Kontrollrendszerekben

Kontrollrendszerekben a cél a folyamatok pontos és stabil szabályozása a megfigyelt változó és a referenciaérték összehasonlításával történő hiba minimalizálásával. A szabályozó megpróbálja úgy befolyásolni a folyamatot, hogy annak kimenete a kívánt értéket kövesse, még fennálló zavarok és külső hatások ellenére is.

Az alapvető elemei közé tartozik a folyamat, amelyet szabályozni akarunk; az érzékelők, amelyek a folyamat állapotát mérik; az aktuatőrök, amelyek a beavatkozást végzik; a szabályozó egység, amely a mérési hibára reagál; valamint a kommunikációs hálózatok és a felhasználói felület (HMI).

Szabályozási stratégiák között megtalálhatók a klasszikus szabályozók (P, PI, PD, PID) és az állapot-változók alapján működő megközelítések (state-space). Modern megoldások közé tartozik a Model Predictive Control (MPC). Ezen belül különbséget teszünk a zárt hurkú (feedback) és a nyitott hurkú üzemmódok között; a PID pedig a leggyakoribb, általános célú szabályozó.

Tervezés és analízis során a stabilitás, a válaszidő, a túlfutás és az állandó hiba értékelése fontos. Gyakori analíziselők az Nyquist-, Bode- és gyök-rajzok, továbbá a diszkrét idejű megvalósítás esetén a digitalizált szabályozás szempontjainak figyelembe vétele.

Alkalmazási területek közé tartozik az autóipar, a gyártás, a vegyipar, az energia, a robotika és a légiközlekedés. Kihívások közé sorolható a nemlineáris viselkedés, időeltolások, zaj és a rendszer robusztusságának biztosítása. A modern kontrollrendszerek gyakran ötvözik hagyományos szabályozást és adatvezérelt, gépi tanuláson alapuló elemeket.