Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Басқару теориясында, берік басқару – бұл белгісіздікті нақты түрде ескеретін басқарушы құрылғыны жобалауға қатысты тәсіл. Берік басқару әдістері, егер белгісіз параметрлер немесе бұзылыстар белгілі бір (әдетте жинақы) жиынның ішінде болса, дұрыс жұмыс істеуі үшін жасалған. Берік әдістер шектеулі модельдеу қателері болғанда да берік өнімділікке және/немесе тұрақтылыққа қол жеткізуді мақсат етеді. Боде және басқалардың алғашқы әдістері жеткілікті берік болды; 1960 және 1970 жылдары ойлап табылған күй кеңістігі әдістері кейде беріктігі жетіспейтіні анықталды, оларды жақсарту үшін зерттеулер жүргізілді. Осылайша, 1980-1990 жылдары қалыптасқан және бүгінгі күнге дейін дамып келе жатқан берік басқару теориясы пайда болды. Адаптивтік басқару саясатынан өзгеше, берік басқару саясаты өзгерістерді өлшеуге бейімделудің орнына, статикалық болып табылады, яғни басқарушы құрылғы белгілі бір айнымалылар белгісіз, бірақ шектеулі болады деп есептей отырып жұмыс істеуге жобаланады.
In control theory, robust control is an approach to controller design that explicitly deals with uncertainty. Robust control methods are designed to function properly provided that uncertain parameters or disturbances are found within some (typically compact) set. Robust methods aim to achieve robust performance and/or stability in the presence of bounded modelling errors. The early methods of Bode and others were fairly robust; the state space methods invented in the 1960s and 1970s were sometimes found to lack robustness, prompting research to improve them. This was the start of the theory of robust control, which took shape in the 1980s and 1990s and is still active today. In contrast with an adaptive control policy, a robust control policy is static, rather than adapting to measurements of variations, the controller is designed to work assuming that certain variables will be unknown but
bounded.
Қаттылық критерийлері
Бейресми түрде, белгілі бір параметрлер жиынтығы үшін жасалған басқарушы, егер ол басқаша шарттарда да жақсы жұмыс істесе, берік деп аталады. Жоғары күшейтулі кері байланыс – бұл берік басқару әдісінің қарапайым мысалы; жеткілікті түрде жоғары күшейту болғанда, параметрлердің кез келген өзгеруінің әсері ескерілмейтіндей болады. Жабық циклдің беру функциясы тұрғысынан қарағанда, ашық циклдің жоғары күшейтуі жүйе параметрлерінің белгісіздігіне қарамастан, кедергілерді тиімді жоюға мүмкіндік береді. Берік басқарудың басқа мысалдарына жылғалы режим және терминалды жылғалы режимді басқару жатады. Жоғары циклдік күшейтуге қол жеткізудегі басты кедергі – жүйенің жабық циклдегі тұрақтылығын сақтау қажеттігі. Тұрақты жабық циклдік жұмысты қамтамасыз ететін циклді қалыптастыру техникалық қиындықтар туғызуы мүмкін. Берік басқару жүйелері көбінесе бірнеше кері байланыс циклдері мен алға жіберу жолдары бар жетілдірілген топологияларды қамтиды. Басқару заңдары қалаған кедергілерді жою және берік жабық циклдік жұмысты бірдей қамтамасыз ету үшін қажетті жоғары реттік беру функциялары арқылы көрсетілуі мүмкін. Жоғары күшейтулі кері байланыс – бұл операциялық күшейткіштер мен эмитерлік дегенерацияланған биполярлы транзисторлардың қарапайымдалған модельдерін түрлі жағдайларда қолдануға мүмкіндік беретін принцип. Бұл идеяны Боде мен Блэк 1927 жылы жақсы түсінген.
Informally, a controller designed for a particular set of parameters is said to be robust if it also works well under a different set of assumptions. High gain feedback is a simple example of a robust control method; with sufficiently high gain, the effect of any parameter variations will be negligible. From the closed loop transfer function perspective, high open loop gain leads to substantial disturbance rejection in the face of system parameter uncertainty. Other examples of robust control include sliding mode and terminal sliding mode control. The major obstacle to achieving high loop gains is the need to maintain system closed loop stability. Loop shaping which allows stable closed loop operation can be a technical challenge. Robust control systems often incorporate advanced topologies which include multiple feedback loops and feed forward paths. The control laws may be represented by high order transfer functions required to simultaneously accomplish desired disturbance rejection performance with the robust closed loop operation. High gain feedback is the principle that allows simplified models of operational amplifiers and emitter degenerated bipolar transistors to be used in a variety of different settings. This idea was already well understood by Bode and Black in 1927.
Қатаң бақылаудың заманауи теориясы
Қатаң басқару жүйесінің теориясы 1970 жылдардың соңы мен 1980 жылдардың басында қалыптасты және көп ұзамай шектелген жүйе белгісіздігімен күресуге арналған бірқатар техникалар жасалды. Қатаң басқару техникасының ең маңызды мысалы – Кембридж университетінің Дункан Макфарлейн мен Кит Гловер әзірлеген H-шектік циклдік қалыптастыру; бұл әдіс жүйенің жиілік спектріндегі сезімталдықты азайтады және жүйеге бөгеттер келген кезде күтілетін траекториядан айтарлықтай ауытқымауға кепілдік береді. Қолдану тұрғысынан қатаң басқарудың дамып келе жатқан саласы – жылғалы режимді басқару (SMC), ол өзгермелі құрылымды басқарудың (VSC) бір түрі. SMC-нің сәйкес белгісіздікке қатысты беріктік қасиеттері, сондай-ақ жобалаудың қарапайымдылығы түрлі қолдануларға ынталандырды. Қатаң басқару дәстүрлі түрде детерминистік тәсілдермен қарастырылса, соңғы екі онжылдықта бұл тәсіл нақты белгісіздікті сипаттау үшін тым қатаң екендігіне байланысты сынға ұшырады, сонымен қатар ол көбінесе тым консервативті шешімдерге әкеледі. Мүмкіндіктерді ескеретін қатаң басқару альтернатива ретінде ұсынылды, мысалы, сценарийлік оптимизациялау теориясы деп аталатын аяқтағы қатаң басқаруды түсіндіреді. Тағы бір мысал – сызықтық-квадраттық Гаусс басқаруының (LQG) беріктік проблемаларын шешу үшін әзірленген циклдік трансфертті қалпына келтіру (LQG/LTR). Басқа қатаң техникаларға сандық кері байланыс теориясы (QFT), пассивтілікке негізделген басқару, Ляпуновқа негізделген басқару және т.б. жатады. Жүйе мінез-құлқы қалыпты жұмыс кезінде айтарлықтай өзгеретін жағдайда, бірнеше басқару заңдарын жасау қажет болуы мүмкін. Әрбір ерекше басқару заңы жүйенің нақты мінез-құлқы режимін қамтиды. Мысалы, компьютерлік қатты дискіні қарастырайық. Жеке қатаң басқару жүйесінің режимдері іздеу деп аталатын магниттік бас жылдам қозғалыс операциясы, магниттік бас өзінің орнына жақындаған кездегі ауысу операциясы және дискінің деректерге қол жеткізу операциясы кезіндегі жолмен жүру режимін қамтиды. Бірнеше қиындықтардың бірі – осы әртүрлі жүйелік жұмыс режимдерін қамтитын және бір режимнен екіншісіне мүмкіндігінше жылдам өтуге мүмкіндік беретін басқару жүйесін жобалау болып табылады. Мұндай күйлік машинамен басқарылатын композиттік басқару жүйесі – жүйелік мінез-құлқының өзгеруіне байланысты басқару стратегиясының толығымен өзгеретін пайданы жоспарлау идеясының кеңейтілген түрі.
The theory of robust control system began in the late 1970s and early 1980s and soon developed a number of techniques for dealing with bounded system uncertainty. Probably the most important example of a robust control technique is H infinity loop shaping, which was developed by Duncan McFarlane and Keith Glover of Cambridge University; this method minimizes the sensitivity of a system over its frequency spectrum, and this guarantees that the system will not greatly deviate from expected trajectories when disturbances enter the system. An emerging area of robust control from application point of view is sliding mode control (SMC), which is a variation of variable structure control (VSC). The robustness properties of SMC with respect to matched uncertainty as well as the simplicity in design attracted a variety of applications. While robust control has been traditionally dealt with along deterministic approaches, in the last two decades this approach has been criticized on the basis that it is too rigid to describe real uncertainty, while it often also leads to over conservative solutions. Probabilistic robust control has been introduced as an alternative, see e. g. that interprets robust control within the so called scenario optimization theory. Another example is loop transfer recovery (LQG/LTR), which was developed to overcome the robustness problems of linear quadratic Gaussian control (LQG) control. Other robust techniques includes quantitative feedback theory (QFT), passivity based control, Lyapunov based control, etc. When system behavior varies considerably in normal operation, multiple control laws may have to be devised. Each distinct control law addresses a specific system behavior mode. An example is a computer hard disk drive. Separate robust control system modes are designed in order to address the rapid magnetic head traversal operation, known as the seek, a transitional settle operation as the magnetic head approaches its destination, and a track following mode during which the disk drive performs its data access operation. One of the challenges is to design a control system that addresses these diverse system operating modes and enables smooth transition from one mode to the next as quickly as possible. Such state machine driven composite control system is an extension of the gain scheduling idea where the entire control strategy changes based upon changes in system behavior.