Vakauskriteerit

Vakauskriteerit ovat järjestelmän vakauden määrittäviä edellytyksiä, joiden täyttyminen takaa, että järjestelmä säilyttää tai palaa haluttuun tilaan häiriöiden jälkeen. Ne voivat koskea sekä rakenteellisia että dynaamisia ilmiöitä ja ne otetaan huomioon suunnittelussa, arvioinnissa ja kunnossapidossa. Vakaus liittyy usein turvallisuuteen, luotettavuuteen ja järjestelmän suorituskykyyn erilaisissa olosuhteissa.

Käyttökohteita ovat muun muassa rakennetekniikka, kone- ja automaatiotekniikka sekä ohjaus- ja energiajärjestelmät, ajoneuvot sekä lentokoneet ja prosessiteollisuus. Vakauskriteerit voivat kohdistua staattiseen vakauteen eli pysyvyyteen ilman ulkoisia muutoksia sekä dynaamiseen vakauteen, jossa järjestelmän tulee vastata häiriöihin, rajoittaa poikkeamia ja palautua suunniteltuun toimintaan.

Teoreettisia lähestymistapoja ovat Lyapunovin vakausperiaatteet, Routh–Hurwitz -kriteeri, Nyquist-kriteeri sekä muut vastaavat menetelmät. Käytännössä vakaus varmistetaan yhdistämällä matemaattinen analyysi, simulointi ja kokeellinen validointi sekä noudattamalla sovellusalakohtaisia standardeja. Vakauskriteerit voidaan ilmaista numeerisin rajoina, toleransseina ja laatuvaatimuksina sekä toimintatiloittain että olosuhteittain.

Vakauskriteereiden soveltaminen tuottaa suunnitteluun ja evaluointiin systemaattisen tavan varmistaa turvallisuus ja suorituskyky. Ne ovat osa dokumentaatiota ja vaatimustenmukaisuuden todentamista sekä suunnitteluprosessien laadunvarmistusta riippumatta sovellusalueesta.