[{"text_idx": "#000001", "text": "Fermitcikla regilo estas interfaka branc\u0302o de ing\u0302enieristiko kaj matematiko kiu traktas la konduto de dinamikaj sistemoj enigaj\u0302ojn, kaj kiel ilia konduto estas modifita per religo.\nLa kutima celo de fermitcikla regilo estas kontroli sistemon, ofte nomitan la planto , tiel ke g\u0302ia produktaj\u0302o sekvas dezirata kontroli signalon, nomitan la referenco , kiu povas esti fiksa au\u0306 varia valoro.\nFarendaj\u0302o tion regilon estas dizajnita, kiu monitoras la produktaj\u0302on kaj komparas g\u0302in kun la referenco.\nLa diferenco inter fakta kaj dezirata produktaj\u0302o, nomita la erar signalo, estas aplikita kiel religo al la enigaj\u0302o de la sistemo, por alporti la faktan produktaj\u0302on pli proksime al la referenco.\nKelkaj temoj studitaj en fermitcikla regilo estas stabileco (c\u0302u la produktaj\u0302o konverg\u0302os al la referencvaloro au\u0306 oscilos ronde g\u0302i), kontrolebleco kaj observeblo."}, {"text_idx": "#000002", "text": "Ampleksa uzo estas kutime farita de diagrama stilo konata kiel la blokdiagramo.\nLa transigofunkcio, ankau\u0306 konata kiel la sistemfunkcio au\u0306 retfunkcio, estas matematika reprezentado de la rilato inter la enigaj\u0302o kaj produktaj\u0302o surbaze de la diferencialaj ekvacioj priskribante la sistemon."}, {"text_idx": "#000003", "text": "Kvankam grava apliko de fermitcikla regilo estas en kontrolsistemoj-ing\u0302enieristiko, kiu traktas la dezajnon de procesdirektad sistemoj por industrio, aliaj aplikoj varias longe preter tio.\nKiel la g\u0302enerala teorio de religsistemoj, fermitcikla regilo estas utila kie ajn religo okazas.\nKelkaj ekzemploj estas en fiziologio, elektroniko, klimatmodeligado, mas\u0302indezajno, ekosistemoj, navigacio, neu\u0306ralaj retoj, predant-preda interagado, genekspresio, kaj produktadoteorio."}, {"text_idx": "#000005", "text": "Linia kontrau\u0306 nelinia fermitcikla regilo"}, {"text_idx": "#000009", "text": "Primitiva maniero efektivigi rapidecregulilon estas simple s\u0302losi la akcelilpozicion kiam la s\u0302oforo engag\u0302as rapidecregulilon.\nTamen, se la rapidecregulilo estas engag\u0302ita sur peco de plata vojo, tiam la au\u0306to vojag\u0302os pli malrapida iri supren kaj pli rapide dum irado malsupren.\nTiu speco de regilo estas nomita senrevenliga regilo c\u0302ar ekzistas neniu religo;\nneniu mezurado de la sistemproduktaj\u0302o (la rapideco de la au\u0306to) kutimas s\u0302ang\u0302i la kontrolon (la akcelilpozicio.\nKiel rezulto, la regilo ne povas kompensi por s\u0302ang\u0302oj reagantaj al la au\u0306to, kiel s\u0302ang\u0302o en la deklivo de la vojo."}, {"text_idx": "#000011", "text": "La kampo de fermitcikla regilo povas esti dividita en du branc\u0302ojn:"}, {"text_idx": "#000017", "text": "Kvankam kontrolsistemoj de diversaj tipoj devenas de antikvo, kiam pli formala analizo de la kampo komencig\u0302is kun dinamikanalizo de la centrifuga guberniestro, kondukita fare de la fizikisto James Clerk Maxwell en 1868, rajtigis On Governors.\nTio priskribis kaj analizis la fenomenon de mem-oscilado, en kiu malfruoj en la sistemo povas kau\u0306zi trokompensijonon kaj malstabila konduto.\nTio generis ekblovon de intereso en la temo, dum kiu la samklasano de Maxwell, Edward John Routh, abstraktis la rezultojn de Maxwell por la g\u0302enerala klaso de liniaj sistemoj.\nSendepende, Adolf Hurwitz analizis sistemstabilecon utiligantan diferencialajn ekvaciojn en 1877, rezultante en kio nun estas konata kiel la Routh-Hurwitz-teoremo."}, {"text_idx": "#000018", "text": "Rimarkinda apliko de dinamika kontrolo estis en la areo de pilotata flugo.\nLa fratoj Wright produktis siajn unuajn sukcesajn testflugojn la 17-an de decembro 1903 kaj estis distingitaj per sia kapablo kontroli siajn flugojn por grandaj periodoj (pli d tiel ol la kapablo produkti lifton de aertavoleto, kio estis konata).\nKontinua, fidinda kontrolo de la aviadilo estis necesa por flugoj dau\u0306rantaj pli longe ol kelkaj sekundoj."}, {"text_idx": "#000019", "text": "Antau\u0306 2-a Mondmilito, fermitcikla regilo estis grava parto de fajrobatalaj sistemoj, gvidsistemoj kaj elektroniko."}, {"text_idx": "#000020", "text": "Foje, mekanikaj metodoj kutimas plibonigi la stabilecon de sistemoj.\nEkzemple, s\u0302ipstabiligiloj estas nag\u0302iloj muntitaj sub la akvorando kaj aperado laterale.\nEn nuntempaj s\u0302ipoj, ili povas esti giroskope kontrolitaj aktivaj nag\u0302iloj, kiuj havas la kapaciton s\u0302ang\u0302i sian angulon de atako por kontrau\u0306agi rulon kau\u0306zitan de vento au\u0306 ondoj reagantaj al la s\u0302ipo."}, {"text_idx": "#000021", "text": "La Sidewinder-misilo uzas malgrandajn kontrolinterfacojn metitajn c\u0302e la malantau\u0306o de la misilo per turnadaj diskoj sur iliaj eksteraj surfacoj kaj tiuj estas konataj kiel roleron.\nAerfluo super la diskoj turnadas ilin al alta rapideco.\nSe la misilo komencas rulig\u0302i, la giroskopa forto de la diskoj movas la kontrolinterfacon en la aerfluon, nuligante la decidproponon.\nTiel, la Sidewinder-teamo anstatau\u0306igis eble kompleksan kontrolsistemon kun simpla mekanika solvo."}, {"text_idx": "#000022", "text": "La Kosmokonkuro ankau\u0306 dependis de preciza kosmos\u0302ipkontrolo, kaj fermitcikla regilo ankau\u0306 vidis kreskantan uzon en kampoj kiel ekzemple ekonomiko."}, {"text_idx": "#000024", "text": "Multaj aktivaj kaj historiaj figuroj faris signifan kontribuon al fermitcikla regilo inkluzive de"}, {"text_idx": "#000026", "text": "Por venki la limigojn de la senrevenliga regilo, fermitcikla regilo lanc\u0302as religon.\nFermitcirkla regilo utiligas religon por kontroli s\u0302tatojn au\u0306 produktadojn de dinamika sistemo.\nG\u0302ia nomo venas de la informpado en la sistemo: procezenigaj\u0302oj (ekz., tensio aplikita al elektromotoro) havas efikon al la procezproduktaj\u0302oj (ekz., rapideco au\u0306 tordmomanto de la motoro), kiu estas mezurita per sensiloj kaj prilaborita fare de la regilo;\nla rezulto (la kontrolsignalo) estas \"mang\u0302ita reen\" kiel enigaj\u0302o al la procezo, fermante la buklon."}, {"text_idx": "#000027", "text": "Fermitcirklaj regiloj havas la sekvajn avantag\u0302ojn super senrevenligaj regiloj:"}, {"text_idx": "#000028", "text": "tumultmalakcepto (kiel ekzemple montetoj en la rapidecregulilekzemplo supre)\ngarantiita efikeco ec\u0302 kun model necertecoj, kie la modelstrukturo ne egalas perfekte la realan procezon kaj la modelparametrojn estas ne precizaj\nmalstabilaj procezoj povas esti stabiligitaj"}, {"text_idx": "#000029", "text": "En kelkaj sistemoj, fermitcirkla kaj senrevenliga kontrolo estas uzita samtempe.\nEn tiaj sistemoj, la senrevenliga kontrolo estas nomita furag\u0302avanculo kaj helpas plue plibonigi referencon spurantan efikecon."}, {"text_idx": "#000030", "text": "Ofta fermitcirkla regilarkitekturo estas la PID-regilo."}, {"text_idx": "#000031", "text": "La produktado de la sistemo y (t) estas mang\u0302ita reen tra sensilmezurado F al komparo kun la referencvaloro r (t).\nLa regilo C tiam prenoj la eraro e (diferenco) inter la referenco kaj la produktaj\u0302o s\u0302ang\u0302i la enigaj\u0302ojn u al la sistemo sub kontrolo P.\nTio estas montrita en la figuro.\nTiu speco de regilo estas fermitcirkla regilo au\u0306 religregilo."}, {"text_idx": "#000033", "text": "Se ni supozas la regilon C, la planto P, kaj la sensilo F estas linia kaj temp-senvaria (t.e., elementoj de ilia transigofunkcio C (j), P (j), kaj F (j) ne dependas g\u0302ustatempe), la sistemoj supre povas esti analizitaj uzante la Laplace transformas sur la variabloj.\nTio donas la sekvajn rilatojn:"}, {"text_idx": "#000035", "text": "La numeratoro estas la antau\u0306a (malfermcirkvita) gajno de r g\u0302is y, kaj la denominatoro estas unu pluso la gajno en irado c\u0302irkau\u0306 la religo, la tielnomita buklogajno."}, {"text_idx": "#000036", "text": "La PID-regilo estas vers\u0302ajne la plej-uzita religa kontroldezajno.\nPID estas inicialaj\u0302o por Proporcia-integrita-derivaj\u0302o, rilatante al la tri esprimoj funkciigantaj sur la erarsignalo por produkti kontrolsignalon."}, {"text_idx": "#000039", "text": "Tie ekzistas interesa ekzemplo de la fermitcirkla sistemo diskutita supre."}, {"text_idx": "#000044", "text": "Por praktikaj PID-regiloj, pura distingilo estas nek fizike realigebla nek dezirinda [8] pro plifortigo de bruo kaj resonancaj reg\u0302imoj en la sistemo.\nTial, faz-antau\u0306eca kompensator-tipaliro estas utiligita anstatau\u0306e, au\u0306 distingilo kun malalt-enirpermesila rulo-de."}, {"text_idx": "#000045", "text": "Kontraste al la frekvenca domajnanalizo de la klasika fermitcikla regilo, moderna fermitcikla regilo utiligas la temp-domajnan s\u0302tatspac reprezentantaron, matematikan modelon de fizika sistemo kiel aron de enigaj\u0302o, produktaj\u0302o kaj s\u0302tatvariabloj ligitaj per unuaordaj diferencialaj ekvacioj.\nPor abstrakti de la nombro da enigaj\u0302oj, produktaj\u0302oj kaj s\u0302tatoj, la variabloj estas esprimitaj kiel vektoroj kaj la diferencigaj kaj algebraj ekvacioj estas skribitaj en matricformularo (c\u0302i-lasta nur estante eblaj kiam la dinamika sistemo estas linia).\nLa s\u0302tatspacreprezentantaro (ankau\u0306 konata kiel la \"temp-domajna aliro\") disponigas oportunan kaj kompaktan vojon al modelo kaj analizas sistemojn kun multoblaj enigaj\u0302oj kaj produktaj\u0302oj.\nKun enigaj\u0302oj kaj produktaj\u0302oj, ni alie devus skribi malsupren ke Laplace transformas por c\u0302ifri la tutajn informojn pri sistemo.\nMale al la frekvenca domajnaliro, la uzo de la s\u0302tat-spaca reprezentantaro ne estas limigita al sistemoj kun liniaj komponentoj kaj nul komencaj kondic\u0302oj.\n\"S\u0302tat spaco\" rilatas al la spaco kies aksoj estas la s\u0302tatvariabloj.\nLa stato de la sistemo povas esti reprezentita kiel punkto ene de tiu spaco."}, {"text_idx": "#000046", "text": "La stabileco de g\u0302enerala dinamika sistemo kun neniu enigaj\u0302o povas esti priskribita kun Lyapunov-stabilec kriterioj."}, {"text_idx": "#000047", "text": "Linia sistemo estas nomita saltitenigaj\u0302a saltitproduktaj\u0302o (da BIBO) stabila c\u0302u g\u0302ia produktaj\u0302o restos saltita por iu saltita enigaj\u0302o.\nStabileco por neliniaj sistemoj kiuj prenas enigaj\u0302on estas eniral-s\u0302tata stabileco (ISS), kiu kombinas Lyapunov-stabilecon kaj nocion similan al BIBO-stabileco."}, {"text_idx": "#000049", "text": "Matematike, tio intencas ke por kau\u0306za linia sistemo por esti stabila ke c\u0302iuj la poloj de sia transigofunkcio havendaj\u0302o negativ-realajn valorojn, t.e. la reela parto de c\u0302iu polo devas esti malpli ol nul.\nPreskau\u0306 parolante, stabileco postulas ke la transigofunkciokompleksoopoloj log\u0302as"}, {"text_idx": "#000050", "text": "en la malferma maldekstra duono de la kompleksa ebeno por kontinua tempo, kie la Laplace-transformo estas utiligita por akiri la transigofunkcion.\nene de la trigonometria cirklo por diskreta tempo, kie la Z-transformaj\u0302o estas utiligita."}, {"text_idx": "#000052", "text": "Kiam la konvenaj kondic\u0302oj supre estas kontentigitaj sistemo lau\u0306dire estas asimptote stabilaj;\nla variabloj de asimptote stabila kontrolsistemo c\u0302iam malpliig\u0302as de sia komenca valoro kaj ne montras ondumaj\u0302osciladojn.\nPermanentaj osciladoj okazas kiam polo havas reelan parton precize egala al nul (en la kontinua tempokazo) au\u0306 modulus egala al unu (en la diskreta tempokazo).\nSe simple stabila sistemrespondo nek kadukig\u0302as nek kreskas dum tempo, kaj havas neniujn osciladojn, g\u0302i estas marg\u0302ene stabila;\nen tiu kazo la sistemo transigofunkcion havas ne-ripetajn polojn c\u0302e kompleksaebena origino (t.e. ilia reala kaj kompleksa komponento estas nul en la kontinua tempokazo).\nOsciladoj c\u0302eestas kiam poloj kun reela parto egala al nul havas imaginaran parton ne egala al nul."}, {"text_idx": "#000053", "text": "Se de sistemo koncerne havas impulsrespondon"}, {"text_idx": "#000054", "text": "tiam la Z-transformaj\u0302o (vidu tiun ekzemplon), ricevas per"}, {"text_idx": "#000055", "text": "Tiu sistemo estas BIBO (asimptote) stabila c\u0302ar la polo estas ene de la trigonometria cirklo."}, {"text_idx": "#000057", "text": "Multaj iloj ekzistas por la analizo de la poloj de sistemo.\nTiuj inkludas grafikajn sistemojn kiel la radiklokuso, Bode-intrigoj au\u0306 la Nyquist-intrigoj."}, {"text_idx": "#000058", "text": "Mekanikaj s\u0302ang\u0302oj povas igi ekipaj\u0302on (kaj kontrolsistemoj) pli stabila.\nMaristoj aldonas balaston por plibonigi la stabilecon de s\u0302ipoj.\nKrozos\u0302ipoj uzas kontrau\u0306rulnag\u0302ilojn kiuj etendas lau\u0306larg\u0302e de la flanko de la s\u0302ipo por eble 30 futoj (10 m) kaj estas ade rotaciitaj koncerne siajn aksojn por evoluigi fortojn kiuj kontrau\u0306batalas la rulon."}, {"text_idx": "#000060", "text": "De geometria perspektivo, rigardante la statojn de c\u0302iu variablo de la sistemo por esti kontrolita, c\u0302iu \"malbona\" stato de tiuj variabloj devas esti direktebla kaj observebla certigi g\u0302entilaj\u0302on en la fermitcirkla sistemo.\nTio estas, se unu el la eigenvalues de la sistemo ne estas kaj direktebla kaj observebla, tiu parto de la dinamiko restos netus\u0302ita en la fermitcirkla sistemo.\nSe tia Eigen-valoro ne estas stabila, la dinamiko de tiu Eigen-valoro c\u0302eestos en la fermitcirkla sistemo kiu tial estos malstabila.\nNeobserveblaj poloj ne c\u0302eestas en la transigofunkciorealigo de s\u0302tat-spaca reprezentantaro, kio estas kial foje c\u0302i-lasta estas preferita en dinamiksistemaj analizo."}, {"text_idx": "#000063", "text": "Kontrolproblemo povas havi plurajn specifojn.\nLa regilo devas certigi ke la fermitcirkla sistemo estas stabila, nekonsiderante la malfermcirkvita stabileco.\nMalbona elekto de regilo ec\u0302 povas plimalbonigi la stabilecon de la malfermcirkvita sistemo, kiu devas normale esti evitita."}, {"text_idx": "#000064", "text": "Alia tipa specifo estas la malakcepto de pas\u0302omiss\u0302ang\u0302o;\ninkluzive de integristo en la malfermcirkvita c\u0302eno (t.e. rekte antau\u0306 la sistemo sub kontrolo) facile atingas tion.\nAliaj klasoj de tumultoj bezonas malsamajn specojn de subsistemoj por esti inkluditaj."}, {"text_idx": "#000065", "text": "Aliaj \"klasikaj\" fermitciklaregilaj specifoj rigardas la tempo-respondon de la fermitcirkla sistemo.\nTiuj inkludas la pliig\u0302tempon (la tempo bezonis de la kontrolsistemo por atingi la deziratan valoron post perturbo), pintotros\u0302oson (la plej alta valoro atingita per la respondo antau\u0306 atingado de la dezirata valoro) kaj aliajn ( arang\u0302ante tempon, kvaron-kadukig\u0302on).\nFrekvencdomajnospecifoj estas kutime rilatitaj al fortikeco (vidu post)."}, {"text_idx": "#000067", "text": "Kontrolsistemo c\u0302iam devas havi iun fortikecposedaj\u0302on.\nFortika regilo estas tia ke g\u0302iaj trajtoj ne s\u0302ang\u0302as multon se aplikite al sistemo iomete diferenca de la matematika uzis por g\u0302ia sintezo.\nTiu specifo estas grava, c\u0302ar neniu reala fizika sistemo vere kondutas kiel la serio de diferencialaj ekvacioj kutimis reprezenti g\u0302in matematike.\nTipe pli simplanima matematika modelo estas elektita por simpligi kalkulojn, alie kiujn la vera sistemdinamiko povas esti tiel komplika ke kompleta modelo estas malebla."}, {"text_idx": "#000068", "text": "La procezo de determinado de la ekvacioj kiuj regas la dinamikon de la modelo estas nomita sistemidentigo.\nTio povas esti farita senreta: ekzemple, efektivigante serion de iniciatoj de kiuj kalkuli aproksimitan matematikan modelon, tipe sian transigofunkcion au\u0306 matricon.\nTia identigo de la produktaj\u0302o, aliflanke, ne povas pensi pri neobservebla dinamiko.\nEc\u0302 supozanta ke \"kompleta\" modelo estas utiligita en dizajnado de la regilo, c\u0302iuj parametroj inkluditaj en tiuj ekvacioj (nomitaj \"nominalaj parametroj\") neniam estas konataj kun absoluta precizeco;\nla kontrolsistemo devos konduti g\u0302uste ec\u0302 kiam ligite g\u0302is fizika sistemo kun veraj parametrovaloroj for de nominala."}, {"text_idx": "#000069", "text": "Kelkaj progresintaj kontrolteknikoj inkludas \"enretan\" identigprocezon (vidu poste).\nLa parametroj de la modelo estas kalkulitaj (\"identigita\") dum la regilo mem estas kuranta.\nLau\u0306 tiu maniero, se drasta vario de la parametroj rezultig\u0302as, ekzemple, se la brako de la roboto liberigas pezon, la regilo adaptos sin sekve por certigi la g\u0302ustan prezenton."}, {"text_idx": "#000071", "text": "Speciala fortikectemo estas la postulo por kontrolsistemo por rezulti konvene en la c\u0302eesto de enigaj\u0302o- kaj s\u0302tatlimoj.\nEn la fizika mondo c\u0302iu signalo estas limigita.\nPovis okazi ke regilo sendos kontrolon signalas ke tio ne povas esti sekvita per la fizika sistemo, ekzemple, provanta rotacii valvon c\u0302e troa rapideco.\nTio povas produkti nedeziratan konduton de la fermitcirkla sistemo, au\u0306 ec\u0302 difekti au\u0306 rompi aktuariojn au\u0306 aliajn subsistemojn.\nSpecifaj kontrolteknikoj estas haveblaj solvi la problemon:\nmodelo prognoza kontrolo (vidu poste), kaj kontrau\u0306-bobenas supren sistemojn.\nC\u0302i-lasta konsistas el kroma kontrolbloko kiu certigas ke la kontrolsignalo neniam superas antau\u0306fiksitan sojlon."}, {"text_idx": "#000073", "text": "Procezoj en industrioj kiel robotiko kaj la soacaera industrio tipe havas fortan nelinian dinamikon.\nEn fermitcikla regilo estas foje eble linearigi tiajn klasojn de sistemoj kaj uzi liniajn teknikojn, sed en multaj kazoj povas esti necese elpensi de komenceteorioj permesantaj kontrolon de neliniaj sistemoj.\nTiuj, ekz., religoliniigo, backsteping, turnig\u0302ante iom post iom reg\u0302imen, trajektoria liniigokontrolo normale ekspluatas rezultojn bazitajn sur la teorio de Lyapunov.\nDiferenciala geometrio estis vaste utiligita kiel ilo por g\u0302eneraligado de bonkonataj liniaj kontrolkonceptoj al la ne-linia kazo, same kiel montrado de la subtilecoj kiuj igas g\u0302in pli malfacila problemo.\nFermitcikla regilo ankau\u0306 estis utiligita por dec\u0302ifri la neu\u0306ralan mekanismon kiu direktas kognajn s\u0302tatojn."}, {"text_idx": "#000075", "text": "Stokasta kontrolproblemo estas unu en kiu la evoluo de la s\u0302tatvariabloj estas submetita hazardaj s\u0302okoj de ekster la sistemo.\nDeterminisma kontrolproblemo ne estas kondic\u0302igita de eksteraj hazardaj s\u0302okoj."}, {"text_idx": "#000076", "text": "C\u0302iu kontrolsistemo unue devas garantii la stabilecon de la fermitcirkla konduto.\nPor liniaj sistemoj, tio povas esti akirita rekte poziciigante la polojn.\nNon-liniaj kontrolsistemoj utiligas specifajn teoriojn (normale baziten sur la Teorio de Aleksandr Lyapunov) por certigi stabilecon sen konsidero al la interna dinamiko de la sistemo.\nLa ebleco por plenumi malsamajn specifojn distingig\u0302as de la modelo konsiderita kaj la kontrolstrategio elektita."}, {"text_idx": "#000078", "text": "Optimuma fermitcikla regilo estis uzita por determini optimuman destinprojekton por petrolo kaj gasrezervujoj."}, {"text_idx": "#000084", "text": "Diferencialaj ekvacioj / dinamikaj sistemoj"}, {"text_idx": "#000085", "text": "Fermitcikla regilo uzas retrokuplon por regi statojn au\u0306 eligojn de dinamika sistemo."}, {"text_idx": "#000086", "text": "Fermitcikla regilo enhavas komparilon de realaj statoj au\u0306 eligoj kun la dezirataj. Plejofte c\u0302i tiu komparilo estas subtrahilo."}]