Viivevirheet

Viivevirheet ovat mittaus- tai ohjausjärjestelmissä ilmiö, jossa havaittu arvo eroaa todellisesta arvoista johtuen viiveestä, joka syntyy tiedon keräämisen, käsittelyn tai toiminnan aikana. Viive voi olla sekä tiedon siirtymiseen että siitä saatavan tuloksen käytäntöön viemiseen liittyvä, ja sitä voidaan arvioida sekä ajallisesti että laadullisesti.

Sille esiintyminen johtuu useista lähteistä, kuten sensorin vasteajasta, näytteenottotaajuudesta, tiedon siirto- ja prosessointiviiveistä, kellojen synkronoinnin eroista, jonojen aiheuttamista viiveistä sekä toimilaitteiden vasteajoista. Nämä tekijät voivat kumuloitua ja vaikuttaa sekä digitaalisiin että analogisiin mittaus- ja ohjausjärjestelmiin.

Viivevirheet voivat aiheuttaa vääriä tai vanhentuneita tilatietoja, mikä heikentää päätöksentekoa ja ohjauksen dynaamista suorituskykyä sekä pahimmillaan aiheuttaa ohjauksen epävakautta. Fokusoiduin esimerkki on reaaliaikaiset järjestelmät, joissa viiveen suuruus vaikuttaa siihen, kuinka nopeasti järjestelmä reagoi muuttuviin tiloihin.

Viiveiden hallinta ja vähentäminen voidaan tehdä useilla keinoilla: ajan merkitseminen ja paikkansapitävä kellosynkronointi (esim. NTP, PTP), näytteenottotaajuuden nostaminen, viiveen kompensaatio algoritmeilla kuten Kalman-suodattimet tai tilasarjamallit, dekonvoluutiotekniikat sekä järjestelmän puskurin ja asynkronisen mittauksen hyödyntäminen. Myös ennakoivat mallit ja palautesilmukat voivat pienentää vaikutusta.

Sovellusalueita viivevirheille ovat teollinen automaatio, telekommunikaatio, robotiikka sekä rahoitusmarkkinat, joissa viiveet vaikuttavat tiedon ajantasaisuuteen ja päätösten toteutumiseen.