Kontrollloopar

Kontrollloopar är återkopplingssystem där en referensignal jämförs med en mätt processvariabel och en regulator omvandlar felet till en styrsignal som påverkar processen. Syftet är att få processen att följa önskat beteende trots störningar och osäkerheter. I en typisk slinga ingår en sensor som mäter variabeln, en regulator eller styrenhet som beräknar en lämplig åtgärd, en aktuator som påverkar processen samt själva processen eller plantan.

Slangen består av flera grunddelar: process eller planta, sensor som mäter aktuellt värde, reglerenhet som behandlar felet mellan referens och maktvärde, och aktuatormekanismer som verkställer styrsignalen. Återkopplingen görs ofta som negativ feedback, vilket hjälper till att stabilisera systemet och minimera avvikelse. Slutet i slingan ger möjlighet att korrigera avvikelser i realtid även när störningar uppstår.

Kontrollslinor kan vara öppna eller slutna. En öppen kontrollsläng saknar återkoppling och följer inte nödvändigtvis referensen. I praktiken används dock meist slutna loopar för att uppnå reglerbarhet och repressa. Vanliga reglermetoder är proportional-, integral- och deriveringsbaserade styrningar (P, PI, PID). Dessa kan implementeras kontinuerligt eller i diskret tid och kan även anpassa sina parametrar (auto-tuning) eller vara del av mer avancerade modeller.

Prestanda bedöms bland annat genom stabilitet, svarstid, överslutt, steady-state fel och robusthet mot störningar. Analysverktyg som Nyquist- eller Bode-diagram används vid design och utvärdering. Kontrollloopar används inom industriell automation, process- och energisystem, HVAC, robotik och fordonsapplikationer.

---