Kontrollisüsteemide

Kontrollisüsteemid on süsteemid, mis reguleerivad füüsikalisi protsesse, püüdes hoida olulised muutuja väärtused soovitud tasemel. Need kasutavad sete- või eesmärkväärtuste säilitamiseks tagasisidet, kompenseerides kõrvalekaldeid ja sise- või väliskeskkonna disturbance. Kontrollisüsteemiga tegeleb tihti protsess, mida jälgivad sensoriandmed, ning õhusatakse otsuseid kontrolleril, mille käitumist viivad läbi aktuaatorid.

Peamised komponendid on sensorid (mõõdavad protsessi muutujaid), kontroller (teeb otsused), jaaktiivaatorid või jõuallikad (täidavad kontrolleri käsud) ning protsess ise. Koostöös moodustavad need tagasisideahela, mis võib olla suletud (kõneal kaasneva tagasiside olemasolul) või avatud (tagasisidet ei kasutata). Suletud ahelad on tavalised enamikus tööstus- ja mehhatroonikaprotsessides, kuna need suurendavad stabiilsust ja täpsust.

Kontrolli lähenemised jagunevad peamiselt avatud ja suletud ahelatega. Levinud on klassikaline regulaatoriline lähenemine, kus kasutatakse PID-kontrolle (proportsionaal–integral–derivatiivne), kuid rakendusi lahendab ka state-space kontroll, robustne kontroll, adaptiivne kontroll ning mudeli-põhine kontroll (MPC). Eri tööriistad ja algoritmid valitakse vastavalt protsessi omadustele ja stabiilsusnõuetele.

Rakendused hõlmavad tööstusautomaatikat, energiasüsteeme, transpordisüsteeme, tootmistsüklid ja robotikat. Arendused viivad digitaliseerimise, ühenduvuse ja tehisintellekti suunas ning toodete standardiseerimiseks kasutatakse näiteks IEC 61131-3 PLC-programmeerimise raamistikke. Kontrollisüsteemid on kriitilised vahendid kaasaegses tööstuses, mis parandavad efektiivsust, ohutust ja kvaliteeti.