Hystereze

Hystereze je v kontextu regulační techniky záměrně nastavený rozdíl mezi hodnotou, při které regulátor zapne výstup, a hodnotou, při které výstup vypne. Tento rozdíl zabraňuje rychlému a nežádoucímu kmitání (cyklování) výstupu v okolí požadované hodnoty, které by způsobovalo nadměrné opotřebení spínaných zařízení a nestabilitu regulovaného procesu.

Princip hystereze lze nejlépe vysvětlit na příkladu dvoustavové (ON/OFF) regulace teploty. Představme si, že požadovaná teplota je 50 °C a hystereze je nastavena na 2 °C. Regulátor zapne topení, když teplota klesne pod 49 °C (požadovaná hodnota minus polovina hystereze), a vypne topení, když teplota dosáhne 51 °C (požadovaná hodnota plus polovina hystereze). Bez hystereze by regulátor neustále zapínal a vypínal topení v těsném okolí 50 °C, což by vedlo k extrémně krátkým spínacím cyklům v řádu sekund, rychlému opotřebení stykače nebo relé a nestabilní regulaci.

Velikost hystereze je vždy kompromisem mezi stabilitou regulace a přesností udržování požadované hodnoty. Velká hystereze zajistí dlouhé a stabilní spínací cykly, ale měřená veličina bude kolísat ve větším rozsahu kolem požadované hodnoty. Malá hystereze zajistí přesnější udržování hodnoty, ale spínací cykly budou kratší a častější. Optimální hodnota hystereze závisí na setrvačnosti regulovaného systému, typu spínaného akčního členu a požadavcích na přesnost.

U PID regulátorů se hystereze uplatňuje v případě, kdy výstup regulátoru ovládá dvoustavový akční člen (relé, stykač). U regulátorů se spojitým výstupem (4 až 20 mA, 0 až 10 V, PWM) se hystereze nepoužívá, protože výkon je regulován plynule. Hystereze se také uplatňuje u monitorovacích a ochranných relé, kde definuje rozdíl mezi hodnotou aktivace alarmu a hodnotou jeho deaktivace, čímž zabraňuje kmitání alarmového výstupu.