kontrollsüsteemides

Kontrollsüsteemid on süsteemid, mis juhivad ja reguleerivad protsesse, et saavutada määratletud sihttulemused. Tavaliselt koosneb kontrollsüsteem protsessist (plant), mõõtmis- ja tagasisideanduritest, toimevahenditest (aktuatorid) ning kontrollijast (kontroller). Eesmärk on vähendada kõrvalekaldeid ning parandada jõudlust, stabiilsust ja ohutust.

Komponentsused on protsess/plant, mida kontrollitakse; sensorid, mis mõõdavad väljundeid või sisendeid; ja aktuatorid, mis teevad füüsilised muutused. Kontroller kogub mõõtmistest tulenenud infot ja genereerib käsud, mis juhatavad aktuaatoritele vastavalt sihttasemetele.

Kontrollsüsteeme liigitatakse tavaliselt avatud ahela ja suletud ahela kontrolli järgi. Avatud ahelisüsteemidel puudub tagasiside ja toimimine sõltub eelnevalt määratud sisendist. Suletud ahel (tagasiside) kasutab mõõdetud väljundit ning korrigeerib edasist käitumist, mis parandab stabiilsust ja täpsust. Lisaks eristatakse lineaarseid ja mittelineaarseid süsteeme ning analoog- ja digitaalseid kontrolleri lahendusi. Olulised kontrolli tüübid on PID-kontroller (proportsionaalne, integreeriv, diferentsiaalne) ning kaasaegsemad meetodid nagu prognoosiv kontroll (MPC).

Disain ja analüüs keskenduvad stabiilsusele, jõudlusele ja robustsusele. Hindamisel mõõdetakse üleminekuaeg, tõusuaeg, ületus ja püsiv viga. Stabiilsus ja jõudlus kontrollitakse klassikaliste meetodite abil, näiteks root locus, Nyquist- ja Bode-analüüs ning simulatsioonipõhiste tööriistadega.

Rakendused hõlmavad tööstusautomaatikat, energia- ja transpordisektorit ning laiemalt lennundust, meditsiini ja robootikat. Kontrollsüsteemide arenduses ühendatakse mehhaanilised, elektrilised ja tarkvaralised komponendid reaalaajas toimimiseks, ohutuse ja usaldusväärsuse tagamiseks.