Pangamhan sa Kontrol: Ano Ito? (Ug ang Iyang Kasinabutan)

Unsa ang Control Engineering

Ang kontrol sa sistema nga inhinyerya mao ang sanga sa inhinyerya nga gisugyot sa mga prinsipyos sa teorya sa kontrol, aron makadisenyo og sistema nga maghatag og hinungdanong pagkabehave sa kontrolado nga paagi. Busa, bagama og adunay kasinatian nga gisulti ang kontrol nga inhinyerya sa electrical engineering sa unibersidad, kini usa ka interdisiplinaryong topiko.

Ang mga inhinyero sa kontrol sa sistema gi-analisa, gidesign, ug goptimize ang komplikado nga mga sistema nga gisangpot sa labing integradong koordinasyon sa mechanical, electrical, chemical, metallurgical, electronic o pneumatic elements. Busa ang kontrol nga inhinyerya naka-deal sa diverse nga range sa dynamic nga mga sistema nga incluye ang human ug teknolohikal interfacing. Kini nga mga sistema gitawag og kontrol sa sistema.

Ang kontrol sa sistema nga inhinyerya nagfocus sa pag-analisa ug pagdisenyo sa mga sistema aron mapausab ang speed sa response, accuracy, ug stability sa sistema.

Ang duha ka mga paraan sa kontrol sa sistema incluye ang classical methods ug modern methods. Ang matematikal nga modelo sa sistema gigamit isip unang paso sumala sa analysis, designing, ug testing. Ang kinahanglan nga kondisyon alang sa stability gisusi ug finally, ang optimization follows.

Sa classical method, ang matematikal nga modeling kasagaran gibuhat sa time domain, frequency domain o complex domain. Ang step response sa usa ka sistema matematikal gibuu sa time domain differential analysis aron makita ang iyang settling time, % overshoot, etc. Laplace transforms ang pinaka common nga gisagol sa frequency domain aron makita ang open loop gain, phase margin, bandwidth, etc. sa sistema. Ang konsepto sa transfer function, Nyquist stability criteria, sampling of data, Nyquist plot, poles and zeros, Bode plots, system delays tanang naa sa ilalom sa classical control engineering stream.

Ang modern control engineering naka-deal sa Multiple Input Multiple Output (MIMO) systems, State space approach, Eigenvalues, ug vectors, etc. Sa wala sa pag-transform sa complex ordinary differential equations, ang modern approach convert ang mas taas nga order equations sa first order differential equations ug solved sa vector method.

Ang automatic control systems kasagaran gigamit tungod kay dili kini naga-involve sa manual control. Ang controlled variable gisuksok ug gikompara sa specified value aron makakuha sa hinungdanong result. Isip resulta sa automated systems alang sa control purposes, ang cost sa energy o power, sama usab ang cost sa proseso, mogamay ug madaghan ang iyang quality ug productivity.

Kasaysayan sa Control Systems

Ang aplikasyon sa Automatic control system gituohan nga gigamit gikan pa sa ancient civilizations. Dili pa lang kaayo nga mga water clocks gidesign ug gipatuman aron sukaton ang panahon sa eksakto gikan sa third century BC, pinaagi sa Greeks ug Arabs. Apan ang unang automatic system gituohan nga ang Watts Fly ball Governor sa 1788, nga nagsugyot sa industrial revolution. Ang mathematical modeling sa Governor gianalisa ni Maxwell sa 1868. Sa 19th century, si Leonhard Euler, Pierre Simon Laplace, ug Joseph Fourier mi-develop og lain-laing paraan sa mathematical modeling. Ang ikaduhang sistema gituohan nga ang Al Butz’s Damper Flapper – a thermostat sa 1885. Siya ang misugyot sa company karon gitawag nga Honeywell.

Ang simula sa 20th century gitawag og golden age sa control engineering. Durante kini nga panahon ang classical control methods gidevelop sa Bell Laboratory ni Hendrik Wade Bode ug Harry Nyquist. Ang automatic controllers alang sa steering ships gidevelop ni Minorsky, Russian American Mathematician. Siya usab ang mi-introduce sa konsepto sa Integral ug Derivative Control sa 1920s. Sa samang panahon, ang konsepto sa stability gisugyot ni Nyquist ug gisundan ni Evans. Ang transforms gisagol sa control systems ni Oliver Heaviside. Ang Modern Control Methods gidevelop human sa 1950s ni Rudolf Kalman, aron mubawi ang limitation sa classical Methods. Ang PLC’s gisugyot sa 1975.

Mga Tipo sa Control Engineering

Ang control engineering adunay iyang kaugalingong categorization depende sa lain-laing methodologies nga gigamit. Ang main types sa control engineering include:

• Classical Control Engineering

• Modern Control Engineering

• Robust Control Engineering

• Optimal Control Engineering

• Adaptive Control Engineering

• Nonlinear Control Engineering

• Game Theory

Classical Control Engineering

Ang mga sistema kasagaran girepresentar pinaagi sa ordinary differential equations. Sa classical control engineering, kini nga mga equations gipagtransform ug gianalisa sa transformed domain. Laplace transform, Fourier transform, ug z transform mao ang mga example. Kini nga metodo kasagaran gigamit sa Single Input Single Output systems (SISO).

Modern Control Engineering

Sa modern control engineering, ang mas taas nga order differential equations giconvert sa first order differential equations. Kini nga mga equations gisolbi kaayo similar sa vector method. Pinaagi niini, daghan nga complications nga nahitabo sa pag-solve sa mas taas nga order differential equations gisolbi.

Kini gigamit sa Multiple Input Multiple Output systems diin ang analysis sa frequency domain dili posible. Ang nonlinearities sa multiple variables gisolbi pinaagi sa modern methodology. Ang state space vectors, Eigenvalues, ug Eigen Vectors adunay iyang category. Ang State Variables describe ang input, output, ug system variables.

Robust Control Engineering

Sa robust control methodology, ang mga pagbag-o sa performance sa sistema sa pagbag-o sa parameters gisuksok aron makapatigayon sa optimization. Kini nagtabang sa pag-widen sa stability ug performance, same usab sa pagpangita og alternate solutions. Busa sa robust control, ang environment, internal inaccuracies, noises, ug disturbances giconsider aron mubawi ang fault sa sistema.

Optimal Control Engineering

Sa optimal control engineering, ang problema giformulate isip matematikal nga modelo sa proseso, physical constraints, ug performance constraints, aron mapamin awon ang cost function. Busa ang optimal control engineering mao ang pinakamaayo nga solusyon sa pagdesign sa usa ka sistema nga may minimum nga cost.

Adaptive Control Engineering