Säätöprosessit

Säätöprosessit ovat järjestelmiä tai menetelmiä, joilla pyritään pitämään jonkin muuttujan arvo halutulla tasolla tai saavuttamaan tietty tavoite. Tavoitteena on usein hallita ja ohjata monimutkaisia tai epävakaita järjestelmiä tehokkaasti. Säätöprosessit ovat keskeisiä monilla tekniikan ja luonnontieteiden aloilla, kuten automaatiossa, teollisuudessa, robotiikassa ja taloudessa.

Yleensä säätöprosessiin kuuluu mittaaminen, vertailu ja ohjaus. Ensin mitataan säädettävän suureen nykyinen arvo. Tätä arvoa verrataan sitten haluttuun vertailuarvoon, eli asetettuun arvoon. Erotuksesta, jota kutsutaan säätöpoikkeamaksi, päätellään tarvittavat toimenpiteet. Näitä toimenpiteitä toteutetaan säätölaitteilla, jotka vaikuttavat järjestelmään siten, että säätöpoikkeama pienenee ja lopulta häviää.

Säätöprosesseja voidaan jakaa karkeasti kahteen päätyyppiin: avoimeen ja suljettuun säätöön. Avoin säätöprosessi ei käytä takaisinkytkentää, vaan säätö perustuu ennalta määrättyyn malliin tai ohjelmaan. Suljettu säätöprosessi puolestaan hyödyntää takaisinkytkentää, jossa mitattu arvo syötetään takaisin säätölaitteelle, jolloin se voi reagoida järjestelmän muutoksiin dynaamisesti. Suljettu säätö on yleisempi sen paremman tarkkuuden ja häiriönsietokyvyn vuoksi.

Säätöprosessien suunnittelussa ja toteutuksessa käytetään erilaisia matemaattisia malleja ja algoritmeja, kuten PID-säätimiä, jotka ovat yksi yleisimmistä säätöalgoritmeista. Säätöprosessien tavoitteena on usein saavuttaa stabiilius, tarkkuus, nopeus ja hyvä häiriönsietokyky.