Прерывистый контроль
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
Прерывистое управление — это метод управления с обратной связью , который не только объясняет некоторые системы управления человеком, но также имеет приложения для техники управления .
В контексте теории управления прерывистое управление обеспечивает спектр возможностей между двумя крайностями управления в непрерывном и дискретном времени: сигнал управления состоит из последовательности (непрерывных) параметризованных траекторий, параметры которых периодически корректируются. Он отличается от управления с дискретным временем тем, что управление не является постоянным между выборками; оно отличается от непрерывного управления тем, что траектории периодически сбрасываются. Как класс теории управления прерывистое прогнозирующее управление является более общим, чем непрерывное управление, и обеспечивает новую парадигму, включающую непрерывное прогнозирующее и оптимальное управление с прерывистым управлением с разомкнутым контуром (баллистическим).
Есть как минимум три области, где прерывистый контроль уместен. Во-первых, прогнозирующее управление на основе модели в непрерывном времени, где прерывистость связана с онлайн-оптимизацией. Во-вторых, системы управления, управляемые событиями, в которых межвыборочный интервал изменяется во времени и определяется временем события. В-третьих, объяснение физиологических систем управления, которые в ряде случаев носят прерывистый характер. Эта прерывистость может быть связана с «вычислениями» в центральной нервной системе.
Традиционное управление выборочными данными использует удержание нулевого порядка , которое создает кусочно-постоянный управляющий сигнал и может использоваться для получения реализация выборочных данных, которая аппроксимирует ранее разработанный контроллер непрерывного времени. В отличие от обычного управления выборочными данными, прерывистое управление явно встраивает базовую систему с замкнутым контуром с непрерывным временем в согласованное с системой удержание, которое генерирует траекторию межвыборочного управления с разомкнутым контуром на основе базовой системы управления с замкнутым контуром с непрерывным временем.
История
[ редактировать ]Прерывистый контроль первоначально развивался отдельно в инженерной и физиологической литературе.
Физиологическая литература
[ редактировать ]Концепция прерывистого контроля появилась в посмертной статье. [1] Кеннета Крейка , который утверждает: «Человек-оператор ведет себя в основном как сервопривод периодической коррекции». Коллега Кеннета Крейка , Маргарет Винс, связала концепцию прерывистости с психологическим рефрактерным периодом. [2] и обеспечил экспериментальную проверку перемежаемости. Фернандо Навас и Джеймс Старк [3] экспериментально показал, что движения рук человека синхронизируются с входными сигналами, а не с внутренними часами: другими словами, система ручного управления управляется событиями, а не часами. Первую подробную математическую модель перемежаемости представили Питер Нейлсон, Меган Нейлсон и Николас О'Дуайер. [4] Более поздняя математическая модель прерывистости предложена Питером Гаутропом, Яном Лорамом, Мартином Лаки и Хенриком Голли. [5]
Инженерная литература
[ редактировать ]В контексте техники управления термин прерывистое управление использовали Эрик Ронко, Танер Арсан и Питер Гоутроп. [6]
Они заявили, что «концептуальная и практическая трудность с обобщенным прогнозирующим контроллером, работающим в непрерывном времени, решается путем замены непрерывно движущегося горизонта прерывисто движущимся горизонтом. Это позволяет выполнять медленную оптимизацию одновременно с быстрым действием управления». Концепция прогнозирующего управления прерывистой моделью была усовершенствована Питером Гоутропом, работавшим с Люпином Ваном, [7] который также рассматривал прерывистое управление, управляемое событиями. [8]
В отдельном направлении развития Томас Эстрада, Хай Линь и Панос Анцаклис разработали концепцию управления на основе моделей с прерывистой обратной связью в контексте сетевой системы управления . [9]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кеннет Дж. Крейк. «Теория человека-оператора в системах управления: Часть 1, Оператор как техническая система». Британский журнал психологии, 38:56–61, 1947.
- ^ М. А. Винс. «Периодичность управляющих движений и психологический рефрактерный период». Британский журнал психологии, 38:149–157, 1948.
- ^ Фернандо Навас и Лоуренс Старк. «Отбор проб или прерывистость в динамике системы ручного управления». Биофиз. Дж., 8 (2): 252–302, 1968.
- ^ PD Neilson, MD Neilson и NJ O'Dwyer. «Внутренние модели и прерывистость: теоретическое описание поведения человека, отслеживающего поведение». Биологическая кибернетика, 58:101–112, 1988.
- ^ Питер Гоутроп, Ян Лорам, Мартин Лейки и Хенрик Голли. «Периодическое управление: вычислительная теория человеческого контроля». Биологическая кибернетика, 104(1-2):31–51, 2011.
- ^ Э. Ронко, Т. Арсан и П. Дж. Гоутроп. «Управление с прерывистой обратной связью с разомкнутым контуром: практический GPC в непрерывном времени». Слушания IEE, часть D: Теория управления и приложения, 146 (5): 426–434, сентябрь 1999 г.
- ^ Питер Гоутроп и Люпин Ван. «Прогнозирующее управление прерывистой моделью». Труды Института инженеров-механиков Pt. I: Журнал систем и техники управления, 221 (7): 1007–1018, 2007.
- ^ Питер Гоутроп и Люпин Ван. «Периодическое управление, управляемое событиями». Международный журнал контроля, 82(12):2235–2248, декабрь 2009 г.
- ^ Т. Эстрада, Х. Лин и П. Дж. Анцаклис. «Модельное управление с прерывистой обратной связью». В сб. «Управление и автоматизация», 2006. МЕД '06. 14-я Средиземноморская конференция, страницы 1–6, июнь 2006 г.