Nopeudensäätelymenetelmiä

Nopeudensäätelymenetelmiä käytetään prosessien, koneiden tai järjestelmien nopeuden ohjaamiseen ja hallintaan halutulla tasolla. Tavoitteena on usein ylläpitää tasaista nopeutta ulkoisista häiriöistä huolimatta tai muuttaa nopeutta tarpeen mukaan.

Yksi yleinen menetelmä on takaisinkytkentäohjaus. Tässä menetelmässä mitataan järjestelmän todellista nopeutta ja verrataan sitä haluttuun asetusarvoon. Ero, eli virhe, syötetään säätimelle, joka puolestaan säätää syötettä järjestelmään nopeuden korjaamiseksi. Tyypillisiä säätimiä ovat PID-säätimet (proportional-integral-derivative), jotka reagoivat virheeseen, sen kasautumiseen ja muutosnopeuteen.

Toinen lähestymistapa on avoimen silmukan ohjaus, jossa nopeutta säädetään ennalta määrätyn profiilin tai syötteen perusteella ilman jatkuvaa nopeuden mittausta ja vertailua. Tämä menetelmä on yksinkertaisempi, mutta se ei pysty kompensoimaan ulkoisia häiriöitä yhtä tehokkaasti.

Fyysisiä nopeudensäätelymekanismeja ovat muun muassa moottoreiden tehonsäätö (esimerkiksi invertterit sähkömoottoreissa), mekaaniset vaihteistot ja hydrauliikkajärjestelmät. Sovelluskohteita löytyy laajasti aina teollisuuden automaatiosta ja ajoneuvoista aina robotiikkaan ja kodinkoneisiin.