Bộ điều khiển (Lý thuyết điều khiển tự động)
Các loại bộ điều khiển

Hầu hết các hệ thống điều khiển van trong quá khứ được thực hiện bằng cách sử dụng các hệ thống cơ khí hoặc bán dẫn. Khí nén được thường xuyên cài đặt cho việc truyền thông tin và điều khiển sử dụng áp lực. Tuy nhiên, các hệ thống điều khiển hiện đại nhất trong công nghiệp hiện nay lại dựa vào máy tính để điều khiển. Rõ ràng sẽ dễ dàng hơn để thực hiện các thuật toán điều khiển phức tạp trên máy tính hơn là sử dụng hệ thống cơ khí.
Có vài loại đơn giản của bộ điều khiển hồi tiếp. Loại đơn giản nhất, giống như bộ điều nhiệt chỉ việc bật bộ gia nhiệt lên khi nhiệt độ xuống dưới giá trị cho trước và tắt nếu nó vướt quá giá trị đó (điều khiển on-off).
Một loại bộ điều khiển đơn giản khác là một bộ điều khiển tỉ lệ. Với bộ điều loại này, đầu ra bộ điều khiển (tác động điều khiển) tỉ lệ với sai số của biến đo lường.
Trong điều khiển phản hồi, sai số được định nghĩa là hiệu số giữa giá trị mong muốn (điểm đặt)  y_{s} và giá trị hiện tại (đo lường)  y. Nếu sai số lớn, thì tác động điều khiển lớn. Ta có:
Trong đó
Điều quan trọng là tác động điều khiển  u chống lại các thay đổi trong biến điều khiển  y (phản hồi âm). Có hai trường hợp phụ thuộc vào tín hiệu của độ lơi quá trình.
Trường hợp thứ nhất, độ lợi quá trình là dương, vì vậy việc tăng biến điều khiển (đo lường)  y yêu cầu cần giảm tác động điều khiển  u (điều khiển ngược hướng tác động). Trong trường hợp này, độ lợi bộ điều khiển  K_{c} là dương, bởi vì định nghĩa tiêu chuẩn của sai số đã bao gồm một dấu '–' trong  y.
Trong trường hợp thứ hai độ lợi quá trình là âm, vì ứng với biến điều khiển tăng một đơn vị (đo lường)  y thì yêu cầu tác đọng điều khiển cũng tăng một đơn vị  u (điều khiển theo hướng tác động). Trong trường hợp này độ lợi bộ điều khiển   K_{c} là âm.
Một ví dụ điển hình của hệ thống ngược hướng tác động là điều khiển nhiệt độ ( y) bằng cách sử dụng hơi nước ( u). Trong trường hợp này độ lợi quá trình là dương, vì vậy nếu nhiệt độ tăng, lưu lượng hơi nước phải được tăng để duy trì nhiệt độ mong muốn. Ngược lại, một ví dụ điển hình của hệ thống theo hướng tác động là điều khiển nhiệt độ sử dụng nước làm mát. Trong trường hợp này độ lợi quá trình là âm, vì vậy nếu nhiệt độ tăng, lưu lượng nước làm mát phải được tăng để duy trì nhiệt độ mong muốn.
Mặc dù điều khiển tỉ lệ rất dễ hiểu, nó lại có nhiều hạn chế. Vấn đề lớn nhất là trong hầu hết các hệ thống nó sẽ không bao giờ khử bỏ hết được sai số. Điều này là bởi vì khi sai số là 0, bộ điều khiển chỉ cung cấp các tác động điều khiển trạng thái ổn định vì vậy hệ thống sẽ xác lập trở lại trạng thái ổn định ban đầu (nó có lẽ không phải là điểm đặt mới mà chúng ta muốn hệ thống đạt được). Để hệ thống làm việc gần trạng thái ổn định mới, độ lợi bộ điều khiển, Kc, phải rất lớn để bộ điều khiển tạo ra đầu ra theo yêu cầu khi chỉ có một sai số rất nhỏ xuất hiện. Độ lợi lớn có thể dẫn đến hệ thống mất ổn định hoặc có thể làm phần cứng không thể thực hiện được giống như van lớn vô tận vậy.
Cùng với điều khiển tỉ lệ là điều khiển tỉ lệ-tích phân (PI) và điều khiển vi tích phân tỉ lệ (PID). Điều khiển PID được sử dụng phổ biến để thực hiện điều khiển vòng lặp.
điều khiển vòng hở có thể được sử dụng trong các hệ thống được mô tả rõ ràng để tiên đoán được đầu ra nào sẽ cần thiết để đạt được trạng thái mong muốn. Ví dụ, vận tốc quay của một động cơ điện có thể được mô tả đủ tốt cho việc cung cấp điện áp làm cho việc điều khiển phản hồi là không cần thiết.
Hạn chế của điều khiển vòng hở là yêu cầu kiến thức về hệ thống phải rất hoàn hảo (tức là nó phải biết chính xác đầu vào là gì để đạt được đầu ra mong muốn), và phải giả thiết rằng không có bất kỳ nhiễu nào trong hệ thống.