Nowoczesna metoda nauczania kontroli

tło

Kiedy wziąłem moją pierwszą klasę sterowania (2006 r., Jak nauczał profesor kosmiczny dla mieszanki studentów ME i EE), w zasadzie wszystko zostało wykonane w transformacji Laplace'a, funkcjach przenoszenia itp.

Niedawno (2012) wziąłem klasę kontroli na poziomie absolwenta w innej szkole i była to prawie cała przestrzeń państwowa. Naprawdę było to kilka abstrakcyjnych dowodów algebry liniowej, które miały związek z obserwowalnością i sterowalnością. Wyliczyłem różnicę w tym, że to dla studentów, którzy pracowaliby nad bardziej teoretyczną klasą problemów (prawie nie wspomniałem o powiązaniu tego z żadnym rzeczywistym systemem).

Teraz, od rozmowy z studentami w tej samej szkole, rozumiem, że przestrzeń państwowa jest obecnie sposobem nauczania teorii kontroli. Metody Laplace'a są krótko omówione, ale szybko odrzucone jako przestarzałe.

Pracuję przy spalaniu i nie mam pojęcia, co się dzieje.

pytania

• Czy jest to dokładne wskazanie sposobu, w jaki nauczanie kontroli jest obecnie prowadzone?
• Tak czy inaczej, czy pasuje to do stanu / przewidywalnej przyszłości kontroli?

Chciałbym również poznać zalety jednej metody nad drugą.

Zastrzeżenie: Studiowałem teorię sterowania z perspektywy matematyki, a nie inżyniera.

Klasyczna teoria sterowania oparta jest na układach liniowych i jest również do nich ograniczona. Linearyzacja jest pomocna w wielu przypadkach, ale w innych nie do końca. Narzędzia analityczne (transformata Laplace'a, umieszczenie bieguna, umiejscowienie korzenia, hurst routh itp.) Są najłatwiejsze do przeprowadzenia w systemach liniowych.

Teoria optymalnego sterowania jest bardziej nowoczesnym podejściem, ponieważ może bezpośrednio obsługiwać systemy nieliniowe bez korzystania z dziedziny częstotliwości. Chodzi o to, że kontrolę można osiągnąć, minimalizując odpowiednio wybraną funkcję kosztów w czasie. Zwykle ta funkcja kosztów jest funkcją zmiennych przestrzeni stanu i zwykle podlega ograniczeniom określonym przez dynamikę, warunki brzegowe i / lub możliwe ścieżki. Słowo „optymalny” nie oznacza, że ​​jest koniecznie lepsze lub lepsze od klasycznej teorii sterowania. Tutaj „optymalne” oznacza, że ​​kontrolę uzyskuje się przez znalezienie względnej ekstremy (zwykle minimum) funkcji.

W zależności od wyboru funkcji celu minimalizacja może wymagać rozwiązania liniowego lub nieliniowego układu równań. Na szczęście wiele narzędzi numerycznych / analitycznych z optymalizacji i / lub rachunku zmian może poradzić sobie z takimi problemami.

Oczywiście minimalizacja funkcji nieliniowej może być dość kosztownym przedsięwzięciem z obliczeniowego punktu widzenia. Jeśli możliwa jest analiza za pomocą innych środków (np. Klasyczna teoria kontroli), warto to zrobić.

• Program nauczania różni się w zależności od uczelni
• Program inżynierski różni się w zależności od kraju
• Programy nauczania są regularnie aktualizowane w celu spełnienia nowych wymagań akredytacyjnych
• Czasami istnieje wyraźna różnica między studiami magisterskimi i licencjackimi z tej samej szkoły
• Niektórzy profesorowie są progresywni i częściej aktualizują kursy, aby nadążyć za postępami

Nie tak dawno temu też ukończyłem kurs z zakresu systemów liniowych na studiach magisterskich. Z twojego opisu wynika, że ​​ja też mogłem mieć podobne doświadczenie. W tym przypadku wiem na pewno, że prof. Nie aktualizował kursu przez co najmniej 10 lat.

Zalecenie: Proponuję poznanie nowoczesnych metod rozwiązywania problemów z systemami sterowania. Sugeruję również, abyś został członkiem odpowiedniego stowarzyszenia zawodowego; w twoim przypadku może to być ASE.

Wreszcie, niektóre rozwiązują problemy inżynieryjne przy użyciu metod brutalnej siły. Wykwalifikowani, wykwalifikowani inżynierowie używają umiejętności zdobytych podczas studiów uniwersyteckich, a także wiedzy zdobytej w ramach organizacji zawodowych do skutecznego rozwiązywania problemów inżynierskich. Częścią ważnej wartości, jaką inżynier z licencjackim i absolwentem szkoły wnosi do organizacji, jest umiejętność szybkiego rozpoznawania i skutecznego rozwiązywania problemów.