Che cos'è un controller adattivo?
Un controller adattivo è uno che valuta continuamente le proprie prestazioni nella regolazione dei processi industriali per raggiungere obiettivi specifici e si adatta per raggiungere meglio questi obiettivi. Un esempio potrebbe essere un processo commerciale di cottura degli alimenti in cui il mantenimento di una temperatura di cottura precisa è essenziale per la produzione costante di un prodotto di alta qualità. La variabilità del prodotto in lavorazione o nello stesso impianto di lavorazione vanifica questa coerenza. Tale variabilità può essere prevista o non prevista. Sono stati sviluppati sistemi di controllo adattivo per gestire uno o entrambi i tipi.
Esistono due raggruppamenti di controllo del setpoint, in cui vengono confrontati il setpoint o il valore operativo desiderato e la variabile di processo, il valore effettivo, dando una decisione di output. Il primo è il tradizionale controllo on-off come quello utilizzato nei termostati domestici, in cui il calore è acceso o spento. Il secondo tipo è il controllo della limitazione, lo stesso tipo utilizzato per controllare la velocità di un'automobile applicando proporzionalmente più o meno potenza attraverso l'acceleratore. Il controllo proporzionale integrale derivato (PID) o tre modalità è l'algoritmo più comune utilizzato dai controller di processo per eseguire l'azione di controllo della limitazione. In breve, un controller PID fornisce un intervento immediato, a lungo termine e anticipato per manipolare un attuatore di controllo, come una valvola a farfalla del motore, per rendere la variabile di processo uguale al setpoint desiderato e mantenerlo lì.
Mentre le prime strategie di controllo adattativo sono state sviluppate per i sistemi di pilota automatico dell'aviazione e per i primi veicoli spaziali, gli usi più prolifici del controllo adattativo sono stati nel regno del controllo dei processi industriali e nei trasporti. Con l'uso diffuso di microcomputer, anche il controllo adattativo ha trovato la sua strada nei sistemi orientati al consumatore quotidiano. Il controllo automatico della velocità automobilistico ne è un esempio.
I controlli della velocità di crociera aumentano la limitazione del PID con regolazioni di regolazione adattiva del controllo. Se un conducente imposta il controllo della velocità di crociera per 60 mph (96,5 km / h), il sistema rileva continuamente la velocità effettiva, la confronta con il setpoint di 60 mph (96,5 km / h) e modula l'acceleratore per mantenere la velocità. Questo sistema è progettato per funzionare costantemente su terreno pianeggiante.
Se la stessa automobile stava rimorchiando un rimorchio, salendo una forte pendenza o in una forte bolina, il modello PID richiederebbe una messa a punto più aggressiva per consentirle di fornire sempre la stessa reattività relativa alle mutevoli condizioni mantenendo costante la velocità di crociera effettiva. La sezione adattiva del controller rileverà il cambiamento nella reattività e regolerà la regolazione PID in modo aggressivo per mantenere costante la velocità. Ciò non è previsto, poiché l'adeguamento si basa esclusivamente sulla reattività del sistema.
Un controller adattivo di variabilità previsto è preprogrammato per modificare la sua regolazione PID con una variabile nota. Ad esempio, questo tipo di controller adattivo potrebbe essere utilizzato in un controllo del riscaldamento su un processo industriale che normalmente e prevedibilmente diventa esotermico in un punto durante il suo ciclo. I controller adattivi aiutano i sistemi industriali, di trasporto e di consumo a far fronte alla variabilità in tutte le sue forme.