Controlealgoritmes

Controlealgoritmes zijn methoden en procedures die het gedrag van een dynamisch systeem regisseren zodat een gewenste toestand of prestatie wordt bereikt en behouden. Ze gebruiken sensoren om de huidige toestand te meten en berekenen op basis daarvan een bediening die de input van het systeem beïnvloedt. Controlealgoritmes kunnen beschikken over feedback, feedforward, of een combinatie daarvan, en ze kunnen in continu of discrete tijd werken.

De belangrijkste categorieën omvatten klassieke regelingen zoals de PID-regeling (proportioneel, integraal en differentieel) en eenvoudige varianten als PI en PD. Daarnaast zijn er regelingen op toestandsruimte, zoals toestands-feedback en methoden als LQR of pole-placement. Geavanceerde benaderingen omvatten modelpredictive control (MPC), adaptieve controle en robuuste controle.

Het ontwerp en de implementatie van controlealgoritmes richten zich op stabiliteit, tracking van referenties, en afstemming tegen storingen en ruis. Prestatie-indicatoren omvatten overshoot, tijd tot de referentie, steady-state fout en actuatorbelasting. Het ontwerpproces omvat modellering of identificatie, simulatie, validatie en uiteindelijke implementatie op hardware zoals PLC's of embedded controllers. Digitale implementaties vereisen rekening te houden met real-time berekeningen, vertragingen en quantisering.

Toepassingsgebieden zijn onder meer de procesindustrie, robotica, voertuig- en aandrijfsystemen, HVAC en energiesystemen, drones en medische apparaten. De effectiviteit van controlealgoritmes hangt sterk af van de nauwkeurigheid van het model, de sensorkwaliteit en de snelheid van de verwerking.