Kas ir adaptīvais kontrolieris?

Ir divas uzdotās vērtības vadības grupas, kurās tiek salīdzināta uzdotā vērtība jeb vēlamā darbības vērtība un procesa mainīgais, faktiskā vērtība, iegūstot izejas lēmumu. Pirmā ir tradicionālā ieslēgšanas-izslēgšanas vadība, piemēram, tā, ko izmanto mājas termostatos, kur siltums ir ieslēgts vai izslēgts. Otrs veids ir droseles vadība, tas pats veids, ko izmanto, lai kontrolētu automašīnas ātrumu, proporcionāli pieliekot lielāku vai mazāku jaudu caur akseleratoru. Proporcionālā integrālā atvasinājuma (PID) jeb trīs režīmu vadība ir visizplatītākais algoritms, ko procesa kontrolleri izmanto, lai izpildītu droseles vadības darbību. Īsumā, PID regulators nodrošina tūlītēju, ilgtermiņa un paredzamu iejaukšanos, lai manipulētu ar vadības pievadu, piemēram, dzinēja droseļvārstu, lai procesa mainīgais būtu vienāds ar vēlamo uzdoto vērtību un saglabātu to tur.

Lai gan pirmās adaptīvās vadības stratēģijas tika izstrādātas aviācijas autopilotu sistēmām un agrīnajiem kosmosa transportlīdzekļiem, adaptīvās vadības visproduktīvākā izmantošana ir bijusi rūpniecisko procesu vadības jomā un transportā. Plaši izmantojot mikrodatorus, adaptīvā vadība ir nonākusi arī ikdienas uz patērētājiem orientētās sistēmās. Automobiļu kruīza kontrole ir viens no piemēriem.

Kruīza kontrole pastiprina PID droseles ar adaptīvām vadības regulēšanas korekcijām. Ja vadītājs iestata kruīza kontroli uz 96,6 km stundā (96.5 km/h), sistēma nepārtraukti uztver faktisko ātrumu, salīdzina to ar 96,6 km stundā (96.5 kmph) iestatīto vērtību un modulē akseleratoru, lai uzturētu ātrumu. Šī sistēma ir paredzēta pastāvīgai darbībai uz līdzenas virsmas.

Ja viena un tā pati automašīna vilktu piekabi, brauktu pa stāvu slīpumu vai spēcīgā pretvējā, PID modelim būtu nepieciešama agresīvāka regulēšana, lai tas joprojām nodrošinātu tādu pašu relatīvo reakciju uz mainīgajiem apstākļiem, vienlaikus saglabājot nemainīgu faktisko kruīza ātrumu. Regulatora adaptīvā sadaļa uztvers reakcijas izmaiņas un agresīvi pielāgotu PID regulēšanu, lai ātrums būtu nemainīgs. Tas nav paredzams, jo korekcija ir balstīta tikai uz sistēmas reaģētspēju.

Paredzamā mainīguma adaptīvais kontrolieris ir iepriekš ieprogrammēts, lai mainītu tā PID regulēšanu ar zināmu mainīgo. Piemēram, šāda veida adaptīvo kontrolieri varētu izmantot apkures regulēšanai rūpnieciskā procesā, kas parasti un paredzami kļūst eksotermisks darbības laikā. Adaptīvie kontrolieri palīdz rūpniecības, transporta un patērētāju sistēmām tikt galā ar visu veidu mainīgumu.