Кіріспе
Сызықтық емес жүйелерді басқаруда қолданылатын тәсіл Кері байланыс сызықтықтандыруы - сызықтық емес жүйелерді басқаруда қолданылатын жалпы стратегия. Кері байланыс сызықтықтандыру әдістері, инпуттар қайда, деген түрдегі сызықтық емес басқару жүйелеріне қолданылуы мүмкін. Бұл әдіс сызықтық емес басқару жүйесін айнымалылар мен қолайлы басқару кірісі арқылы эквивалентті сызықтық басқару жүйесіне айналдыруды қамтиды. Әсіресе, координаталар мен басқарудың кіріс кооодинаталарын өзгертуді көздейді, сондықтан координаталардағы динамика сызықтық, басқарылатын басқару жүйесінің түрін алады. Нәтижесінде сызықтық басқару жүйесінің сыртқы циклдік басқару стратегиясы бақылау мақсатына жету үшін қолданылуы мүмкін.
Feedback linearization is a common strategy employed in nonlinear control to control nonlinear systems. Feedback linearization techniques may be applied to nonlinear control systems of the form
where is the state, are the inputs. The approach involves transforming a nonlinear control system into an equivalent linear control system through a change of variables and a suitable control input. In particular, one seeks a change of coordinates and control input so that the dynamics of in the coordinates take the form of a linear, controllable control system,
An outer loop control strategy for the resulting linear control system can then be applied to achieve the control objective.
SISO жүйелерінің кері байланыс желісін құру
Мұнда бір кіру бір шығыс (SISO) жүйесінің кері байланыс сызықтық жағдайларын қарастырайық. Осыған ұқсас нәтижелерді бірнеше кіріс бірнеше шығыс (MIMO) жүйелеріне де қолдануға болады. Бұл жағдайда, мақсат жүйе (1) нормальды түрге айналдыратын координаттық түрлендіруді табу болып табылады, ол жаңа кірістен шығысқа дейінгі сызықтық кіріс-шығыс картасын көрсететін түрдің кері байланыс заңын ашады. Түрлендірілген жүйе бастапқы жүйенің эквивалентті бейнеленуін қамтамасыз ету үшін түрлендіру диффеоморфизм болуы керек. Яғни, түрлендіру тек кері айналатын (б.а. биективті) ғана емес, сонымен қатар, түпнұсқалық координаттар жүйесіндегі дифференциалдануы жаңа координаттар жүйесінде сақталуы үшін, түрлендіру де, оның керісі де тегіс болуы керек. Іс жүзінде түрлендіру тек жергілікті диффеморфты болуы мүмкін және сызықтық нәтижелер тек осы кішігірім аймақта ғана болады. Бұл мәселені шешу үшін бірнеше құралдар қажет.
that will render a linear input–output map from the new input to the output To ensure that the transformed system is an equivalent representation of the original system, the transformation must be a diffeomorphism. That is, the transformation must not only be invertible (i. e., bijective), but both the transformation and its inverse must be smooth so that differentiability in the original coordinate system is preserved in the new coordinate system. In practice, the transformation can be only locally diffeomorphic and the linearization results only hold in this smaller region. Several tools are required to solve this problem.
Тұрақсыз нөлдік динамика
Кері байланыс сызықтық жүйелері салыстырмалы дәрежесі кем жүйелермен орындалуы мүмкін. Алайда, жүйенің қалыпты түрі тұрақсыз болуы мүмкін нөлдік динамиканы (яғни жүйенің шығысынан байқалмайтын күйлерді) қамтиды. Іс жүзінде тұрақсыз динамика жүйеге зиянды әсер етуі мүмкін (мысалы, жүйенің ішкі күйлерінің шексіз өсуі қауіпті болуы мүмкін). Бұл байқалмайтын күйлер бақылауға болатын немесе кем дегенде тұрақты болуы мүмкін, сондықтан бұл күйлердің тәжірибеде проблема тудырмауын қамтамасыз ету үшін шаралар қабылдануы мүмкін. Минималды фазалық жүйелер нөлдік динамикаға қатысты түсінік береді.