Phương pháp hiện đại để điều khiển giảng dạy

Lý lịch

Khi tôi tham gia lớp học đầu tiên về điều khiển (năm 2006, được giảng dạy bởi một giáo sư hàng không vũ trụ cho sự kết hợp giữa sinh viên ME và EE), về cơ bản tất cả đều được thực hiện trong Laplace-biến đổi, chức năng chuyển đổi, v.v.

Gần đây hơn (2012) Tôi đã tham gia một lớp kiểm soát trình độ sau đại học tại một trường khác và nó gần như toàn bộ không gian nhà nước. Thực sự đó là một loạt các bằng chứng đại số tuyến tính trừu tượng đã xảy ra liên quan đến khả năng quan sát và kiểm soát. Tôi đã nhấn mạnh sự khác biệt với thực tế là nó dành cho những học sinh tốt nghiệp, những người sẽ làm việc với một lớp vấn đề lý thuyết hơn (hầu như không có đề cập nào được đưa ra để liên hệ điều này với bất kỳ hệ thống thực nào).

Bây giờ, từ việc nói chuyện với sinh viên đại học cùng trường, tôi được hiểu rằng không gian nhà nước là cách mà lý thuyết điều khiển hiện đang được dạy. Các phương pháp Laplace được bảo hiểm ngắn gọn nhưng nhanh chóng bị loại bỏ vì lỗi thời.

Tôi làm việc trong quá trình đốt cháy và không có ý tưởng thực sự về những gì đang diễn ra.

Câu hỏi

• Đây có phải là một dấu hiệu chính xác về cách kiểm soát đang được dạy trong những ngày này?
• Dù bằng cách nào, điều đó có phù hợp với trạng thái / dự đoán trong tương lai của các biện pháp kiểm soát không?

Tôi cũng muốn biết giá trị của phương pháp này so với phương pháp khác.

Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Tôi đã nghiên cứu lý thuyết điều khiển từ góc độ toán học, không phải quan điểm của kỹ sư.

Lý thuyết điều khiển cổ điển dựa trên các hệ thống tuyến tính và cũng bị giới hạn ở chúng. Tuyến tính hóa là hữu ích trong nhiều trường hợp, nhưng không hoàn toàn áp dụng trong những người khác. Các công cụ phân tích (biến đổi laplace, vị trí cực, quỹ tích gốc, routh Hurwitz, v.v ...) là dễ dàng nhất để tiến hành trên các hệ thống tuyến tính.

Lý thuyết điều khiển tối ưu là cách tiếp cận hiện đại hơn vì nó có thể xử lý trực tiếp các hệ thống phi tuyến mà không cần sử dụng miền tần số. Ý tưởng là kiểm soát có thể đạt được bằng cách giảm thiểu hàm chi phí được lựa chọn phù hợp theo thời gian. Thông thường, hàm chi phí này là một hàm của các biến không gian trạng thái và thường chịu các ràng buộc được xác định bởi động lực học, điều kiện biên và / hoặc các đường dẫn khả thi. Từ "tối ưu" không có nghĩa là nó nhất thiết phải tốt hơn hay vượt trội so với lý thuyết điều khiển cổ điển. Ở đây, "tối ưu" có nghĩa là kiểm soát có được bằng cách tìm một điểm cực trị tương đối (thường là mức tối thiểu) của hàm.

Tùy thuộc vào cách chọn hàm mục tiêu, tối thiểu hóa có thể yêu cầu giải hệ phương trình tuyến tính hoặc phi tuyến tính. May mắn thay, nhiều công cụ số / phân tích từ tối ưu hóa và / hoặc tính toán các biến thể có thể xử lý các vấn đề như vậy.

Tất nhiên, giảm thiểu một hàm phi tuyến tính có thể là một nỗ lực khá tốn kém theo quan điểm tính toán. Nếu có thể phân tích bằng một số phương tiện khác (tức là lý thuyết điều khiển cổ điển), thì có thể đáng làm hơn.

• Chương trình học khác nhau giữa các trường đại học
• Giáo trình kỹ thuật khác nhau giữa các quốc gia
• Chương trình giảng dạy được cập nhật thường xuyên để đáp ứng các yêu cầu công nhận mới
• Đôi khi có một sự khác biệt rõ rệt giữa các chương trình sau đại học và đại học từ cùng một trường
• Một số giáo sư tiến bộ và cập nhật các khóa học thường xuyên hơn để theo kịp những tiến bộ

Cách đây không lâu, tôi cũng đã theo một khóa học Hệ thống tuyến tính trong một chương trình sau đại học. Dựa trên mô tả của bạn, có vẻ như tôi cũng có thể có trải nghiệm tương tự. Trong trường hợp này, tôi biết chắc rằng Giáo sư đã không cập nhật khóa học trong ít nhất 10 năm.

Khuyến nghị: Tôi đề nghị học các phương pháp hiện đại để giải quyết các vấn đề về hệ thống điều khiển. Tôi cũng đề nghị bạn trở thành một thành viên của xã hội nghề nghiệp tương ứng; trong trường hợp của bạn nó có thể là ASE.

Cuối cùng, một số giải quyết các vấn đề kỹ thuật bằng cách sử dụng các phương pháp vũ phu. Các kỹ sư chuyên nghiệp có trình độ, có tay nghề cao sử dụng kỹ năng có được thông qua các nghiên cứu đại học cũng như kiến ​​thức thu được từ việc trở thành một phần của các tổ chức chuyên nghiệp để giải quyết hiệu quả các vấn đề kỹ thuật. Một phần của giá trị quan trọng mà một kỹ sư có trình độ đại học cũng như sau đại học mang đến cho một tổ chức là khả năng nhanh chóng nhận ra và giải quyết vấn đề một cách hiệu quả.