3.8  Adaptivní regulace

Regulace je kvalitní pouze tehdy, když je regulátor vhodným nastavením svých parametrů přizpůsoben vlastnostem regulované soustavy. V praxi se však mohou (a je tomu tak dost často) vlastnosti soustavy během provozu měnit, např. prostup tepla se zhoršuje narůstáním inkrustace. Bylo by proto třeba měnit odpovídajícím způsobem i nastavení parametrů regulátoru, což je záležitost dost komplikovaná. Vhodným řešením je tzv. adaptivní regulační algoritmus, který automaticky vyhodnocuje průběh regulačního pochodu a podle toho upravuje hodnoty parametrů regulace. Adaptivních regulátorů byla navržena celá řada. Jsou vesměs číslicové a většina z nich má blokovou strukturu odpovídající obr. 3.33.  Žlutě podbarvené bloky představují normální regulátor PID bez interakce. Adaptační funkci zajišťují bloky podbarvené modře

Ústřední člen má běžné vlastnosti P, I, D a nastavitelné parametry k₁, k₂, k₃ , tj. zesílení, integrační a derivační konstantu. Dalšími parametry algoritmu jsou perioda vzorkování (T_S) a perioda adaptace (T_A). Adaptace je založena na průběžném sledování regulačního pochodu pomocí vhodného kritéria. Po uplynutí periody adaptace se spustí adaptační algoritmus, který vypočtenou hodnotu (F) tohoto kritéria porovná s hodnotou požadovanou (F_w) a podle výsledku porovnání adaptační algoritmus upraví hodnoty konstant k₁, k₂, k₃. 

Adaptační algoritmy jsou založeny na různých principech odvozených na základě teoretických úvah i empirických poznatků. Existují i algoritmy, které přizpůsobují regulátor soustavě tím, že namísto konstant ústředního členu mění hodnotu periody vzorkování T_S. Pro výpočet kritéria kvality regulace se používají různé postupy od běžných (např. regulační plocha) až po speciální, které si výrobci adaptivních regulátorů vyvinuli pro svou potřebu a často je tají. Totéž se týká algoritmů úpravy hodnot parametrů regulátoru. 

Do problematiky adaptace patří již zmíněné automatické nastavování parametrů regulátoru (autotuning). Rozdíl je pouze v tom, že adaptace neprobíhá pravidelně s určenou periodou, ale provede se jednorázově vyvoláním příslušné funkce z ovládacího panelu regulátoru. I zde se používají různé algoritmy vycházející většinou z vyhodnocení odezvy na definovanou změnu akční veličiny, kterou regulátor vyšle do procesu.