Metodo moderno per l'insegnamento dei controlli

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Quando ho preso la mia prima lezione di controllo (2006-insh, come insegnato da un professore aerospaziale per un mix di studenti ME ed EE), praticamente tutto è stato fatto in trasformata di Laplace, funzioni di trasferimento ecc.

Più di recente (2012) ho seguito un corso di controllo di livello universitario in una scuola diversa ed era quasi tutto spazio statale. In realtà si trattava di un insieme di prove di algebra lineare astratta che si riferivano a osservabilità e controllabilità. Ho evidenziato la differenza con il fatto che era per gli studenti laureati che avrebbero lavorato su una classe di problemi più teorica (quasi non è stata fatta alcuna menzione per mettere in relazione questo con qualsiasi sistema reale).

Ora, dal parlare con gli studenti della stessa scuola, mi viene dato di capire che lo spazio degli stati è il modo in cui viene insegnata la teoria del controllo. I metodi di Laplace vengono brevemente trattati ma rapidamente eliminati come obsoleti.

Lavoro nella combustione e non ho idea di cosa stia succedendo.

Domande

• È un'indicazione accurata del modo in cui i controlli vengono insegnati in questi giorni?
• Ad ogni modo, ciò corrisponde allo stato / al futuro prevedibile dei controlli?

Sono anche interessato a conoscere i meriti di un metodo rispetto all'altro.

Disclaimer: ho studiato la teoria del controllo da una prospettiva matematica, non da quella di un ingegnere.

La teoria del controllo classico si basa su sistemi lineari ed è anche limitata a loro. La linearizzazione è utile in molti casi, ma non del tutto applicabile in altri. Gli strumenti di analisi (trasformazione laplace, posizionamento polare, locus radice, routh hurwitz, ecc ...) sono i più facili da condurre su sistemi lineari.

La teoria del controllo ottimale è l'approccio più moderno perché può gestire direttamente sistemi non lineari senza utilizzare il dominio della frequenza. L'idea è che il controllo può essere ottenuto minimizzando nel tempo una funzione di costo opportunamente scelta. Di solito, questa funzione di costo è una funzione delle variabili dello spazio degli stati ed è generalmente soggetta a vincoli definiti da dinamica, condizioni al contorno e / o percorsi fattibili. La parola "ottimale" non significa che sia necessariamente migliore o superiore alla teoria del controllo classico. Qui, "ottimale" significa che il controllo si ottiene trovando un extrema relativo (di solito un minimo) di una funzione.

A seconda di come viene scelta la funzione obiettivo, la minimizzazione può richiedere la risoluzione di un sistema di equazioni lineare o non lineare. Fortunatamente, molti strumenti numerici / analitici di ottimizzazione e / o calcolo delle variazioni possono gestire tali problemi.

Naturalmente, minimizzare una funzione non lineare può essere uno sforzo piuttosto costoso dal punto di vista computazionale. Se è possibile analizzare con altri mezzi (es. Teoria del controllo classico), allora potrebbe essere più utile farlo.

• Il curriculum differisce tra le università
• Il curriculum di ingegneria varia da paese a paese
• I curricula vengono aggiornati regolarmente per soddisfare i nuovi requisiti di accreditamento
• A volte c'è una netta differenza tra i programmi di laurea e quelli di laurea della stessa scuola
• Alcuni professori sono progressivi e aggiornano i corsi più frequentemente per tenere il passo con i progressi

Non molto tempo fa anch'io ho seguito un corso di Sistemi lineari in un corso di laurea. Sulla base della tua descrizione sembra che anche io avrei potuto vivere un'esperienza simile. In questo caso so per certo che il Prof. non ha aggiornato il corso da almeno 10 anni.

Raccomandazione: suggerisco di imparare i metodi moderni per risolvere i problemi dei sistemi di controllo. Suggerisco anche di diventare un membro della rispettiva società professionale; nel tuo caso potrebbe essere ASE.

Infine, alcuni risolvono problemi di ingegneria usando metodi di forza bruta. Ingegneri professionisti qualificati e qualificati utilizzano le competenze acquisite attraverso gli studi universitari e le conoscenze acquisite dall'essere parte di organizzazioni professionali per risolvere efficacemente i problemi di ingegneria. Parte dell'importante valore che un ingegnere con la laurea e la scolarizzazione conferisce a un'organizzazione è la capacità di riconoscere e risolvere rapidamente i problemi in modo efficiente.