Måltilstanden

Måltilstanden er den ønskede tilstanden i et dynamisk system som en regulator eller planlegger tar sikte på å oppnå. Den beskriver verdiene til systemets tilstandvariable, for eksempel posisjon, fart, temperatur eller andre størrelser, som definerer et riktig eller akseptabelt sluttpunkt. I matematiske modeller er måltilstanden ofte betegnet x* og kan være et enkelt tall eller en vektor av verdier. Den kan være konstant, som et fast settpunkt, eller tidsvarierende, for eksempel ved sporing av en referansebane.

Kontrolldesign tar sikte på å minimere avviket fra måltilstanden, ofte med feilen e = x − x*. Avhengig av problemstillingen kan målet være å nå x* nøyaktig, eller å holde seg innenfor en toleranse rundt x*. I noen sammenhenger suppleres måltilstanden av en målsetning eller bane i stedet for et enkelt punkt.

Metoder som brukes for å nå måltilstanden inkluderer tilbakemeldingskontroll (for eksempel PID og LQR), feedforward, modellbasert prediksjonsstyring og optimal kontroll. Stabilitet og gjennomførbarhet analyseres ofte ved hjelp av Lyapunov-funksjoner, rekkeviddeanalyse og håndtering av begrensninger. Hvor raskt målet nås, energibruk og robusthet mot forstyrrelser er vanlige ytelsesmål.

Eksempler viser mangfoldet av anvendelser. I prosesskontroll kan målet være å oppnå romtemperatur på 22 °C; i robotikk kan en manipulator ende-effektorens posisjon og orientering være måltilstanden; i autonome kjøretøy kan målet være en bestemt rute og hastighetsprofil.

Merknader: Begrepet varierer mellom fagfelt; i noen sammenhenger kalles det settpunkt eller referanseverdi. Usikkerhet og restriksjoner kan påvirke hvor lett målet oppnås, noe som ofte krever robuste eller adaptive metoder.