O que é um controlador adaptável?
Um controlador adaptativo é aquele que avalia continuamente seu próprio desempenho na regulação de processos industriais para atingir objetivos específicos e se ajusta para melhor atingir esses objetivos. Um exemplo seria um processo comercial de cozimento de alimentos, onde a manutenção de uma temperatura de cozimento precisa é essencial para a produção consistente de um produto de alta qualidade. A variabilidade no produto que está sendo processado ou na própria planta de processamento frustra essa consistência. Essa variabilidade pode ser prevista ou imprevisível. Sistemas de controle adaptativos foram desenvolvidos para lidar com um ou ambos os tipos.
Existem dois agrupamentos de controle de ponto de ajuste, em que o ponto de ajuste, ou o valor operacional desejado, e a variável de processo, o valor real, são comparados, produzindo uma decisão de saída. O primeiro é o controle on-off tradicional, como o usado em termostatos domésticos, onde o calor é ligado ou desligado. O segundo tipo é o controle de estrangulamento, o mesmo tipo usado para controlar a velocidade de um automóvel, aplicando proporcionalmente mais ou menos energia através do acelerador. O controle proporcional-integral-derivado (PID) ou de três modos é o algoritmo mais comum usado pelos controladores de processo para executar a ação de controle de limitação. Resumidamente, um controlador PID fornece intervenção imediata, a longo prazo e antecipada para manipular um atuador de controle, como um acelerador de motor, para tornar a variável do processo igual ao ponto de ajuste desejado e mantê-lo lá.
Embora as primeiras estratégias de controle adaptativo tenham sido desenvolvidas para sistemas de piloto automático da aviação e veículos espaciais, os usos mais prolíficos do controle adaptativo foram no domínio do controle de processos industriais e no transporte. Com o amplo uso de microcomputadores, o controle adaptativo também chegou aos sistemas cotidianos orientados ao consumidor. O controle de cruzeiro automotivo é um exemplo disso.
Os controles de cruzeiro aumentam a aceleração do PID com ajustes adaptativos do ajuste do controle. Se um motorista define o controle de cruzeiro para 96,5 km / h, o sistema detecta continuamente a velocidade real, compara-o com o ponto de ajuste de 96,5 km / h e modula o acelerador para manter a velocidade. Este sistema foi projetado para funcionar de forma consistente em terreno plano.
Se o mesmo automóvel estivesse rebocando um reboque, subindo uma ladeira íngreme ou entrando em um vento forte, o modelo PID exigiria um ajuste mais agressivo para permitir ainda fornecer a mesma capacidade de resposta relativa às mudanças de condições, mantendo a velocidade real de cruzeiro constante. A seção adaptativa do controlador detectaria a alteração na capacidade de resposta e ajustaria o ajuste do PID agressivamente para manter a velocidade consistente. Isso é imprevisível, pois o ajuste é puramente baseado na capacidade de resposta do sistema.
Um controlador adaptativo de variabilidade prevista é pré-programado para alterar seu ajuste PID com uma variável conhecida. Por exemplo, esse tipo de controlador adaptativo pode ser usado em um controle de aquecimento em um processo industrial que normalmente e previsivelmente fica exotérmico em um ponto durante sua execução. Controladores adaptáveis ajudam os sistemas industriais, de transporte e de consumo a lidar com a variabilidade em todas as suas formas.