Что такое адаптивный контроллер?

Адаптивный контроллер - это тот, который постоянно оценивает свои собственные показатели в регулировании производственных процессов для достижения конкретных целей и настраивается для лучшего достижения этих целей. Примером может служить коммерческий процесс приготовления пищи, в котором поддержание точной температуры приготовления имеет важное значение для постоянного производства высококачественного продукта. Изменчивость обрабатываемого продукта или самого перерабатывающего завода нарушает эту последовательность. Такая изменчивость может быть как прогнозируемой, так и непредсказуемой. Адаптивные системы управления были разработаны для работы с одним или обоими типами.

Существует две группы управления заданными значениями, где сравниваются заданное значение или требуемое рабочее значение и переменная процесса, фактическое значение, что дает решение о выходе. Первый - это традиционное управление включением / выключением, например, используемое в домашних термостатах, где нагрев включается или выключается. Второй тип - управление дросселированием, тот же тип, который используется для управления скоростью автомобиля путем пропорционального приложения большей или меньшей мощности через ускоритель. Пропорционально-интегрально-производное (PID) или трехрежимное управление является наиболее распространенным алгоритмом, используемым контроллерами процессов для выполнения управляющего действия регулирования. Вкратце, ПИД-регулятор обеспечивает немедленное, долгосрочное и упреждающее вмешательство для управления исполнительным механизмом, таким как дроссель двигателя, чтобы сделать переменную процесса равной желаемой уставке и сохранить ее там.

В то время как первые стратегии адаптивных контроллеров были разработаны для систем авиационного автопилота и ранних космических аппаратов, наиболее широкое применение адаптивного управления имело место в сфере управления производственными процессами и на транспорте. Благодаря широкому использованию микрокомпьютеров, адаптивное управление также нашло свое отражение в повседневных системах, ориентированных на потребителя. Автомобильный круиз-контроль является одним из примеров этого.

Круиз-контроль усиливает регулирование ПИД регуляторами с помощью адаптивных настроек. Если водитель устанавливает круиз-контроль на 60 миль / ч (96,5 км / ч), система постоянно определяет фактическую скорость, сравнивает ее с уставкой 60 миль / ч (96,5 км / ч) и модулирует ускоритель для поддержания скорости. Эта система предназначена для последовательной работы на ровной поверхности.

Если бы один и тот же автомобиль буксировал прицеп, поднимался по крутому склону или находился под сильным встречным ветром, модель ПИД-регулятора потребовала бы более агрессивной настройки, чтобы позволить ей по-прежнему обеспечивать такую ​​же относительную чувствительность к изменяющимся условиям, сохраняя фактическую круизную скорость постоянной. Адаптивная секция контроллера будет воспринимать изменение чувствительности и агрессивно настраивать ПИД-регулятор для поддержания постоянной скорости. Это непредсказуемо, поскольку корректировка основана исключительно на быстродействии системы.

Адаптивный контроллер с прогнозируемой изменчивостью предварительно запрограммирован для изменения его настройки ПИД с известной переменной. Например, этот тип адаптивного контроллера может использоваться при управлении нагревом в промышленном процессе, который обычно и предсказуемо становится экзотермическим в какой-то момент во время его работы. Адаптивные контроллеры помогают промышленным, транспортным и потребительским системам справляться с изменчивостью во всех ее формах.