Sinyal işleme ve kontrol sistemleri mühendisliği arasındaki ilişki?

Kontrol sistemleri mühendisliği ve dijital sinyal işleme elektrik mühendisliğinin önemli dersleri / konularıdır. Fakat bu iki dersin / derslerin birbiriyle nasıl ilişkili olduğu ??

Ayrıca lütfen kontrol sistemleri mühendisliğinde bazı önerilen kaynaklar (kitaplar, dersler, dersler, vb.) Ve teknik düzeyde çalışmaya nasıl başlayacağımı lütfen bana bildirin.

Aşağıdaki linkte cevap var ama bu cevap dsp kaynakları hakkında, ben kontrol sistemleri mühendisliği hakkında kaynak arıyorum örnek refrence isteği cevap

Çok fazla çakışma var ama vurguda bazı farklılıklar var. Kontrol Mühendisliği de DSP'den daha eskidir. Geleneksel bir EE eğitiminiz varsa, gerçekten fazla bir ayrım yapmazsınız.

Durum değişkenleri Kontrollerin daha tipik perspektifidir. Oppenheim ve Schafer 1975'in ilk baskısında devlet değişkenleri hakkında bir bölüm vardı, ancak yıllar içinde bıraktılar. Bir çakışma alanı olan Kalman Filtreleme yapmak için durum değişkenlerini anlamanız gerekir. Doğrusal Tahmin ve Doğrusal Kontroller birbirinin ikisidir.

Ayrıca hibrit sürekli / ayrık zamanlı sistemlerin Kontrollerde daha yaygın olduğunu söyleyebilirim, ancak DSP için de birçok örnek var.

DSP neredeyse her zaman tek tip örnekleme üzerinde yapılır. Durum Değişkenleri tek tip olmayan örnekleme ile de çalışabilir.

Nedensel Kontrol Sistemini hiç duymadım ama zaman içinde ileri geri filtreleme DSP'de yaygın. Kontroller doğal olarak nedenseldir. Tek taraflı Laplace dönüşümü kontrollerde daha yaygındır.

Geri besleme döngülerindeki stabilite her iki alanda da önemlidir. Gelişmiş bir kontrol sistemleri sınıfı, Lyaponov kararlılığı gibi konuları kapsayacaktır. Genellikle bunu DSP'de görmüyorsunuz, ancak bu tekniği kullanan DSP belgeleri var.

Makine mühendisliğinde Kontrol Teorisi ortaya çıkıyor. DSP finans alanında ortaya çıkıyor. Hem robotikte hem bilgisayar görüşünü kullanan çok şey var.

RADAR'da, dalga formları ve filtreleme ön uçta daha fazla DSP'dir, ancak arka uçtaki izleme sistemleri daha fazla Kontrol gibidir.

Her birini tanımlamak için tek bir kelime kullanmak zorunda kalsaydım.

Kontroller: geri besleme

Sinyal İşleme: algılama

veya bir cümle kullanarak

Kontroller: mevcut

DSP: oyuk içinde

Sinyal işleme doktora yaptım . bir kontrol sistemleri bölümünde . Benim almak sinyal işleme açık döngü olmasıdır; kontrol sistemleri döngüyü kapatır.

Bunun dışında, her ikisinin de arkasındaki matematik çok benzer. Genellikle çok farklı olan uygulamalardır.

Her ikisi de Lineer Sistem Teorisini kullanır (diğer bir deyişle "Sinyaller ve Sistemler" ). Yani aynı zamanda yapar İletişim Sistemleri ve Lineer Elektrik Devreleri , Elektronik Devreler ve Dağıtılmış Ağlar (aka İletim Hatları ).

Her ikisi de sistem kararlılığı konusunda endişeleniyor. Kutuplar birim çemberin içinde olmalıdır. DSP aslında Kontroller veya İletişim'den daha geniştir.

Kontrol Sistemleri genellikle zaman alanı davranışıyla daha fazla ilgilenir; dürtü yanıtı ve adım yanıtı. Routh-Hurwitz kriteri (veya ayrık zamanlı karşılığı) ve Root-Locus teknikleri, Kontrol adamlarının endişelendirdiği bir şeydir. Asla gerçekten endişelenmedim.

Durum Değişken sistemlerinin Kontroller tasarımında olduğu, ancak Kalman Filtresinden beri, Devlet Değişken temsillerinin ( A, B, C, D matrisleriyle) DSP'de daha sık göründüğünü gördüm .

Denetimler dışındaki birçok DSP sorunu zaman etki alanı davranışı hakkında daha az, frekans etki alanı davranışı hakkında daha fazla endişe duymaktadır.

Görüntü İşleme, DSP ile Kontrollerden daha yakından ilgilidir.

Ben kontroller çocuklar FFT ve bu konuda hiç endişe bilmiyorum.

Tüm bu disiplinlerin Elektronik haline gelen pratik bir sonu vardır. DSP veya CPU yongalarının A / D ve D / A dönüştürücülere, belleğe ve diğer çevre birimlerine nasıl bağlandığı konusunda endişe duymak. Denetimlerin nicemleme hatası konusunda ne kadar endişe ettiklerini bilmiyorum, ama yapmaları gerekiyor.

Oldukça basit bir ayrım var.

Sinyal işleme, kontrol mühendisliği için kullanılabilecek bir dizi araçtır.

Kontrol mühendisliği, bir şeyi hareket ettirmek istediğiniz şekilde hareket ettirmekle ilgilidir. Sinyal işleme araçlarından bazıları buna yardımcı olacaktır (ve bazıları olmayacaktır; geriye doğru filtreleme TARDIS olmadan gerçek zamanlı olarak gerçekleşmez).

Sinyal işleme büyük ölçüde frekans tepkisi (kazanç) ile ilgilidir, çünkü duyduklarınızı etkileyen şey budur. Faz ve grup gecikmesi sorunlardır, ancak çoğu zaman önemli değildir.

Bununla birlikte, kontrol mühendisliğinde genellikle bir şeyin bir konuma hareket etmesini ve sonra hareket etmemesini istersiniz. Bunu yaparken temel bir ilke vardır - göremiyorsanız düzeltemezsiniz . Konum ölçümünüz, ölçümü kötü bir şekilde geciktirecek şekilde filtrelenirse, kontrol döngüsü nerede olduğunu bilmez (veya bu bilgileri yeterince hızlı alamaz) ve bu nedenle uygun şekilde hareket edemez. Ya da daha kötüsü, bilgiyi çok geç alırsa, yanlış yönde hareket etmeye bile çalışabilir.

Bu nedenle kontrol mühendisliği, Butterworth gibi filtreleme gibi iyi bir iş yapamayan, ancak sinyaller üzerinde çok daha iyi etkileri olan filtreleri kullanma eğilimindedir. Ya da filtreleri bile kullanamayabilir, çünkü yavaş bir kontrol döngünüz veya çok ataletli bir sisteminiz varsa, sinyallerdeki gürültü sistemin hareketini etkilemeyebilir.

Bildiğim en iyi ders kitabı Ogata'dan Modern Kontrol Mühendisliği . İyice tavsiye ederim. Durum alanı kontrolünün sadece kısa sürmesini durdurur, ancak çoğu kontrol çalışması için nadiren buna ihtiyacınız olacaktır.

Kontrol mühendisliği genellikle yüksek lisans derecelerine kadar benzer veya hatta aynı derslerle öğretilir. Genel sistem modelleme yaklaşımında, girdilerin ($I$) ve çıkışlar ($O$) sistemler ($S$), Şunu söyleyebilirim, bir hedef için $O$, ya üzerinde çalışırlar $S$ veya $I$:

• kontrol mühendisleri bir sistemin çıktılarına kontrast koyma eğilimindedir ve kontraksiyonları karşılayan girdileri bulmaya kendilerini adamışlardır.
• insanları işleme çıktılarına (güçlü) beklentilere yöneltmek ve girdileri uygun şekilde dönüştüren sistemler bulmak için çaba gösterir .

Sonuç olarak, araçları çok benzerdir ve bazen onları kullandıkları gibi çift yönlüdür. Geçmişleri çok yakın olsa bile, haberleşmelerinde bazı zorluklar olduğunu fark ettim. Bir dereceye kadar, bu durum bana George Bernard Shaw'ları hatırlatıyor:

Amerika Birleşik Devletleri ve İngiltere ortak bir dil ile ayrılmış iki ülkedir.

Bu nedenle, sinyal / görüntü işleme ve kontrol mühendisliği, bir dizi ortak araçla ayrılmış iki yakın disiplindir .

• Gerekliliği, nedensel, gerçek zamanlı (sistem uygulamaları zaman sürekli olarak bağımsız bir parametredir) , bir referans kriterine göre bir çıkış hatası en aza indirmek , kontrol sistemleri disiplin ayırır.

• Https://ocw.mit.edu/courses/aeronautics-and-astronautics/16-30-feedback-control-systems-fall-2010/ gibi MIT Açık Eğitim Yazılımını arayabilirsiniz.

• Ücretsiz MATLAB çalışma benzeri Scilab ( https://scilab.org ), kontrol sistemleri tasarımını ve analizini destekleyen birçok kanıtlanmış kütüphaneye erişim sağlar.

• Python'un NumPy ve scipy ( https://scipy.org ) yerini alabilir Scilab İsterseniz ederken, SymPy ( https://sympy.org ) sembolik (bilgisayar cebir sistemi) manipülasyonlar ile yardımcı olabilir. Anaconda Jupyter dizüstü bilgisayarlar ( https://anaconda.org ), Markdown dizgi ve LaTeX ifadesi oluşturma ile gelişiminizi etkileşimli kod ve çıkış bloklarıyla birlikte belgelemenize olanak tanır .

• Kontrol sistemlerini sık sık özetleyen sinyal akış grafikleri oluşturmak için Graphviz ( https://graphviz.org ) kullanabilirsiniz.

• Roger Labbe Kalman filtrelerini çok etkili bir şekilde açıklar: https://github.com/rlabbe/Kalman-and-Bayesian-Filters-in-Python Tahmini sistem durumu bir Kalman filtresi için kontrol nesnesidir.