Modereglering

Modereglering, eller mode-regulering, er et område i reguleringsteknik der handler om styring af systemer, der kan operere i flere driftmodi. Et sådant system kræver typisk en supervisor eller vekslingslogik, der vælger hvilket modul der skal være aktivt ud fra tilstande og ydre signaler, med det formål at opretholde ønsket adfærd og sikkerhed gennem hele driftområdet.

Den matematiske model betegnes ofte som et skiftende eller hybridd system: x' = f_sigma(t)(x) med sigma(t) i en mængde af moduser M. Stabilitet og ydeevne skal holdes for alle skift mellem moduser, hvilket ofte behandles med Lyapunov-teknikker: en fælles Lyapunov-funktion eller multiple Lyapunov-funktioner i kombination med et krav om hvile-tid mellem skift.

Metoderne inkluderer overvågning og estimering af den aktuelle tilstand, mode-estimation og supervisorlogik, der vælger regulatorisk arkitektur. Flere tilgange anvender også multiple-modeller adaptive metoder og hybrid automata.

Anvendelser findes bredt: i biler til forskellige køre- og transmissionsmodi, i fly og rumfartøjer til særlige fly- eller måde-tilstande, i robotindustri og servicerapplikationer, i energisystemer til normal-, opstarts- og fejltilstande, samt i proces- og biomedicinske systemer hvor skift mellem kontrolstrategier er nødvendigt.

Udfordringer omfatter chattering ved hurtige skift, usikkerhed i modeller og målefejl, samt krav til robusthed og sikkerhed ved kritiske applikationer. Fremskridt søges især inden for stabile skift, ikke-lineær hybrid-adfærd og ressourceeffektiv implementering.