controlesysteem

Een controlesysteem is een systeem dat een proces bewaakt en regelt door de uitvoerwerking van actuatoren te sturen op basis van waargenomen procesafwijkingen ten opzichte van een gewenste toestand. Het doel is om een gewenste output te bereiken en te behouden, ondanks verstoringen en modelleringonefficiënties.

Een typisch controlesysteem bestaat uit sensoren, die de actuele procesvariabelen meten; een regelaar (controller), die afwijkingen berekent en een commando genereert; en actuatoren, die de procesvariabelen beïnvloeden. De terugkoppeling (feedback) maakt het systeem robuuster tegen verstoringen.

Open-loop-systemen sturen zonder terugkoppeling; de uitvoer hangt af van het invoersignaal en de modelkenmerken, en zijn gevoelig voor verstoringen. Gesloten-loop (feedback) systemen meten de uitvoer en corrigeren de invoer om de gewenste toestand te bereiken.

Veelvoorkomende regelstrategieën zijn proactieve (feedforward) en feedbackregelaars. De meest gebruikte is de PID-regelaar (proportioneel, integraal, afgeleid), soms gecombineerd met PI, PD, of meer geavanceerde methoden zoals modelgebaseerde controle (MPC) of lineaire-quadratische-regelaars (LQR). Ontwerpen vereist modellering, stabiliteitsanalyse en vaak simulatie, rekening houdend met vertragingen en ruis.

Toepassingen komen voor in industriële procescontrole, verwarming en klimaatregeling, voertuiggerelateerde systemen, robotica en gebouwbeheersystemen. Ontwikkelingen richten zich op hogere robuustheid, adaptieve en zelflerende controles, en betere voorspellende modellen.