onoffsäätötoiminnan

On-off-säätötoiminta tarkoittaa yksinkertaista säätömenetelmää, jossa ohjauslaitteen ulostulo voi olla vain kaksi tilaa: päällä tai pois. Säädön toteutuksessa käytetään kahden kynnysarvon rakennetta: yläkynnystä ja alikynnystä. Kun mitta-arvo y(t) ylittää yläkynnyn, ohjaus kytkeytyy päälle. Kun arvo laskee alikynnyksen alle, ohjaus kytkeytyy pois. Väliin jäävä hysteresis-alue estää nopean kiertymisen ja vähentää turhia kytkentöjä.

Toimintaperiaate perustuu binary-tilaan: ulostulo u(t) ∈ {0,1}. Yleensä päälle-kytkintä käytetään, kun y(t) ≥ y_upper, ja pois-kytkintä, kun y(t) ≤ y_lower. Väliin jäävä alue pitää nykyisen tilan, jolloin vältetään jatkuvaa signaalin vaihtelua. Tämän seurauksena järjestelmä käyttäytyy kuin bang-bang- tai releohjauksena, jonka dynaaminen vaste riippuu prosessin reaktiosta.

Ominaisuudet: On-off-säätö on edullinen ja helppo toteuttaa, eikä vaadi monimutkaisia säätöalgoritmeja. Sen etuja ovat yksinkertaisuus, luotettavuus ja vähäinen säätöalueen vaatimus. Haittoja ovat epätarkka ohjaus, suuret kiertokierrokset, kuluminen ja kohinan sekä viiveiden vaikutus. Se voi aiheuttaa suuria energiakustannuksia, jos prosessi pitää pitää päällä pitkään.

Sovelluksia ovat mm. termostaatit ja lämmitys-/jäähdytysjärjestelmät, kotitalouslaitteet sekä yksinkertaiset moottorikäytöt ja suojalaitteet, joissa tarvitaan nopeaa ja lujaa reagointia ilman tarkkaa säätöä.

Suunnittelussa keskitytään ylä- ja alikynnyksen valintaan sekä hysteresis-välin pituuteen siten, että se vastaa prosessin dynamiikkaa, kohinaa ja mahdollisia viiveitä, jotta kytkennät eivät tapahdu liikaa, mutta asetetun tilan pito säilyy riittävän hyvin.