Ohjausobjekti

Ohjausobjekti on kontrollijärjestelmän kohteena oleva prosessi tai laite, jonka käyttäytymistä pyritään muokkaamaan ohjausjärjestelmän avulla. Se määritellään yleensä sen syötteiden ja vasteiden perusteella: ohjaussignaalina käytetään ulkoista kontrollia ja mitattavasta tulosta muodostuu objektiin liittyvä vaste, jota käytetään ohjauksen arvioinnissa.

Mallintaminen ja rakenne

Ohjausobjektin dynaaminen käyttäytyminen voidaan esittää erilaisilla malleilla. Yleisimmät ovat jatkuva lineaarinen aika-invariantti malli, esimerkiksi tilayhtälöt dx/dt = Ax + Bu ja mittausyhtälö y = Cx + Du, tai siirtofunktio G(s) = C(sI−A)^{-1}B + D. Diskreetissä aikavälissä vastaavat muodot ovat x[k+1] = Ax[k] + Bu[k], y[k] = Cx[k] + Du[k]. Ei-lineaariset tai parametreiltaan epälineaariset objektit voivat vaatia monimutkaisempia malleja tai identifiointia. Mallin valinta vaikuttaa ohjausmenetelmien toteutettavuuteen ja suorituskykyyn.

Suhde järjestelmään

Ohjausobjekti on osa suurempaa ohjausjärjestelmää, joka sisältää sensorit, tason tai laitteen mittaukset, päätöksen tekevän ohjaimen ja toimilaitteet. Järjestelmä toimii palautteella: mitattu tulos vaikuttaa ohjaussignaalin muokkaukseen tavoitteen saavuttamiseksi, kuten asettamiskelpoisen vasteen säilyttämiseen tai tietyn prosentin virheen minimointiin.

Esimerkkejä

Esimerkkejä ohjausobjekteista ovat sähkömoottorin nopeuden tai asennon ohjaus, lämpötilan stabilointi, nesteen pinnan hallinta sekä valmistusprosessin kontrollointi. Objektin muodon tai koko mukaan käytetään erilaisia ohjausmenetelmiä, kuten PID-ohjaimia tai tilaohjauksia.

Yhteenveto

Ohjausobjekti määrittää, mitä ohjataan ja millaisella dynamiikalla. Sen tunteminen ja asianmukainen mallintaminen ovat keskeisiä ohjausjärjestelmän suunnittelussa ja toteutuksessa.