actuatorverzadiging

Actuatorverzadiging is een fenomeen in regel- en systemen waarbij een actuator niet meer in staat is de gevraagde uitgang te leveren vanwege fysische limieten. Dit kan optreden bij elektrische actuators die begrensd zijn door maximale spanning of stroom, of bij mechanische systemen die een maximaal koppel, snelheid of positie kunnen leveren. In veel controlesystemen betekent verzadiging dat de gewenste controletact niet overeenkomt met wat de actuator daadwerkelijk uitvoert.

Oorzaken zijn onder meer limieten op de aandrijving zelf (spannings- of stroombeperking, koppelbeperking, snelheidslimiet), thermische beperkingen, mechanische blokkades en snelle,境 grote commando-wijzigingen die de actuator niet kan volgen. Doordat de actuator clippen op de grenzen, ontstaat een niet-lineaire gedragseigenschap die de lineaire assumpties in veel regelstrategieën ondermijnt.

Gevolgen van actuatorverzadiging kunnen zijn: verlies van lineaire respons, verhoogde trackingfouten en mogelijk instabiliteit of slepen met de regellus. Een veelgenoemde complicatie in PID-regelaars is integrator wind-up, waarbij de integrator te veel waarde opslaat omdat de actuator nog niet kan volgen.

Modellering van verzadiging gebeurt vaak met harde saturatie (uitgangclip op grenzen) of met zachte, gesmoothde saturatiemodellen (bijv. tanh of sigmoïde). Ook kan de dynamiek van de saturatie (bijv. rate-limiting) worden meegenomen.

Om verzadiging te beheersen bestaan methoden zoals anti-windup-technieken (clamping, back-calculation, voorwaardelijke integratie), limitering van inkomende commando’s en ontwerp van saturatie-veilige regelaars (zoals modelmatige of voorspellende controle). In sommige gevallen wordt gekozen voor bedieningstrategieën die rekening houden met saturatie tijdens planning en optimalisatie.

Zie ook: anti-windup, saturatie niet-lineariteit, regelstrategie.