorbimento all’interno del forno.

Per risolvere questi due problemi, molti schemi di controllo di feedback includono estensioni matematiche per migliorare le prestazioni. Le estensioni più comuni portano al controllo proporzionale-integrale-derivativo o al controllo PID.

Azione derivativa
La parte derivata riguarda la velocità di variazione dell’errore nel tempo: se la variabile misurata si avvicina rapidamente al punto di regolazione, l’attuatore viene disattivato anticipatamente per consentirne il raggiungimento del livello richiesto; viceversa, se il valore misurato inizia a spostarsi rapidamente dal setpoint, viene applicato uno sforzo supplementare – in proporzione a tale rapidità – per cercare di mantenerlo.

L’azione derivativa fa sì che un sistema di controllo si comporti in modo molto più intelligente. Sui sistemi di controllo come l’accordatura della temperatura di un forno, o forse il controllo del movimento di un oggetto pesante come una pistola o una telecamera su un veicolo in movimento, l’azione derivativa di un controller PID ben regolato può consentirgli di raggiungere e mantenere un setpoint migliore di quanto potrebbero fare gli operatori umani più esperti.

Se l’azione derivativa è sovra-applicata, può portare anche a oscillazioni. Un esempio potrebbe essere un PV che aumenta rapidamente verso la SP, quindi si ferma presto e sembra “allontanarsi” dal setpoint prima di rialzarsi verso di esso.

Azione integrale
Il termine integrale ingrandisce l’effetto degli errori a lungo termine dello stato stazionario, applicando uno sforzo sempre crescente fino a quando non si riducono a zero. Nell’esempio del forno in cui si lavora a diverse temperature, se il calore applicato non porta il forno al setpoint, per qualsiasi motivo, l’azione integrale sposta sempre la banda proporzionale rispetto al setpoint fino a quando l’errore PV non si riduce a zero e il setpoint è raggiunto.

Rampa su% al minuto
Alcuni controller includono l’opzione per limitare il “ramp up% al minuto”. Questa opzione può essere molto utile per stabilizzare le piccole caldaie (3 MBTUH), specialmente durante l’estate, durante i carichi leggeri. Potrebbe essere necessaria un’unità di “caldaia di servizio” per modificare il carico ad una velocità fino al 5% al ​​minuto (IEA Coal Online – 2, 2007) “.

Altre tecniche
È possibile filtrare il PV o il segnale di errore. Ciò può ridurre la risposta del sistema a frequenze indesiderate, per contribuire a ridurre l’instabilità o le oscillazioni. Alcuni sistemi di retroazione oscillano ad una sola frequenza. Filtrando tale frequenza, è possibile applicare un feedback più “rigido”, rendendo il sistema più reattivo senza scuotere se stesso.

I sistemi di feedback possono essere combinati. Nel controllo in cascata, un loop di controllo applica algoritmi di controllo a una variabile misurata rispetto a un setpoint, ma fornisce quindi un setpoint variabile a un altro loop di controllo anziché influenzare direttamente le variabili di processo. Se un sistema ha diverse variabili misurate da controllare, saranno presenti sistemi di controllo separati per ciascuno di essi.

L’ingegneria del controllo in molte applicazioni produce sistemi di controllo più complessi del controllo PID. Esempi di tali campi includono sistemi di controllo degli aerei pilotati con fly-by-wire, impianti chimici e raffinerie di petrolio. I sistemi di controllo predittivo del modello sono progettati utilizzando software di progettazione assistita da computer specialistici e modelli matematici empirici del sistema da controllare.

I sistemi ibridi di PID e controllo logico sono ampiamente utilizzati. L’uscita da un controller lineare può essere interbloccata dalla logica, per esempio.

Logica fuzzy
La logica fuzzy è un tentativo di applicare la facile progettazione di controllori logici al controllo di sistemi complessi che variano continuamente. Fondamentalmente, una misura in un sistema a logica fuzzy può essere parzialmente vera, cioè se yes è 1 e no è 0, una misurazione fuzzy può essere compresa tra 0 e 1.

Le regole del sistema sono scritte in linguaggio naturale e tradotte in logica fuzzy. Ad esempio, il progetto di un forno inizierebbe con: “Se la temperatura è troppo elevata, ridurre il combustibile al forno, se la temperatura è troppo bassa, aumentare il combustibile nel forno”.

Le misurazioni dal mondo reale (come la temperatura di una fornace) vengono convertite in valori compresi tra 0 e 1 vedendo dove cadono su un triangolo. Di solito, la punta del triangolo è il valore massimo possibile che si traduce in 1.

La logica fuzzy, quindi, modifica la logica booleana come aritmetica. Di solito l’operazione “not” è “output = 1 – input”, “e” operazione è “output = input.1 moltiplicato per input.2,” and “or” is “output = 1 – ((1 – input. 1) moltiplicato per (1 – input.2)) “. Ciò si riduce all’aritmetica booleana se i valori sono limitati a 0 e 1, invece di lasciarli nell’intervallo di unità [0,1].

L’ultimo passo è quello di “defuzzificare” un’uscita. Fondamentalmente, i calcoli fuzzy creano un valore compreso tra zero e uno. Tale numero viene utilizzato per selezionare un valore su una linea la cui pendenza e altezza converte il valore fuzzy in un numero di uscita del mondo reale. Il numero poi controlla i macchinari reali.

Se i triangoli sono definiti correttamente e le regole sono corrette, il risultato può essere un buon sistema di controllo.

Quando un robusto disegno fuzzy viene ridotto in un singolo, rapido calcolo, inizia ad assomigliare ad una soluzione di loop di feedback convenzionale e potrebbe sembrare che il design fuzzy non fosse necessario. Tuttavia, il paradigma della logica fuzzy può fornire scalabilità per sistemi di controllo di grandi dimensioni in cui i metodi convenzionali diventano ingombranti o costosi da derivare.

L’elettronica fuzzy è una tecnologia elettronica che utilizza la logica fuzzy invece della logica a due valori più comunemente utilizzata nell’elettronica digitale.

Implementazione fisica
La gamma di implementazione è da controllori compatti spesso con software dedicato per una particolare macchina o dispositivo, a sistemi di controllo distribuiti per il controllo di processo industriale.

I sistemi logici e i controller di feedback sono generalmente implementati con controllori logici programmabili.