Loopshaping'in diğer kontrol tasarım yöntemleri üzerindeki faydaları nelerdir?

İlk kontrol kursumu yeni bitirdim (lineer kontrol sistemlerinde) ve 3 tip kontrolör öğrendik: PID, Durum Uzayı ve Frekans Tepkisi / Döngü Şekillendirme. Anladığım kadarıyla, PID gerçekten kolay olmanın avantajlarına sahiptir ve sistemin dinamiklerini bilmeden uygulanabilir. Devlet alanı gerçekten iyi tepkiler veriyor. Fakat loopshaping çok tahmin edilmiş gibiydi ve ne zaman yaptığımızı ve keyfi bir şekilde kontrol ettiğimizi kontrol etti. Ek olarak, ilk ikisini de laboratuvarlarımız için multirotor üzerinde uyguladık ve son ödevimizi yapmak için zamanımız olmadı. Öyleyse ne zaman loopshaping kullanmak daha avantajlı olur?

Bir kontrol cihazı tasarlarken ilk öncelik her zaman kararlılık ve ardından performans / sağlamlık olmalıdır.

Bir PID denetleyiciyi ayarlamak için hangi yöntemi kullandığınızı bilmiyorum, ancak kararlılığı kanıtlamanın kolay olabileceğinden şüpheleniyorum. Artan performans, muhtemelen kazanımları artıracaktır. Ve muhtemelen bir PID kontrol cihazını sağlam hale getirmek zordur.

Durum alanı denetleyicisi tasarımı için kapalı döngü dinamiğine (matris) bakabilir ve sağlam olup olmadığını kontrol edebilirsiniz (sürekli zaman için Hurwitz ve ayrık zaman için Schur). Performans için kapalı döngü kutuplarını olabildiğince sol yarı düzleme yerleştirmeyi deneyebilirsiniz. Ona bakmadım, ama muhtemelen devlet alanında sağlamlık için yöntemler olacak. Rahatsızlık reddi için, bir Kalman filtresi kullanarak bir durum tahmincisi bulabilirsiniz (bir Riccati denklemi çözerek).

Döngü biçimlendirme için, Nyquist arsa kullanmak Nyquist kararlılık kriteri . Performans için bant genişliğinizi artırabilirsiniz (genellikle açık döngünün 0 dB'yi geçtiği noktada tanımlanır). Kazanç ve faz payı, kapalı döngü sisteminizin ne kadar kararlı / sağlam olduğunu görmek için kullanılabilir. Bununla yakından ilişkili (ancak sıkça belirtilmeyen), Nyquist grafiğindeki eksi bir noktaya temelde en kısa mesafe olan modülül marjıdır. Bu ters olarak, en kötü rahatsızlık reddinin bir ölçüsü olan kapalı devre sisteminin hassasiyet fonksiyonunun en yüksek zirvesi ile ilgilidir. H sonsuzluğu gibi sağlamlık için başka yöntemler de vardır.

Bu nedenle, bir PID denetleyicisi en kolay olabilir, ancak çok daha az gelişmiş. Durum alanı kontrolünün avantajı, döngü oluşturma için yapılması daha zor olan MIMO sistemlerine de uygulanabilmesidir. Ancak döngü biçimlendirmenin avantajı, yalnızca bir frekans yanıtı işlevini ölçebilmeniz ve doğrudan bunun için bir denetleyici tasarlayabilmenizdir, hal alan için ilk önce bir modele uymanız gerekir. Ayrıca, sisteminiz devam ederse, ancak gecikmeleri varsa, bunu bir durum uzaylı modelinde yakalamak zordur, ancak döngü biçimlendirmek için bu hiçbir şeyi değiştirmez.