Styrfunktioner

Styrfunktioner är regler eller funktioner som styr ett systems beteende genom att omvandla mätningar av systemets tillstånd till en kontrollsignal som påverkar aktuatorer. Inom reglerteknik beskriver en styrfunktion hur felet mellan ett referensvärde och systemets utgång omvandlas till en åtgärd som driver processen mot målet. Styrfunktionen kan vara konstant eller tidsvarierad och kan baseras på olika reglerstrategier, såsom regulatorer, adaptiva metoder eller modellbaserade kontrolllagar.

Vanliga former inkluderar proportionell, integrerande och deriverande (PID) regler, liksom linjära och icke-linjära styrfunktioner, samt observerare och återkopplade styrstrategier. I moderna tillämpningar används ofta modellbaserad eller optimerande styrning som modellprediktiv styrning (MPC) eller robusta metoder som H-infinity. Digital implementering sker i PLC:er eller mikroprocessorer, där discretisering, kvantisering och begränsningar i sensorer och aktuatorer måste hanteras.

Nyckelaspekter vid utformning av styrfunktioner är systemets stabilitet, prestanda och robusthet mot störningar och fel i modellen, samt implementerbarhet med avseende på tidsfördröjningar, upplösning och dynamik hos sensorer och aktuatorer.

Styrfunktioner spelar en central roll i industriell automation, robotik, fordons- och flygindustrin genom att reglera variabler som temperatur, tryck, position och hastighet samt sammanlänka flera delsystem för koordinering.