Innealtóireacht Cóntrol: Cén tada é? (Agus a hI stair)

Cad é Innealtóireacht Rialú

Innealtóireacht Céime is réimse den innealtóireacht a chuidleann le prionsabail teoirice rialaithe chun córas a dhéanamh a thugann an t-iompar ardmheasaithe i gceartmheáchan. Mar sin, cé go dtítar ar innealtóireacht rialaithe go minic sa mhac léinn innealtóireachta leictreach ag ollscoile, is ábhar idirghníomhach é.

Rianaireanna córais rialaithe anailísíonn, dearbhaíonn, agus aontar córais casta atá sna heilimintí meicniúla, leictreoch, ceimiceacha, metalúracha, leictreonacha nó pneumatacha a bhfuil comhoibriú airgid. Mar sin, cuireann innealtóireacht rialaithe le réimse éagsúil de chórais dínimiciúla a chuidleann le comhoibriú daonna agus teicneolaíoch. Tá na córais seo ar fud a luaite mar córais rialaithe.

Tá béim ar innealtóireacht córais rialaithe ar an anailís agus an dearadh chun an luas tuairisce, cruinneas, agus staidéaracht an chórais a fheabhsú.

Is iad an dá modh rialaithe córais ná modh clasaiceach agus modh nua-aimseartha. Tá an modh matamaiticiúil don chóras curtha i bhfeidhm mar an chéad céim, ina dhiaidh sin anailís, dearadh, agus tástáil. Scrúdaítear na coinníollacha riachtana chun staidéaracht a bhaint amach, agus déantar aontú ar deireadh.

Sa modh clasaiceach, déantar modh matamaiticiúil go hidirnáisiúnta i réimse ama, réimse uafais, nó réimse chomhshlánach. Tá an freagairt céim cloiste mathamaiticiúil an córais curtha i bhfeidhm i réimse ama chun a luas tuairisce, % forléime, srl a aimsiú. Tá athrúcháin Laplace an chéad rud a úsáideann go minic i réimse uafais chun an bhuanchomhthéacs oscailte, márgadh uafais, leithead uafais, srl, an chórais a aimsiú. Tá an coincheap fuinneog tréithe, critéir staidéarachta Nyquist
, sampláil sonraí, plot Nyquist, pólai agus neamhchomharracha, plots Bode, dochar córais, go léir faoi scáth sruth clasaiceach innealtóireachta rialaithe.

Innealtóireacht rialaithe nua-aimseartha cuireann le córais Isteach Isteach (MIMO), modh spás stáit, luachanna Eigen, agus veicteoirí, srl. In ionad athrúchán coibhneasta choimhlinteach, cuireann an modh nua-aimseartha córais an-ard ord chun córais chéad ord agus réitear iad trí modh veicteoir.

Tá córais rialaithe uathoibríoch an chéad fhear a úsáideann go minic mar nach bhfuil rialú láidir ann. Mearsáiltear an athróg rialaithe agus chomharaítear é le luach shonrach chun an t-iompar ardcheart a bhaint amach. Mar thoradh ar chórais uathoibríocha do chuspóis rialaithe, laghdófar costas na fuinnimh nó na cumhachta, chomh maith le costas an phróise, ag ardú a chualitas agus a feabhas.

Stair na Córais Rialaithe

Meastar gur i úsáid a bhí córais rialaithe uathoibríoch ón gcultúr seanfhéiniúil. Forbraíodh agus chuirtear i bhfeidhm roinnt cloig uisce chun an t-am a mheas go cruinn ón 3ú haois BC, ag na Gréaga agus na hAraibigh. Ach is é an chéad chóras uathoibríoch ná an Gobharnóir Flyball Watts i 1788, a thosaigh an réabhlóid tionsclaíoch. Rinne Maxwell anailís matamaiticiúil ar an Gobharnóir i 1868. Sa 19ú haois, forbraíodh modhanna éagsúla matamaiticiúla ag Euler, Laplace, agus Fourier. Is é an dara córas ná Damper Flapper Al Butz - termostát i 1885. Thosaigh sé an cuntas a bhfuil Honeywell a ainmníocht anois.

Tá an tosach den 20ú haois ar a dtugtar aois óir innealtóireachta rialaithe. Le linn an ama seo, forbraíodh modhanna clasaiceacha rialaithe san Ionad Bell ag Hendrik Wade Bode agus Harry Nyquist. Forbraíodh riaraithe uathoibríoch chun longa a stiúradh ag Minorsky, Matamaiticeoir Meiriceánach Rusach. Chuir sé isteach coincheap Comhtharlach agus Deriviatív Controll sna 1920idí. Ina dhiaidh sin, chuir Nyquist agus Evans an coincheap staidéarachta chun cinn. Chuir Oliver Heaviside athrúcháin i bhfeidhm i gcórais rialaithe. Forbraíodh Modhanna Nua-aimseartha tar éis na 1950idí ag Rudolf Kalman, chun na teorainneacha den modh clasaiceach a bhaint amach. Introdúíodh PLC's i 1975.

Cineálacha Innealtóireachta Rialaithe

Tá a catagóireacht féin ag innealtóireacht rialaithe ag brath ar na modhanna éagsúla a úsáidtear. Is iad na príomhcineálacha innealtóireachta rialaithe:

• Innealtóireacht Rialaithe Clasaiceach

• Innealtóireacht Rialaithe Nua-aimseartha

• Innealtóireacht Rialaithe Lách

• Innealtóireacht Rialaithe Óptach

• Innealtóireacht Rialaithe Oiriúnach

• Innealtóireacht Rialaithe Neamhliniúil

• Teoiric Cluiche

Innealtóireacht Rialaithe Clasaiceach

Tá na córais gnathmhais á léiriú trí chuidchód difríochta coibhneasta. Sa innealtóireacht rialaithe clasaiceach, athraítear agus anailítear na cothromóidí i réimse aistrithe. Tá athrúcháin Laplace, athrúcháin Fourier, agus z-athrúcháin mar shamplaí. Úsáidtear an modh seo go minic i gcórais Isteach Amháin Isteach Amháin (SISO).

Innealtóireacht Rialaithe Nua-aimseartha

Sa iniealtóireacht rialaithe nua-aimseartha, cuireann an chuidchód difríochta an-ard ord chun córais chéad ord. Réitear na cothromóidí go minic trí modh veicteoir. Leis an modh seo, réitear go leor de na coimhlintí a bhíonn ag teacht lena réiteach córais an-ard ord.

Úsáidtear iad i gcórais Isteach Isteach (MIMO) áit nach féidir anailís a dhéanamh i réimse uafais. Tá na neamhchoibhneasta le illean éagsúla réitear trí modh nua-aimseartha. Tá vecít spás stáit, luachanna Eigen, agus veicteoirí Eigen ina chuid den chatagóir seo. Léiríonn na Athróg Stáit na huafais, na hionradh, agus na hathróg córais.

Innealtóireacht Rialaithe Lách

Sa modh rialaithe lách, mearsáiltear na athruithe i seansmaíocht an chórais le hathruithe paraiméad chun aontú. Tá sé seo cabhrach chun an staidéaracht agus an