säätötoiminnon

Säätötoiminto on säätöjärjestelmän osa, joka muuntaa mittausvirheen tai kontrollisignaalin korjaavaksi ohjaussignaaliksi. Se voi olla sähköinen, mekaaninen tai ohjelmisto- tai algoritmipohjainen toiminto, ja se voi kuulua sekä suljettu- että avosilmukan järjestelmiin. Yleisesti säätötoiminnon tavoitteena on pitää prosessimuuttuja asetettujen arvojen ympärillä.

Toiminta perustuu virheen, e(t) = y_set - y(t), laskemiseen. Tämän virheen perusteella tuotettu ohjaussignaali u(t) ohjaa aktuointia, jolla vaikutetaan prosessiin. Suljetussa silmukassa säätötoiminto hyödyntää sekä nykyistä virhettä että aikaisempia virheitä ja niiden vaikutuksia, mikä mahdollistaa tarkemman ja stabiilimman ohjauksen.

Tyypillisiä säätötoiminnon muotoja ovat erilaiset säädöt: Proportional (P), joka reagoi suoraan virheeseen; Proportional-Integral (PI), joka huomioi sekä tämänhetkisen virheen että sen kertynyt vaikutus ajan myötä; sekä Proportional-Integral-Derivative (PID), joka yhdistää kaikki kolme suhdetta sekä nopeuden että kiihtyvyyden kaltaisia reaktioita varten. Lisäksi on-off-säätö ja muut heuristiset sekä asetusarvot huomioivat säädöt. Säätötoiminto voidaan toteuttaa sekä perinteisinä analogisina toimintoina että digitaalisina algoritmeina.

Sovelluskohteita ovat prosessiteollisuus, lämmitys ja jäähdytys, paine- ja virtausjärjestelmät sekä robotiikka ja ajoneuvojen ohjaus. Suunnittelussa keskeisiä ovat oikeat säädöparametrit, järjestelmän vakaus, vasteaika sekä virhe- ja viiveen hallinta.