återkopplingsstyrning

Återkopplingsstyrning, eller reglering med återkoppling, är en reglerteknik där systemets utgång mäts och jämförs med ett önskat referensvärde. Felet mellan faktiska och önskade värden används av en regulator för att justera styrsignalen till en aktor, så att utfallet närmar sig målet.

En återkopplingsstyrd system består av fyra huvudelement: en planta (processen som regleras), en sensor som mäter utgången, en regulator eller styrkrets som beräknar felet, och en aktor som påverkar processen. Referensvärdet anger önskat slutläge.

Den vanligaste regleraren är en PID-regulator, som behandlar felet med proportionell, integrerande och derivativ funktion. Andra reglerartyper finns, till exempel on-off-reglering och robusthetsregleringar. Modellbaserade metoder som involverar identifikation och anpassning används också i vissa tillämpningar.

Tillämpningar finns inom industriell processkontroll, automation i produktion, robotik, HVAC, fordonsreglering och kraftsystem. Återkopplingsstyrning bidrar till jämnare och snabbare reglering samt bättre motstånd mot störningar, men kräver noggrann design och tuning.

Utmaningar inkluderar tidsfördröjningar, sensorbrus och icke-linjära beteenden. Vidare krävs robusthet mot parameterförändringar. Vanliga tuningmetoder är Ziegler–Nichols och IMC, medan moderna metoder ofta använder modellbaserad reglering som MPC för komplexa eller tidsfördröjda system. Historiskt utvecklades reglerteorin väsentligt under 1900-talet med Nyquist-stabilitetskriterier och Ziegler–Nichols-tuning som viktiga milstolpar.