كنترل كننده PID رایج ترین كنترل كننده در فرایند های صنعتی می باشد. این كنترل كننده به دلیل مقاوم بودن در محدوده وسیعی از شرایط كاری و كارایی نسبتا بالا ، نسبت به سایر كنترل كننده ها، بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. دلیل دیگر این مساله، سادگی عملكرد و قابل فهم بودن آن می باشد. مشكل اصلی این گونه كنترل كننده ها، چگونگی یافتن مقدار بهینه ای برای بهره های تناسبی، انتگرالی و مشتقی است به گونه ای كه پاسخ حلقه بسته سیستم، مشخصه های مناسبی داشته باشد.
اغلب فرایندهای صنعتی، سیستم چند متغیره می باشند. در این سیستم ها ورودی های مختلف بر روی خروجی های مختلف تاثیر می گذارند. بیشتر تحقیقات به موضوع تنظیم پارامترهای كنترل كننده PID، در سیستمهای یک ورودی – یک خروجی می پردازند و در زمینه سیستم های چند متغیره كارهای كمتری انجام شده است. در سیستم های چند متغیره تداخل بین كانال های مختلف، مشكلاتی را برای عمل كنترل ایجاد می كند. به علاوه اگر چه روش های مختلفی برای تنظیم كنترل كننده های PID ارائه شده است، اما در بیشتر آنها فرضیاتی مانند خطی بودن فرایند، در نظر گرفته می شود. اگر فرآ یند خطی بوده و مدل ریاضی ساده ای برای آن وجود داشته باشد، شاید بتوان روشی تحلیلی برای تنظیم كنترل كننده یافت، اما در دنیای واقعی، فرایندها غیرخطی و بسیار پیچیده می باشند و مدل های بدست آمده از آنها برای استفاده در روش های تحلیلی مناسب نیستند. از این رو طراحی كنترل كننده PID برای سیستم های چند متغیره غیرخطی، میتواند فواید زیادی در مسائل تئوری و كاربردهای صنعتی داشته باشد.
روشی كه در این پایان نامه برای طراحی كنترل كننده PID به كار میگیریم، استفاده از سیستم های خبره مبتنی بر قوانین خواهد بود. اینگونه روشها یک مدل واضح از سیستم را، مورد استفاده قرار نمی دهند و به جای آن تنظیم پارامترها بر اساس ایده تنظیم دستی یک مهندس با تجربه انجام می شود. در روشی كه به كار خواهیم برد، ابتدا پاسخ سیستم حلقه بسته با كنترل كننده PID، را به ازای یک دسته پارامتر اولیه می یابیم. سپس با توجه به شكل بدست آمده، آن را در یكی از چند الگوی تعریف شده برای پاسخ، دسته بندی می كنیم و مشخصه هایی از پاسخ مانند زمان صعود، مقدار فراجهش و… را تعیین می كنیم. حال اگر پاسخ بدست آمده ملزومات طراحی را برآورده نكند، با به كار بردن یكی از قوانین موجود در پایگاه قوانین، مقدار پارامترهای كنترل كننده را تغییر داده و دوباره پاسخ سیستم حلقه بسته را بدست می آوریم. اگر به پاسخ مورد نظر دست نیافته باشیم، مراحل فوق را تا زمانی تكرار خواهیم كرد كه به پاسخ قابل قبول برسیم. انتخاب اینكه در هر مرحله چه قانونی را به كار ببریم با توجه به نوع پاسخ جاری و مقدار مشخصه های آن، تعیین میگردد.