نظریه کنترل

مفهوم حلقهٔ پس‌خور برای کنترل رفتار دینامیکی سامانه: این یک پس‌خور منفی است زیرا مقدار حس‌شده از مقدار فرمان (دلخواه) کم‌شده است تا سیگنال خطا که توسط کنترل کننده تقویت شده است شکل گیرد.

نظریه کنترل شاخه ای میان‌رشته‌ای از علوم مهندسی و ریاضیات است که به رفتار سیستم‌های دینامیکی دارای ورودی می پردازد. ورودی اعمال شده به یک سامانه، فرمان یا مرجع نامیده می شود. هنگامی که قرار است یک یا چند خروجی سامانه، مرجع خاصی را در بازه زمان دنبال کنند، یک کنترل کننده (جبران ساز افزوده شده به سامانه اولیه)، ورودی سامانه را به گونه ای دستکاری می کند تا تغییرات مناسب در خروجی سامانه پدید آیند و رفتار سامانه به رفتار مطلوب کاربر نزدیک و نزدیک تر گردد. ممعمولا هدف تئوری کنترل یافتن جواب های مناسبی برای اجرای جبران سازی بهینه رفتار سامانه توسط کنترل کننده می باشد، به گونه ای که موجب پایداری سامانه و آرامش خروجی یا خروجی های آن حول یک نقطه کار و عدم نوسان خروجی ها حول این نقطه گردد. در بیشتر مواقع، یک دسته معادلات دیفرانسیل رابطه بین ورودی ها و خروجی های یک سامانه را تعریف می کنند. اگر این دسته معادلات، معادلاتی دیفرانسیل خطی با ضرایب ثابت باشند، می توان با محاسبه تبدیل لاپلاس آن ها یک تابع تبدیل که توصیف کننده رابطه بین ورودی و خروجی های سامانه است، را بدست آورد. اگر دسته معادلات دیفرانسیل غیرخطی باشند ولی جواب معینی داشته باشند می توان با خطی سازی آن ها حول یک نقطه کار و مجددا محاسبه تبدیل لاپلاس، تابع تبدیل سامانه را بدست آورد. تابع تبدیل که تابع سیستم و یا تابع شبکه نیز نامیده می شود، توصیف ریاضی رابطه بین ورودی و خروجی یک جواب خطی تغییر ناپذیر با زمان دسته معادلات دیفرانسیل بیان کننده یک سامانه می باشد. یکی از روش های بیان و درک یک سامانه کنترلی نمایش آن با استفاده از نمودار بلوکی است که در آن رابطه بین ورودی ها و خروجی ها و همچنین توابع تبدیل به صورت دیداری بیان می شود.

ابزار و روش های کنترلی که ابتدا از مهندسی و ریاضیات بدست آمدند، به‌مرور کاربردهای نوینی در عرصه‌های پیچیده‌تر مانند علوم اجتماعی و در زمینه‌هایی ازآن نظیر روان‌شناسی و جامعه‌شناسی هم پیدا کرده‌اند.

تعریف

منظور از کنترل یک پدیده، دخالت در رفتار آن است، به‌طوری‌که، نتایج مطلوب حاصل گردد. این عمل بدین صورت انجام می‌گردد:

مقدار مورد نظر برای یک سیستم یا همان مقدار مطلوب به عنوان مرجع در نظر گرفته می‌شود. هنگامیکه یک یا چند تا از خروجی‌های سیستم باید برای رسیدن به مقدار مطلوب عمل نمایند، کنترلر با دستکاری ورودیها سیستم را ناچار به رسیدن به مقدار مطلوب می‌نماید.

مباحث وابسته

• خودکارسازی
• کنترل فرایندها
• سروومکانیسم
• توابع شعاعی پایه
• مهندسی کنترل
• کنترل هوشمند
• نظریهٔ ریاضی سیستم‌ها
• نظریهٔ سیستم‌ها
• کنترل‌گرها

منابع

• نظریهٔ ریاضی کنترل (انگلیسی)
• نظام‌الدین فقیه, سیستم‌های پویا: اصول و تعیین هویت ۹۶۴-۴۵۹-۸۰۶-۷:شابک
• نظام‌الدین فقیه, سیستم‌های کنترل ۹۶۴-۵۹۵۷-۶۰-۵:شابک
• نظام‌الدین فقیه, مبانی شبیه‌سازی سیستمها ۹۶۴-۶۸۱۰-۰۶-۳:شابک
• نظام‌الدین فقیه, کنترل هوشمند مواد با کنترل‌کننده‌های فازی ۹۷۸-۹۶۴-۹۹۹۸-۲۴-۴:شابک

پیوند به بیرون

در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ نظریه کنترل موجود است.

• نظریهٔ مدرن کنترل (انگلیسی)