Ο κρατικός έλεγχος χώρου είναι μια μαθηματική προσέγγιση που χρησιμοποιείται στη μηχανική για τον σχεδιασμό των ελεγκτών για δυναμικά συστήματα. Περιλαμβάνει την αναπαράσταση ενός συστήματος με μήτρες και φορείς, επιτρέποντας την ολοκληρωμένη ανάλυση και τον σχεδιασμό ελέγχου. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται ευρέως στα σύγχρονα συστήματα ελέγχου λόγω της ευελιξίας και της αποτελεσματικότητάς του.

Αρχές σχεδιασμού του κρατικού ελέγχου χώρου

Η βασική αρχή του ελέγχου του κρατικού χώρου είναι να ρυθμίζει τις εσωτερικές μεταβλητές κατάστασης ενός συστήματος για την επίτευξη των επιθυμητών αποτελεσμάτων. Οι ελεγκτές έχουν σχεδιαστεί για να τροποποιούν τη συμπεριφορά του συστήματος προσαρμόζοντας τις εισόδους με βάση τις τρέχουσες πληροφορίες κατάστασης. Αυτή η προσέγγιση επιτρέπει τον χειρισμό πολλαπλών εισροών και εξόδους ταυτόχρονα.

Τεχνικές υπολογισμού

Ο σχεδιασμός ενός ελεγκτή state-space περιλαμβάνει αρκετά βήματα. Πρώτον, οι εξισώσεις κατάσταση του συστήματος είναι σχηματισμένες. Στη συνέχεια, οι νόμοι ελέγχου προκύπτουν χρησιμοποιώντας τεχνικές όπως τοποθέτηση πόλο ή βέλτιστο έλεγχο. Αυτές οι μέθοδοι βοηθούν στον καθορισμό των κατάλληλων κερδών ανάδρασης για να εξασφαλιστεί η σταθερότητα και η απόδοση.

Κοινές μέθοδοι εφαρμογής

  • Έλεγχος ανατροφοδότησης του κράτους
  • Σχεδιασμός παρατηρητών για εκτίμηση κατάστασης
  • Γραμμικός ρυθμιστής τετραγωνικών ψηφίων (LQR)
  • Φίλτρο Kalman