säätöjärjestelmällä

Säätöjärjestelmä on laite- tai ohjelmistoryhmä, jonka tehtävänä on vaikuttaa prosessin tai laitteen käyttäytymiseen siten, että sen lopputulos täyttää määritellyt vaatimukset. Tyypillisiä osia ovat mittauslaitteet (anturi), toimilaite (aktuaattori), ohjain sekä itse käsiteltävä prosessi (kasvi).

Säätöjärjestelmät jaetaan usein avoimeen silmukkaan ja suljettuun silmukkaan. Suljetussa silmukassa mitattu arvo palautetaan ohjaimeen, joka muuttaa ohjaussignaalia siten, että tavoitearvo saavutetaan. Avoimessa silmukassa mittausta ei käytetä palautteena, ja säätö perustuu pelkästään syötteeseen.

Säädintyyppien joukossa yleisimpiä ovat PID-ohjaimet, jotka muodostuvat virheen, sen aikaderivaatin ja virheen integraalin lineaarisesta yhdistelmästä. Malleihin perustuvat lähestymistavat käyttävät tilamalleja tai siirtofunktioita ja voivat sisältää menetelmiä kuten LQR tai mallipohjainen MPC.

Suunnittelun keskeisiä tavoitteita ovat vakaus, oikea-aikainen vaste, pienet virheet ja sietokyky muutos- sekä viiveolosuhteissa. Mallinnuksessa käytetään usein differentiaali- tai tilamalleja sekä niiden numeerista tuottamista. Digitaalinen ohjaus mahdollistaa joustavan ja ohjelmallisen ohjauksen.

Sovellusalueet kattavat teollisuusprosessit, tuotantolaitokset, robotiikan, ajoneuvojen ohjauksen sekä rakennusten automaation. Kehityksen trendit painottuvat digitalisaatioon, etäohjaukseen sekä adaptiivisiin ja robustiin säätömenetelmiin.