Fuzzy pid based Temperature Control of Electric Furnace for Glass Tempering Process

3.2.3.1 Fuzzy inference system 
First we defined on E in the domain of e linguistic variables and defined on the EC in the 
domain of ec linguistic variables [41]. Set the deviation e basic domain {el, eh} = {-30, 30}, error 
change rate ec basic domain {ecl, ech}= {-12,12}, △kP and △kD basic domain {-0.3,0.3}, △kI 
basic domain {-0.03,0.03}. 
The typical FIS inputs are the signals of error E and change of error CE in temperature .The FIS 
output is the control action inferred from the fuzzy rules. The configuration of FIS for our fuzzy 
controller is given in the following figure.
Figure 3. 5 Fuzzy interface block 

---

Fuzzy PID Based Temperature Control of Electric Furnace for Glass Tempering Process
M.Sc. Thesis, Addis Ababa University, December 2016 
43 
Figure 3.6 (a), (b) and (c) shows the surface viewer of KP, KI and KD with E and CE respectively 
and figure shows rule viewer of fuzzy interface system. Where, the rule viewer of our fuzzy 
interface system is given in appendix A.
Figure 3. 6 Surface viewers of KP, KI and KD 
3.2.3.2 Fuzzier Design 
Figure 3.7 is a graph of the temperature error and change in temperature error fuzzy 
membership functions. It assigns a crisp value's degree of membership to seven fuzzy linguistic 
values -- NB, NM, NS, Z, PS, PM, and PB. The fuzzy input membership functions used for error in 
temperature and change of error in temperature are triangular type. The universe of discourse 
of each membership function is shown in Table 3.6 with degree of membership.

---

Fuzzy PID Based Temperature Control of Electric Furnace for Glass Tempering Process
M.Sc. Thesis, Addis Ababa University, December 2016 
44 
Table 3. 6 Member ship function for error and error rate in temperature 
Table 3. 7 Membership function universe of discourse of error and change of error in
temperature 
E 
EC 
Degree of membership 
NB 
NM 
NS 
Z 
PS 
PM 
PB 
-30 to -20 
-12 to -8 
1 to 0 
0 to 1 
0 
0 
0 
0 
0 
-20 to -10 
-8 to -4 
0 
1 to 0 
0 to 1 
0 
0 
0 
0 
-10 to 0 
-4 to 0 
0 
0 
1 to 0 
0 to 1 
0 
0 
0 
0 to 10 
0 to 4 
0 
0 
0 
1 to 0 
0 to 1 
0
0 
10 to 20 
4 to 8 
0 
0 
0 
0 
1 to 0 
0 to 1 
0 
20 to 30 
8 to 12 
0 
0 
0 
0 
0 
1 to 0 
0 to 1 

---

Fuzzy PID Based Temperature Control of Electric Furnace for Glass Tempering Process
M.Sc. Thesis, Addis Ababa University, December 2016 
45