ابزارها و روش های کنترل مقاوم

ابزارها و روش های کنترل مقاوم:
تاکنون، تکنیک های مختلف و متنوعی برای کنترل مقاوم ارائه شده است. درک مفاهیم این تکنیک ها دشوار و پیاده سازی شان خسته کننده است و در این آموزش نمی گنجد.

توضیحات مفصل این تکنیک ها در مقالات و کتاب ها بر جزئیات ریاضیات آن ها متمرکز است و نه مفهوم کلی شان. در این ادامه، موارد اصلی را بیان می کنیم و به طور خلاصه، مفهوم اصلی پشت هر تکنیک را شرح می دهیم.

درک دقیق یک تکنیک خاص مستلزم مطالعه گسترده است.

کنترل تطبیقی:
یک سیستم کنترل تطبیقی، رؤیت گرهایی را برای هر متغیر حالت مورد نظر در سیستم تشکیل می دهد. این سیستم می تواند هر رؤیت گری را تنظیم کند و پارامترهای مختلف سیستم را که از نظر زمان متغیر هستند در نظر بگیرد.

در یک سیستم تطبیقی، همیشه نقش دوگانه در سیستم کنترل وجود دارد؛ خروجی قرار است ورودی را دنبال کند و همزمان، سیستم باید به تخمین پارامترهای متغیر با زمان سیستم ادامه دهد. این روش گاهی با مشکلاتی از جمله عدم همگرایی پارامترهای سیستم مواجه می شود.

H2و Hinfinit y:
از «نُرم های هنکل» (Hankel Norms) برای سنجش خواص سیستم کنترل استفاده می شود. نرم، انتزاعی از مفهوم طول است.

هر دو روش تکنیک های حوزه فرکانس هستند. کنترلH2 به دنبال محدود کردن بهره توان سیستم است، در حالی که کنترلHinfinity بهره انرژی سیستم را محدود می کند. بهره های توان یا انرژی در سیستم نشانگر عملکرد سیستم در نزدیکی قطب تابع تبدیل است. این موقعیت ها ناپایدار هستند.

تخمین پارامتر:
تکنیک های تخمین پارامتر مرزهایی را در حوزه فرکانس ایجاد می کنند که برای حفظ پایداری نمی توان از آن ها عبور کرد.

این مرزها با استفاده از بردارهای نامعینی ارزیابی می شوند. این تکنیک گرافیکی است و شباهت هایی با روش مکان هندسی ریشه ها دارد. پیشرفت این روش بر اساس ساده سازی محاسباتی در ارزیابی این موضوع است که آیا نامعینی های متعدد باعث می شوند سیستم از مرز پایداری عبور کند یا خیر. این تکنیک ها اطلاعاتی در مورد چگونگی تغییر سیستم برای حساسیت کمتر نسبت به نامعینی ها در اختیار کاربر قرار می دهند.

لیاپانوف:
تنها تکنیک کلی برای ارزیابی سیستم های غیرخطی روش لیاپانوف است. این روش بر پایداری تمرکز دارد. توابع لیاپانوف که مشابه توابع انرژی هستند، رفتار سیستم های واقعی را مدل می کنند. این توابع در طول مسیر سیستم مورد بررسی قرار می گیرند تا ببینیم که مشتق اول اتلاف انرژی است یا خیر.

هرگونه افزایش انرژی بیانگر این است که سیستم در نزدیکی یک قطب کار می کند و بنابراین ناپایدار خواهد بود.

کنترل فازی:
کنترل فازی مبتنی بر ساخت مجموعه های فازی برای توصیف عدم قطعیت ذاتی در همه متغیرها و روشی برای ترکیب این متغیرها به نام منطق فازی است. کنترل فازی در کنترل مقاوم کاربرد دارد، زیرا روشی برای کنترل نامعینی سیستم است.

کنترل فازی یک موضوع بحث برانگیز است. طرفداران آن ادعا می کنند که بدون نیاز به مدل سازی ریاضی پیچیده، می توانند سیستم را کنترل کنند.

مواردی وجود دارد که تعداد زیادی از متغیرها کنترل می شوند که از نظر شهودی واضح است (اما از نظر ریاضی آشکار نیست).یک مثال رایج از کنترل فازی پارک کردن خودرو است.