lägeskontroll

Lägeskontroll är inom teknik och automation en reglerprincip som syftar till att upprätthålla eller uppnå en önskad position och/eller orientering i rummet. Begreppet används inom flera discipliner, bland annat robotik, flyg- och rymdteknik samt fordonsstabilisering. Ibland används termen lägesreglering eller posekontroll som synonymer.

Principen bygger på en återkopplingsslinga: sensorer mäter aktuellt läge och orientering, en styralgoritm beräknar fel mellan önskat och uppmätt läge och skickar styrsignaler till aktorer som påverkar systemets läge. Vanliga sensorer inkluderar positionerencodrar, GPS, inertialsensorer (IMU) och magnetometrar; aktorer kan vara motorer, hydrauliska eller pneumatiska cylindrar, eller flyttbara thrusters. I praktiken kan lägeskontroll vara uppdelad i positionkontroll (x, y, z) och attitydkontroll (vinklar som roll, pitch, yaw).

Styrningen kan vara enkel PID-reglering för varje axel eller mer avancerade metoder som state-space-reglering och Kalman-filter för att hantera brus och osäkerheter. Designen tar hänsyn till systemets dynamik, störningar och begränsningar i aktorerna.

Användningar inkluderar industrirobotar som exakt positionerar verktyg, mobila robotar som håller en bestämd position, drönare och flygplan som baserar sig på lägeskontroll för stabil hover och precisa landningar, samt satelliter och rymdfarkoster som upprätthåller sina attityder. Inom fordonssektorn används också elektroniska system för stabilisering och kursreglering som delar av lägeskontrollen.

Utmaningar inkluderar sensorfel, tidsfördröjningar, icke-linjäritet och modellfel samt begränsningar i aktorerna. Forskning fokuserar kommunicerat på ökad robusthet, bättre datafusion och lärandebaserade metoder för att förbättra prestanda.