Nopeudensäätötekniikkaa

Nopeudensäätötekniikkaa, eli nopeudensäätöä, käytetään erilaisten järjestelmien nopeuden hallitsemiseen. Se on keskeinen osa automaatiotekniikkaa ja sitä hyödynnetään monilla aloilla teollisuudesta ajoneuvoihin ja robotiikkaan. Nopeudensäätöjärjestelmän päätavoitteena on pitää järjestelmän nopeus halutulla tasolla tai muuttaa sitä hallitusti.

Yleensä nopeudensäätöjärjestelmä koostuu anturista, säätimestä ja toimilaitteesta. Anturi mittaa järjestelmän todellista nopeutta. Säätöalgoritmi, usein prosessorilla toteutettu, vertaa mitattua nopeutta haluttuun nopeuteen ja laskee tarvittavan korjausliikkeen. Toimilaite, kuten sähkömoottori tai hydraulimoottori, toteuttaa säätimen antamat ohjeet ja muuttaa järjestelmän nopeutta.

Yleisimpiä säätöalgoritmeja ovat P-säädin (proportional), PI-säädin (proportional-integral) ja PID-säädin (proportional-integral-derivative). PID-säädin on yleisin, koska se pystyy tehokkaasti käsittelemään monenlaisia järjestelmiä ja virheitä. Nopeudensäätötekniikan suunnittelussa otetaan huomioon järjestelmän dynamiikka, kuten sen reaktioaika ja mahdolliset epävakaudet.

Sovelluskohteita ovat muun muassa liukuhihnat, sähkötyökalujen moottorit, cruise control -järjestelmät autoissa, lentokoneiden moottorien ohjaus ja teollisuusrobottien nivelten liikkeen hallinta. Tehokas nopeudensäätö parantaa suorituskykyä, energiatehokkuutta ja turvallisuutta.