20.5 : Sistemi di controllo a feedback

I sistemi di controllo a feedback sono classificati in varie categorie in base alla loro progettazione, all’analisi e ai tipi di segnale.

I sistemi a feedback lineare sono modelli teorici che semplificano l'analisi e la progettazione. Questi sistemi operano secondo il principio per cui il loro output è direttamente proporzionale al loro input entro determinati intervalli. Ad esempio, un amplificatore in un sistema di controllo si comporta linearmente finché il segnale di input rimane all’interno di un intervallo specifico. Tuttavia, la maggior parte dei sistemi fisici presenta una non linearità intrinseca dovuta a fattori quali la saturazione dei componenti o l'attrito. La non linearità può essere intenzionalmente incorporata per migliorare le prestazioni; un esempio notevole è il controller on-off nei sistemi missilistici, che sfrutta la non linearità per ottenere tempi di risposta rapidi e una migliore precisione di controllo.

I sistemi tempo-invarianti mantengono parametri costanti nel tempo, garantendo prestazioni costanti. Un esempio è un sistema di controllo motore in cui la resistenza dell'avvolgimento rimane invariata durante il funzionamento. Al contrario, i sistemi variabili nel tempo hanno parametri che cambiano nel tempo, adattandosi a diverse condizioni operative. Un sistema di controllo missilistico guidato ne è un esempio, perché la massa del missile diminuisce a causa del consumo di carburante durante il volo, rendendo necessaria una regolazione continua dei parametri di controllo.

I sistemi di controllo a feedback continuo dei dati usano segnali che sono funzioni di tempo continuo. Questi sistemi possono essere ulteriormente suddivisi in sistemi di controllo CC e CA. I sistemi di controllo CC usano segnali non modulati, mentre i sistemi di controllo CA impiegano dei segnali modulati per ridurre gli effetti del rumore e dei disturbi. I sistemi di controllo a dati discreti, d'altro canto, usano segnali sotto forma di treni di impulsi o codici digitali. Questi sistemi sono particolarmente vantaggiosi negli ambienti rumorosi, questo perché i segnali digitali sono meno sensibili alle interferenze.

Ogni classificazione dei sistemi di controllo a feedback offre vantaggi distinti ed è adatta ad applicazioni specifiche. La comprensione di queste categorie aiuta gli ingegneri a progettare e implementare strategie di controllo efficaci, garantendo prestazioni e affidabilità ottimali in vari domini tecnologici.