Relay feedback and multivariable control

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Återkoppling är en fundamental princip inom reglertekniken. Genom att mäta vissa variabler kan andra påverkas så att ett system uppför sig på önskat vis. Denna doktorsavhandling behandlar två typer av återkoppling: reläåterkoppling och flervariabel återkoppling. Reläåterkoppling är den enklaste formen av återkoppling. Endast tecknet på en uppmätt variabel återkopplas: +1 om mätvariabeln är positiv och -1 om den är negativ. Detta kallas ofta för på-av-reglering och är mycket vanligt, till exempel i termostater. I avhandlingen beskrivs nya intressanta fenomen som kan erhållas i reläåterkopplade system. Ett exempel illustreras av kurvan på avhandlingens framsida. Fenomenen analyseras matematiskt och kriterier bestäms för när de kan dyka upp. I många system används flervariabel återkoppling, dvs flera variabler mäts och regleras samtidigt. En vanlig dusch är ett exempel på ett sådant system: flödet och temperaturen regleras samtidigt med hjälp av varm- och kallvattenkranen. Det är betydligt svårare och dyrare att konstruera och underhålla flervariabla reglersystem. Det är därför viktigt att kunna avgöra om en flervariabel regulator verkligen är nödvändig. Detta diskuteras i avhandlingen och ett resultat som talar om när flervariabla regulatorer är överflödiga ges. Dessutom beskrivs en ny laborationsprocess, som har tagits fram för att illustrera detta och andra resultat. Processen består av fyra sammankopplade vattentankar, som trots sin enkelhet kan visa flera intressanta egenskaper hos flervariabla reglersystem. Sist i avhandlingen beskrivs hur reläåterkoppling kan användas för att ställa in flervariabla regulatorer. Genom att koppla in ett relä på ett speciellt ställe i ett existerande reglersystem och studera svaret från experimentet, kan en enkel modell för systemet bestämmas. Modellen kan sedan användas för att förbättra inställningen hos den flervariabla regulatorn och på så sätt höja prestanda hos systemet.