Méthode moderne d'enseignement des commandes

Contexte

Quand j'ai pris mon premier cours de contrôle (2006-ish comme enseigné par un professeur d'aérospatiale pour un mélange d'étudiants ME et EE), tout était essentiellement fait dans la transformation de Laplace, les fonctions de transfert, etc.

Plus récemment (2012), j'ai suivi une classe de contrôle de niveau supérieur dans une autre école et c'était presque tout un espace d'État. C'était vraiment un tas de preuves d'algèbre linéaire abstraite qui se rapportaient à l'observabilité et à la contrôlabilité. J'ai souligné la différence dans le fait que c'était pour les étudiants diplômés qui travailleraient sur une classe de problèmes plus théorique (presque aucune mention n'a été faite pour relier cela à un système réel).

Maintenant, de parler aux étudiants de premier cycle dans la même école, je dois comprendre que l'espace d'état est la façon dont la théorie du contrôle est actuellement enseignée. Les méthodes de Laplace sont brièvement couvertes mais rapidement rejetées comme obsolètes.

Je travaille dans la combustion et je n'ai aucune idée de ce qui se passe.

Des questions

• Est-ce une indication précise de la façon dont les contrôles sont enseignés de nos jours?
• Quoi qu'il en soit, cela correspond-il à l'état / à l'avenir prévisible des contrôles?

Je suis également intéressé de connaître les avantages d'une méthode par rapport à l'autre.

Avertissement: J'ai étudié la théorie du contrôle du point de vue des mathématiques, pas du point de vue d'un ingénieur.

La théorie de la commande classique est basée sur des systèmes linéaires et s'y limite également. La linéarisation est utile dans de nombreux cas, mais pas entièrement applicable dans d'autres. Les outils d'analyse (transformée de Laplace, placement des pôles, locus racinaire, rww hurwitz, etc ...) sont les plus faciles à conduire sur les systèmes linéaires.

La théorie du contrôle optimal est l'approche la plus moderne car elle peut gérer des systèmes non linéaires directement sans utiliser le domaine fréquentiel. L'idée est que le contrôle peut être obtenu en minimisant une fonction de coût convenablement choisie au fil du temps. Habituellement, cette fonction de coût est une fonction des variables de l'espace d'états et est généralement soumise à des contraintes définies par la dynamique, les conditions aux limites et / ou les chemins possibles. Le mot «optimal» ne signifie pas qu'il est nécessairement meilleur ou supérieur à la théorie de contrôle classique. Ici, «optimal» signifie que le contrôle est obtenu en trouvant un extrema relatif (généralement un minimum) d'une fonction.

Selon la façon dont la fonction objectif est choisie, la minimisation peut nécessiter la résolution d'un système d'équations linéaire ou non linéaire. Heureusement, de nombreux outils numériques / analytiques d'optimisation et / ou de calcul des variations peuvent gérer de tels problèmes.

Bien sûr, minimiser une fonction non linéaire peut être une entreprise assez coûteuse d'un point de vue informatique. S'il est possible d'analyser par d'autres moyens (c.-à-d. La théorie de contrôle classique), alors il peut être plus intéressant de le faire.

• Le programme d'études diffère selon les universités
• Le programme d'études en génie diffère d'un pays à l'autre
• Les programmes sont mis à jour régulièrement pour répondre aux nouvelles exigences d'accréditation
• Parfois, il existe une différence distincte entre les programmes d'études supérieures et de premier cycle de la même école
• Certains professeurs sont progressifs et mettent à jour les cours plus fréquemment pour suivre les progrès

Il n'y a pas si longtemps, j'ai moi aussi suivi un cours sur les systèmes linéaires dans un programme d'études supérieures. Sur la base de votre description, il semble que moi aussi j'aurais pu vivre une expérience similaire. Dans ce cas, je sais que le professeur n'a pas mis à jour le cours depuis au moins 10 ans.

Recommandation: je suggère d'apprendre les méthodes modernes pour résoudre les problèmes des systèmes de contrôle. Je suggère également que vous deveniez membre de la société professionnelle respective; dans votre cas, ce pourrait être ASE.

Enfin, certains résolvent des problèmes d'ingénierie en utilisant des méthodes de force brute. Les ingénieurs professionnels qualifiés et qualifiés utilisent les compétences acquises au cours des études universitaires ainsi que les connaissances acquises en faisant partie d'organisations professionnelles pour résoudre efficacement les problèmes d'ingénierie. Une partie de la valeur importante qu'un ingénieur de premier cycle et de cycle supérieur apporte à une organisation est la capacité de reconnaître et de résoudre rapidement les problèmes de manière efficace.