Ohjausketjut

Ohjausketjut ovat ohjausjärjestelmiä, joissa useat ohjausosat muodostavat ketjutetun, dynaamisen järjestelmän, jonka tehtävänä on saada jokin prosessi tai laite seuraamaan toivottua asetusarvoa.

Tyypillinen ohjausketju sisältää referenssinsignaalin, ohjausyksikön (säätöyksikön), toimilaitteen, prosessin tai laitteen, sekä palautesignaalin anturin kautta. Suljettu säätö- tai feedback-verkosto antaa järjestelmälle mahdollisuuden korjata poikkeamat ja tukea stabiliteettia.

Ketjut voidaan rakentaa sisä- ja ulkokerroksina: sisäiset ketjut käsittelevät nopeita dynaamisia vasteita (esim. moottorin nopeuden säätö), ulkoiset ketjut vastaavat hitaampia muuttujia (esim. asento tai paine). Säädössä yleisimpiä on PID-säätö, mutta ohjausketjut voivat toteuttaa monimutkaisempia malleihin perustuvia tai ennakoivia ohjaustapoja, kuten feedforwardia tai decouplingia.

Suunnittelussa painotetaan stabiilisuutta, robustisuutta ja riittävää vasteaikaa. Jakoosiin ketjuihin ja vuorovaikutukseen kiinnitetään huomiota: liikkuvien osien mekaniset rajoitukset sekä sensorien viive vaikuttavat lopulliseen suorituskykyyn.

Ohjausketjut ovat keskeisiä automatisointi-, robotiikka- ja prosessitekniikassa, joissa ne mahdollistavat tarkan ja luotettavan hallinnan. Näitä ketjuja käytetään esimerkiksi teollisuusprosesseissa, ajoneuvojen ajettavuudenhallinnassa sekä robottien liikkeen ja koordinaation ohjauksessa.