Teoria sterowania jest działem naukiNauka to usystematyzowana, wielokrotnie rzeczowo weryfikowana i rzetelna wiedza. Terminem tym określa się też zbiór metod poznawczych, którymi posługują się badacze przy zdobywaniu rzetelnej wiedzy. Pojęcie to w języku polskim jest znacznie szersze niż angielskie "science", które obejmuje jedynie nauki przyrodnicze. ...
[click for more] i techniki zajmującym się zachowaniem układów dynamicznych w czasie.

Ten artykuł wymaga dopracowania.

Informacje co należy poprawić, możesz znaleźć na specjalnej stronie i w dyskusji tego artykułu...
[click for more].

W pracy nad artykułem należy korzystać z zaleceń edycyjnychZalecenia edycyjne są zbiorem rozwiązań pewnych problemów i niejasności, które pojawiają się przy pracy nad artykułami. Celem jest zapewnienie poprawności i jednolitości tekstu. Każdy autor Wikipedii powinien się stosować do tych zaleceń. Zalecenia zostały przedyskutowane na stronie roboczej i każde także ogłoszone na liście dyskusyjnej. Zalecenia są tylko zaleceniami, nie jest to regulamin. Każde zalecenie z jakichś ważnych i dobrze umotywowanych względów może zostać zawieszone ...
[click for more]. Po naprawieniu wszystkich błędów można usunąć tę wiadomość.

Możesz także przejrzeć pełną listę stron do dopracowania.

Pożądaną wartość wyjścia układu nazywamy wartością zadaną. Kiedy od jednego lub więcej wyjść układu wymagamy specyficznego zachowania się w czasie, regulatorRegulator - jeden z elementów składających się na obwód regulacji. Zadanie regulatora polega na odpowiednim dobraniu informacji wysyłanej do obiektu regulowanego, tak aby obiekt regulowany zachowywał się w pożądany sposób (wartość zadana). Regulator czerpie informacje o zachowaniu obiektu regulowanego ze sprzężenia zwrotnego....
[click for more] próbuje manipulować wejściem układu tak, aby jego wyjście zachowywało się w pożądany sposób.

Jako przykład posłuży nam sterowanie samochodem, przy czym zależy nam na utrzymaniu stałej jego prędkości. W tym przypadku układem jest samochód, wielkością wyjściową układu - prędkość, wielkością wejściową - przesunięcie pedału gazu, a wartością zadaną - pożądana prędkość.

Najprostszym sposobem na rozwiązanie takiego zadania jest zablokowanie pedału gazu w ustalonej pozycji. Rozwiązanie takie ma jednak podstawową wadę - dobrze sprawdzać się będzie tylko na płaskim terenie. Podczas jazdy pod górę samochód zwolni, a podczas zjeżdżania z góry przyśpieszy.

Taki rodzaj sterowania nazywamy sterowaniem w otwartej pętli (ang. open-loop), ponieważ w układzie nie ma połączenia między wyjściem a wejściem układu. Podstawową wadą takiego rodzaju sterowania jest wpływ dynamiki układu na wartość wyjściową.

Klasyczne sterowanie

Aby uniknąć problemów występujących przy sterowaniu w otwartej pętli, teoria sterowania korzysta z idei sprzężenia zwrotnego (ang. feedback). Wyjście układu y jest porównywane z wartością zadaną r, a różnica tych wielkości, zwana uchybem e jest podana na wejście regulatora C. Dzięki temu regulator posiada informację o aktualnym błędzie sterowania i może tak zmieniać wartość wejściową u obiektu P, aby zmniejszyć uchyb do zera. Co za tym idzie, wielkość wyjściowa układu jest stale utrzymywana możliwie blisko wartości zadanej.

Taki rodzaj sterowania to sterowanie z zamkniętą pętlą sprzężenia zwrotnego.

Prosty układ automatyki ze sprzężeniem zwrotnym

Jeśli założymy, że regulator C i obiekt P są liniowe, statyczne i jednowejściowe oraz jednowyjściowe, możemy dokonać analizy układu przy użyciu transformaty Laplace'a. Uzyskamy wtedy następujące zależności:

Y(s) = P(s)U(s)

U(s) = C(s)E(s)

E(s) = R(s) − Y(s)

Rozwiązując układ równań wyznaczamy zależność Y(s) od R(s), co daje:

Wyrażenie to funkcja przejścia naszego układu.

Jeśli zapewnimy prawdziwość wyrażenia , to z funkcji przejścia mamy: .

Oznacza to, że kontrolujemy wartość wyjściową układu zmieniając po prostu wartość zadaną.

Zobacz też: automatykaAutomatyka jest dziedziną nauki i techniki zajmującą się analizą i modelowaniem matematycznym obiektów i układów różnej natury (np. elektrycznych, mechanicznych, hydraulicznych, pneumatycznych). Stworzony model pozwala na zastosowanie teorii sterowania do stworzenia układu (zwanego regulatorem, sterownikiem, kontrolerem) sterującego danym obiektem lub układem tak, by ten zachowywał się w pożądany sposób....
[click for more], obserwowalność układu, równania stanu, sterowalność układu.