Un controller adattivo è uno che valuta continuamente le proprie prestazioni nella regolazione dei processi industriali per raggiungere obiettivi specifici e si adatta per raggiungere meglio questi obiettivi. Un esempio potrebbe essere un processo di cottura alimentare commerciale in cui mantenere una temperatura di cottura precisa è essenziale per produrre costantemente un prodotto di alta qualità. La variabilità del prodotto in lavorazione, o dello stesso impianto di lavorazione, vanifica questa coerenza. Tale variabilità può essere prevista o imprevista. I sistemi di controllo adattivo sono stati sviluppati per affrontare uno o entrambi i tipi.
Esistono due gruppi di controllo del setpoint, in cui il setpoint, o il valore operativo desiderato, e la variabile di processo, il valore effettivo, vengono confrontati, ottenendo una decisione di uscita. Il primo è il tradizionale controllo on-off come quello utilizzato nei termostati domestici, dove il riscaldamento è acceso o spento. Il secondo tipo è il controllo del throttling, lo stesso tipo utilizzato per controllare la velocità di un’automobile applicando proporzionalmente più o meno potenza attraverso l’acceleratore. Il controllo proporzionale-integrale-derivato (PID) o a tre modalità è l’algoritmo più comune utilizzato dai controllori di processo per eseguire l’azione di controllo della limitazione. In breve, un controller PID fornisce un intervento immediato, a lungo termine e preventivo per manipolare un attuatore di controllo, come un acceleratore del motore, per rendere la variabile di processo uguale al setpoint desiderato e mantenerlo lì.
Mentre le prime strategie di controllo adattivo sono state sviluppate per i sistemi di pilota automatico dell’aviazione e i primi veicoli spaziali, gli usi più prolifici del controllo adattivo sono stati nel regno del controllo dei processi industriali e nei trasporti. Con l’uso diffuso dei microcomputer, il controllo adattivo ha trovato la sua strada anche nei sistemi orientati al consumatore di tutti i giorni. Il cruise control automobilistico ne è un esempio.
I comandi della velocità di crociera aumentano la strozzatura PID con regolazioni di regolazione del controllo adattivo. Se un guidatore imposta il cruise control per 60 mph (96.5 km/h), il sistema rileva continuamente la velocità effettiva, la confronta con il setpoint di 60 mph (96.5 km/h) e modula l’acceleratore per mantenere la velocità. Questo sistema è progettato per funzionare in modo coerente su un terreno pianeggiante.
Se la stessa automobile trainava un rimorchio, salendo su un pendio ripido o con un forte vento contrario, il modello PID richiederebbe una messa a punto più aggressiva per consentirgli di fornire ancora la stessa reattività relativa alle mutevoli condizioni mantenendo costante la velocità di crociera effettiva. La sezione adattiva del controller rileverà il cambiamento nella reattività e regolerà la regolazione PID in modo aggressivo per mantenere la velocità costante. Questo non è previsto, poiché la regolazione si basa esclusivamente sulla reattività del sistema.
Un controllore adattivo alla variabilità prevista è preprogrammato per modificare la sua sintonizzazione PID con una variabile nota. Ad esempio, questo tipo di controller adattativo potrebbe essere utilizzato in un controllo del riscaldamento su un processo industriale che normalmente e prevedibilmente diventa esotermico in un punto durante la sua esecuzione. I controller adattivi aiutano i sistemi industriali, di trasporto e di consumo a far fronte alla variabilità in tutte le sue forme.