Säätöprosesseihin

Säätöprosesseihin liittyy järjestelmien ohjaaminen ja vakauttaminen siten, että niissä muuttujat, kuten lämpötila, paine tai virta, seuraavat haluttua arvoa mahdollisimman hyvin ja nopeasti häiriöistä huolimatta. Tavoitteena on vakaus sekä halutun arvon tarkka ylläpito jopa muuttuvissa olosuhteissa.

Järjestelmä koostuu kolmesta peruselementistä: mittauslaitteista, ohjauslaitteesta (säätölaite) ja toimilaitteesta sekä palautesilmukasta, jonka avulla mitattu poikkeama käännetään ohjaavaksi säädöksi. Palautesilmukka voi olla suljettu, jolloin virhe vaikuttaa suoraan toimintaan, tai osittain suljettu osittain avoin (suunnitellut yhdistelmät). Säätöprosessit pyritään mallintamaan joko lineaarisina tai lineaarisuusalueen ulkopuolella dynaamisina tilayhtälöinä tai siirtofunktioina.

Suosituimpia säätöstrategioita ovat PID-säätö (proportional, integraalinen, derivatiivinen), joka reagoi nykyiseen virheeseen sekä sen historiaan. Muita tärkeitä lähestymistapoja ovat mallipohjaiset säädinratkaisut (esim. MPC), adaptiivinen ja robusti säätö sekä järjestelmän tilojen hallintaan perustuvat tilapohjaiset menettelyt. Suunnittelussa kiinnitetään huomiota vakauteen, vasteaikaan, ylisäätöön sekä häiriö- ja mittausviiveisiin.

Käyttökohteita ovat teollisuusprosessit, kuten kemia-, elintarvike- ja energia-alat, sekä mekaaniset ja sähköiset järjestelmät, joissa vaatimuksena on tarkka ja luotettava ohjaus.