antiwindupkerroin

Antiwindupkerroin on kontrolliteoriassa käytettävä parametri, jolla estetään tai rajoitetaan integraattorin wind-up-ongelma silloin, kun toimilaite saturoituu. Wind-up syntyy, kun ohjain pyrkii antamaan suuremman ohjausarvon kuin toimilaite pystyy välittämään, jolloin integrointi jatkuu virheen kertymisen vuoksi ja vaste voi pahentua, kun saturaatio katkeaa. Antiwindupkerroimen tarkoituksena on pitää järjestelmä vakaana ja nopeuttaa palautumista saturoitumistilanteen jälkeen.

Periaatteessa antiwindupkerroin määrittää, kuinka voimakkaasti saturoitumisesta johtuva virhe vaikuttaa integraattorin tilaan. Yleisimmissä toteutuksissa tämä toteutetaan back-calculation- tai palautekertoimen hengessä: kun todellinen ohjaus huomataan erotetuksi komennetusta, saturoitu signaali vaikuttaa integraattorin päivitykseen gamma-kertoimen mukaan. Näin integraattorin kerroin ei pääse kiihtymään liikaa, kun signaali on rajoitettu.

Toteutuksia ovat muun muassa back-calculation- sekä ehdollinen integrointi. Back-calculation käyttää antiwindup-kertoimen gammaa integraattorin muutoksen ohjaajana eron eli komennetun ja todellisen signaalin välillä, kun taas ehdollinen integrointi rajoittaa integraation päivityksen aloittamista saturoitumattomassa tilassa. Käytännössä antiwindupkerroin on säädettävä parametri, joka riippuu järjestelmän dynamiikasta ja toivotusta vasteesta. Liian suuri gamma voi aiheuttaa epävakautta tai kiihtynyttä reagointia, kun taas liian pieni arvo hidastaa wind-upin purkautumista.

Antiwindupkerroin ei välttämättä ole erillinen termi kaikissa järjestelmissä; joissakin toteutuksissa käytetään yleisempää anti-windup -ohjausstrategiaa, jossa gamma tai vastaava parametri valitaan kokeellisesti tai analyyttisesti.