Ingeniaritza aginduak: Zer da? (Eta bere Historia)
Zer da Kontrol Ingeniaritza
Kontrol sistema ingeniaritza ingeniaritzaren adar bat da, kontrol teoriaren printzipioekin lan egiten dutena, sistemak kontrolo moduan eragin nahi den itxura emateko diseinatzeko. Beraz, bide berriak ikasten direla unibertsitateetan elektrizitatearen ingeniaritzarekin, arlo multidisziplinarra da.
Kontrol sistema ingeniaritzari buruzko teknikariak analizatzen, diseinatzen eta optimizatzen dituzte sistematxo konplexuak, mekaniko, elektriko, kimiko, metallurgiko, elektroniko edo pneumatiko elementuen koordinazio handia dute. Beraz, kontrol ingeniaritza dinamikoki desberdintasun handiak dituzten sistemekin lan egiten du, giza eta teknologiko interfacinga barne hartuz. Sistemak hauek kontrol sistemak deritzo.
Kontrol sistema ingeniaritza sistema analisi eta diseinua zentratzen du sistema erantzun abiadura, zehaztasuna eta estabilitasuna hobetzeko.
Kontrol sistema bi metodo ditu: metodo klasikoak eta metodo modernoak. Lehenengo urratsa sistema matematikoko modeloa sortzea da, ondoren analisia, diseinua eta proba. Estabilitatea lortzeko beharrezko baldintzak egiaztatu eta azkenik, optimizazioa jarraitzen du.
Metodo klasikoetan, matematikoko modelizazioa askotan ordu dominiotan, maiztasun dominiotan edo konplexu dominiotan egiten da. Sistema baten erantzuna ordu dominioko diferentzial analisiaren bitartez matematikoki modelatzen da, horrela egokitu den denbora, % gaindako, etab. aurkitzeko. Laplace transformazioak gehienetan maiztasun dominiotan erabiltzen dira sistema baten bukaerako gaina, fase margina, bandera, etab. aurkitzeko. Transfer funtzioaren kontzeptua, Nyquist estabilitate kriterioa, datu laguntza, Nyquist grafika, polos eta zeroak, Bode grafikak, sistema delaierak, guztiak kontrol ingeniaritza klasikoaren aldetan datoz.
Kontrol ingeniaritza modernoa Multiple Input Multiple Output (MIMO) sistemekin, Espazio egoera enfozia, Eigen balioekin eta bektoreekin, etab. Konplexu diferentzial ekuazioen ordez, ordena handiagoak lehenerako diferentzial ekuazioetara bihurtzen dira eta bektore metodoa erabiliz ebazten dira.
Kontrol automatiko sistemak gehienetan erabiltzen dira, ez dute kontrol manuala. Kontrolatutako aldagaia neurtzen eta balio zehatz batekin konparatzen da emaitza nahi dena lortzeko. Automatizazioaren ondorioz, energia edo indarraren kostua, prosesuaren kostua ere gutxituko dira, kalitatea eta produktibitatea handituz.
Kontrol Sistemaren Historia
Automatikoa den kontrol sistema aplikazioa antzinako zibilizazioetatik hasi zen. Euskal eta arabek erabili zuten hirugarren mendean K.a. denboraldietarako neurri zehatzak izateko. Baina lehen automatikoa Watts Fly ball Governor izan zen 1788an, industriaren revoluzioa hasten. Gobernadorraren matematikoko modelizazioa Maxwell analizatu zuen 1868an. 19. mendean, Leonhard Euler, Pierre Simon Laplace eta Joseph Fourier metodo desberdinak garatu zituzten matematikoko modelizazioa. Bigarren sistema Al Butz-en Damper Flapper - termostatoa izan zen 1885ean. Orain Honeywell bezala ezagutzen dena hasten.
20. mendearen hasiera kontrol ingeniaritzaren oharra da. Bell Laborategian Hendrik Wade Bode eta Harry Nyquist garatu zituzten metodo klasikoak. Minorsky, errusiar amerikar matematikariak, itsasontziei zuzendu ahal izateko kontrolatzaile automatikoak sortu zituen. 1920an Integral eta Deribatuaren kontzeptua sartu zuen. Berez, estabilitatearen kontzeptua Nyquistek eta Evansen jarraitu zuten. Oliver Heaviside kontrol sistemetan transformazioak erabili zituen. Rudolf Kalman 1950an metodo modernoak garatu zituen, metodo klasikoak gainditu ahal izateko. PLC 1975an sartu ziren.
Kontrol Ingeniaritzaren Mota
Kontrol ingeniaritza bere kategorizazioa du erabilitako metodo desberdinen arabera. Kontrol ingeniaritzaren mota nagusiak:
Kontrol Ingeniaritza Klasiko
Kontrol Ingeniaritza Moderno
Kontrol Ingeniaritza Robusta
Kontrol Ingeniaritza Optimoa
Kontrol Ingeniaritza Adaptiboa
Kontrol Ingeniaritza No Lineala
Joko Teoria
Kontrol Ingeniaritza Klasiko
Sistemak askotan ordu diferentzial ekuazioen bidez adierazten dira. Kontrol ingeniaritzan klasikoan, ekuazio hauek transformatzen eta analizatzen dira transformazio dominiotan. Laplace transformazioa, Fourier transformazioa eta z transformazioa adibideak dira. Metodo hau askotan erabiltzen da Single Input Single Output sistemetan (SISO).
Kontrol Ingeniaritza Moderno
Kontrol ingeniaritzan modernoan, ordena handiagoak dituzten diferentzial ekuazioak lehenerako diferentzial ekuazioetara bihurtzen dira. Ekuazio hauek bektore metodoa erabiliz ebazten dira. Honek, ordena handiagoak dituzten diferentzial ekuazioen ebazpenetan agertzen diren konplexutasunak ebazten ditu.
Hauek Multiple Input Multiple Output sistemetan aplikatzen dira, maiztasun dominiotan ezin da analisi egin. Aldagai anitzeko no linealitateak metodo modernoekin ebazten dira. Espazio egoera bektoreak, Eigen balioak eta Eigen bektoreak kategoria honetan datoz. Egoera aldagaiek sarrera, irteera eta sistema aldagaiek deskribatzen dituzte.
Kontrol Ingeniaritza Robusta
Kontrol robusto metodoan, parametroen aldatzeko sistema baten prestazioen aldatzea neurtzen da optimizatzeko. Honek estabilitatea eta prestazioa zabaltzen laguntzen du, baita soluzio alternatiboak ere aurkitzeko. Beraz, kontrol robustoan ingurumenak, barneko ez zehatzak, sorotzaileak eta perturbazioak kontuan hartzen dira sistema baten akatsak gutxitzeko.
Kontrol Ingeniaritza Optimoa
Kontrol ingeniaritzan optimoan, problema matematikoko modelu batean formulatzen da, prozesu fisikoen murrizketak eta prestazio murrizketak, kostu-funtzioa minimizatzeko. Beraz, kontrol ingeniaritza optimoak sistema baten diseinatzeko kostu txikiena duten soluzio posibleena da.
