Ngày nay, với các thành tựu của khoa học kỹ thuật điều khiển, có rất nhiều loại bộ điều khiển kinh điển và hiện đại đáp ứng đƣợc hiệu quả điều khiển nhƣ các bộ điều khiển mờ, nơron, thích nghi, tối ƣu... Trong số đó thì bộ khiển tỉ lệ, tích phân, vi phân (PID) có đặc điểm cấu trúc đơn giản nhƣng bền vững nên đƣợc ứng dụng nhiều nhất trong công nghiệp. Tuy nhiên, với bộ điều khiển PID, thì chất lƣợng của hệ thống lại bị phụ thuộc rất nhiều vào các tham số KP,
KI, KD, các tham số này thƣờng đƣợc tính toán, xác định để điều khiển tốt trong
một trạng thái giới hạn của hệ thống. Do vậy, để phát huy tốt hiệu quả của bộ điều khiển, trong quá trình vận hành, cần phải chỉnh định các tham số KP, KI, KD cho phù hợp với trạng thái thực tế của hệ thống. Quá trình chỉnh định các tham số này có thể đƣợc tính toán và thực hiện thông qua bộ chỉnh định mờ tự động. Cấu trúc bộ điều khiển PID có các tham số đƣợc chỉnh định bằng bộ điều khiển mờ đƣợc gọi là bộ PID chỉnh định mờ.
Bộ điều khiển PID chỉnh định mờ vừa có ƣu điểm của bộ điều khiển PID, vừa có ƣu điểm của một hệ thống điều khiển thích nghi vì: các tham số của bộ điều khiển PID luôn thay đổi để phù hợp với trạng thái và đặc điểm của đối tƣợng. Ngoài ra, với bộ điều khiển PID chỉnh định mờ, ta có thể tránh đƣợc bài toán nhận dạng và mô hình hóa phức tạp, và những kinh nghiệm về đặc tính của đối tƣợng điều khiển dễ dàng đƣợc đƣa vào các luật điều khiển.
Hơn nữa, với đối tƣợng điều khiển đã đƣợc xác định nhƣ ở trên, bao gồm rất nhiều khâu và phần tử, nên việc tìm mô hình toán chính xác của đối tƣợng điều khiển cũng rất khó khăn.
Vì các lý do trên, tác giả đề xuất sử dụng bộ điều khiển PID chỉnh định mờ để điều khiển đối tƣợng. Mô hình hệ thống điều khiển với bộ điều khiển PID chỉnh định mờ đƣợc thể hiện ở hình 4.3:
Hình 4.3: Mô hình hệ thống điều khiển với bộ điều khiển PID chỉnh định mờ Trong đó, bộ điều khiển PID có tín hiệu đầu ra u(t) nhƣ sau:
dt t de KD dx x e KI t e KP t u t ) ( ) ( ) ( . ) ( 0 (4.1) Với các tham số KP, KI, KD đƣợc chỉnh định theo bộ chỉnh định mờ dựa trên sai lệch e(t) và đạo hàm của sai lệch de/dt.
Để thuận tiện cho việc thiết chế bộ chỉnh định mờ, đầu tiên tác giả trình bầy khái quát về hệ thống điều khiển mờ.