Kontrollsüsteemid

Kontrollsüsteemid on mehhaaniliste, elektriliste ja elektrooniliste protsesside juhtimise vahendid. Nende eesmärk on mõjutada süsteemi käitumist nii, et see järgiks soovitud sihtväärtust. Kontrollsüsteemid jagunevad avatud-ahela (open-loop) ja suletud-ahela (closed-loop) süsteemideks. Avatud-ahela süsteemidel puudub tagasiside ning nende tulemus sõltub sisendist ja mudelist. Suletud-ahelas kasutatakse väljundit mõõtmiseks ning vea vähendamiseks korrigeeritakse sisendsignaali.

Peamised komponendid on protsess (süsteem), andurid, aktuaatorid ja juhtimisseade. Andurid mõõdavad tegelikku väljundit, aktuaatorid rakendavad kontrollsignaale ning juhtimisseade arvutab vea põhjal uue sisendi. Suletud-ahelas kasutatakse tagasisidet, mis aitab stabiliseerida käitumist ja parandada täpsust ning robustust.

Disain hõlmab protsessi mudeldamist ja sobivate kontrollistrateegiate valikut. Olulised kategooriad on pidev- ja diskreetne aeg, SISO ja MIMO, lineaarne ja mittelineaarne. Populaarsed juhtimisstrateegiad hõlmavad PID-kontrollerit ning keerukamaid state-space-, adaptatiiv- ja robustkontrolle.

Analüüs ja modelleerimine kasutavad vahendeid nagu ülekandefunktsioon ja state-space ning matemaatilisi teisendeid ( Laplace, Z-transform) ning stabiilsuse hindamist (Nyquist, Bode, root locus).

Rakendused hõlmavad tööstusautomaatikat, robotikat, energiasektorit, transporti ja hoonete kliimaseadet (HVAC), kus kontrollsüsteemid tagavad soovitud jõudluse, stabiilsuse ja ohutus.