Ohjausalgoritmin

ohjausalgoritmin on dynaamisen järjestelmän ohjaussignaalin laskemiseen tarkoitettu menettely. Suljetun silmukan säätöjärjestelmässä algoritmi käyttää mittaustietoja ja mahdollisesti muita signaaleja tuottaakseen ohjaussignaalin, jolla pyritään seuraamaan asetettua referenssiarvoa. Ohjausalgoritmi voi toimia jatkuvassa tai diskretoidussa ajassa riippuen järjestelmästä ja toteutuksesta. Se on keskeinen osa automaation säädön teoriassa ja käytännöissä.

Järjestelmä koostuu yleensä referenssistä, laitteistosta tai laitteesta, mittauslaitteista, aktuaattoreista sekä itse ohjausalgoritmista. Algoritmin tehtävä on minimoida ohjaussignaalin ja järjestelmän nykytilan välinen virhe sekä varmistaa vakaus ja haluttu suorituskyky. Suunnittelu sisältää mallinnuksen, ohjauslain valinnan ja suorituskyvyn varmistamisen analyysillä tai simulaatiolla.

Yleisimmät lähestymistavat ovat PID-ohjaus, mallipohjainen ohjaus (MPC), adaptiivinen ohjaus sekä robusti tai H-infinity -ohjaus. Tilainformaation hyödyntäminen ja tilamatkien havainnointi ovat yleisiä työkaluja, kun kaikkia tiloja ei mitata. Digitaalisissa toteutuksissa ohjausalgoritmi diskretoidaan, mikä tuo näytteenottoaikaa, viiveitä sekä kvantisoinnin vaikutuksia suorituskykyyn.

Käyttökohteita ovat teollisuusprosessi- ja tuotantosektorit, robotiikka, auto- ja ilmailuteollisuus, energianhallinta sekä elektroniikkalaitteet. Ohjausalgoritmien kehityksessä painotetaan turvallisuutta, luotettavuutta ja standardien noudattamista sekä sekä simulointi- että kenttätestausta.