Szabályozasi struktúrák
A szabályozás alapstruktúrája a negatív visszacsatolás. Az irányítandó rendszer kimenőjelét mérjük, majd a mért értéket összehasonlítjuk a kívánt alapjellel. A különbség (hibajel) alapján beavatkozunk a rendszerbe, a szabályozón keresztül módosítjuk beavatkozójelét. A folyamat dinamikája természetesen befolyásolja a szabályozott kimenőjel kívánt értékére való beállásának dinamikáját. Akármilyen hatás következtében lépett is fel hibajel, a negatív visszacsatolás biztosítja, hogy a kimenőjel egy idő után visszaálljon kívánt értékére. A szabályozót úgy kell megtervezni, hogy a szabályozási kör stabilis legyen és megfeleljen a statikus és dinamikus előírásoknak, miközben az előírt korlátoknak is eleget tesz.
Ahhoz, hogy a szabályozás működésbe lépjen, szükséges, hogy legyen hibajel. Ha nagyok a rendszerben a késleltetések, a holtidők, lassú lesz az alapjel követése, a zavarások elhárítása.
Ha a kimenőjelen kívül más jelek is mérhetők (zavarások vagy belső állapotváltozók) ezek a további információk az alap szabályozási struktúra módosításával felhasználhatók a szabályozás működésének javítására. Több elérhető információ alapján körültekintőbb, jobb döntéseket hozhatunk.
Ha a zavarójel mérhető, kiegészíthetjük az alapstruktúrát ún. zavarkompenzációval. Ha a rendszeren, folyamaton belüli belső jelek is mérhetők, kialakíthatunk több egymásba ágyazott, negatív visszacsatoláson alapuló szabályozási kört, ún. kaszkád szabályozást. Ha valamennyi belső változó (állapotváltozó) mérhető, ezek visszacsatolásával ún. állapotvisszacsatolásos szabályozást hozhatunk létre.
A szabályozás tervezésekor figyelembe kell venni az irányítandó rendszer (folyamat) modelljét. A folyamat modelljéhez és a minőségi követelményekhez tervezzük a szabályozót.
Hatásos szabályozási sztruktúra a belső modellen alapuló szabályozás (IMC, Internal Model Control), amely a folyamattal sorbakapcsolt szabályozóval az előrevezető ágban igyekszik biztosítani a lehető legjobb alapjelkövetést, és a zavarelhárítást a folyamat és modelljének különbségéről vett negatív visszacsatolással biztosítja.
A szabályozások tervezésekor célszerű megfontolni, elérhető-e a kimenőjelen kívül más jel is. Ha igen, döntést kell hoznunk a szabályozás struktúrájáról, majd meg kell terveznünk a szabályozót és megadni annak paramétereit.
Általában a szabályozótervezéskor több szempontot, előírást kell egyidejűleg figyelembe venni. Az "optimális" szabályozó általában kompromisszum eredménye.