Ce este un controler adaptiv?

Un controler adaptiv este unul care își evaluează continuu propria performanță în reglementarea proceselor industriale pentru a atinge obiective specifice și se adaptează pentru a atinge mai bine aceste obiective. Un exemplu ar fi un proces comercial de gătire a alimentelor în care menținerea unei temperaturi precise de gătit este esențială pentru a produce în mod constant un produs de înaltă calitate. Variabilitatea produsului care este prelucrat sau în instalația de procesare în sine, zădărnicește această consistență. O astfel de variabilitate poate fi fie prezisă, fie neprevăzută. Au fost dezvoltate sisteme de control adaptiv pentru a face față unuia sau ambelor tipuri.

Există două grupări de control al punctului de referință, în care valoarea de referință sau valoarea de funcționare dorită și variabila de proces, valoarea reală, sunt comparate, producând o decizie de ieșire. Primul este controlul tradițional de pornire și oprire, cum ar fi cel utilizat în termostatele de acasă, unde căldura este fie pornită, fie oprită. Al doilea tip este controlul accelerației, același tip folosit pentru a controla viteza unui automobil prin aplicarea proporțională a puterii mai mult sau mai puțin prin accelerație. Controlul Proporțional-Integral-Derivat (PID) sau în trei moduri este cel mai comun algoritm utilizat de controlorii de proces pentru a executa acțiunea de control de throttling. Pe scurt, un controler PID oferă intervenție imediată, pe termen lung și anticipativă pentru a manipula un actuator de control, cum ar fi o clapetă de accelerație a motorului, pentru a face ca variabila de proces să fie egală cu valoarea de referință dorită și pentru a o menține acolo.

În timp ce primele strategii de control adaptiv au fost dezvoltate pentru sistemele de pilot automat al aviației și vehiculele spațiale timpurii, cele mai prolifice utilizări ale controlului adaptiv au fost în domeniul controlului proceselor industriale și în transport. Odată cu utilizarea pe scară largă a microcalculatoarelor, controlul adaptiv și-a găsit drumul în sistemele de zi cu zi orientate spre consumator. Controlul vitezei de croazieră pentru automobile este un exemplu în acest sens.

Comenzile de croazieră măresc accelerarea PID cu ajustări adaptive ale reglajului controlului. Dacă un șofer setează controlul de croazieră la 60 mph (96.5 km/h), sistemul detectează continuu viteza reală, o compară cu valoarea de referință de 60 mph (96.5 km/h) și modulează accelerația pentru a menține viteza. Acest sistem este conceput pentru a funcționa constant pe teren plan.

Dacă același automobil ar remorca o remorcă, ar urca o pantă abruptă sau într-un vânt în contra, modelul PID ar necesita o reglare mai agresivă pentru a-i permite să ofere în continuare aceeași reacție relativă la condițiile în schimbare, menținând constantă viteza de croazieră reală. Secțiunea adaptivă a controlerului ar simți schimbarea capacității de răspuns și ar ajusta reglarea PID în mod agresiv pentru a menține viteza constantă. Acest lucru este neprevăzut, deoarece ajustarea se bazează exclusiv pe capacitatea de răspuns a sistemului.

Un controler adaptiv de variabilitate prezisă este preprogramat pentru a-și schimba reglarea PID cu o variabilă cunoscută. De exemplu, acest tip de controler adaptiv ar putea fi utilizat într-un control al încălzirii într-un proces industrial care în mod normal și previzibil devine exotermic la un moment dat în timpul rulării sale. Controlerele adaptive ajută sistemele industriale, de transport și de consum să facă față variabilității în toate formele ei.