制御システムのシステムモデリング

学部生として制御理論の授業を受けた後、卒業後はまったく使用しなくなりました。コントロールの趣味プロジェクトを開始することで、私はそれを修正し始めました。私の教科書は理論のかなり良い参考文献ですが、私の最大の問題は、モデルのシステムパラメータを決定する上で良い参考文献を見つけていないことです。たとえば、発熱体から少し離れた場所に温度センサーがあり、その上に重要な量の熱質量があるとします。この非理想性をどのようにモデル化する必要がありますか？また、要素の誤差関数をモデル化した後でも、ベンチ実験から実際の数値係数を決定するにはどうすればよいですか？

ここに誰かが推奨する良い教科書や参考文献を持っていますか？

私もこの問題を抱えていました...私は生計のためにコントロールの仕事をしましたが。コントロールの仕事の私の部分は、システム識別担当者が私に与えるものを扱ってきたので、私はそのスキルを私が望んでいたほど開発しませんでした。しばらくして、私はいくつかの追加の本を手に入れ、いくつかのケースでそれを行う方法を再学習しました。

私が使用する方法は、システムを記述するラグランジュ方程式を作成することです。ラグランジアンは、システムの運動エネルギーと位置エネルギーを表します。Control system design：An Introduction to state-space methods（cheap）には、システム識別を実行するための適切なリファレンスが実際にあることがわかりました。第2章のすべての例と問題に目を通すことをお勧めします。

さらに、モデルのコンポーネントを電気的等価物に変換することで、記述した熱問題を処理できます。これは本の中で、または少しグーグルをすることで見つけることができます。

制御理論についても同様の歴史があります。昨年、私は同じ問題を解決しようとしましたが、やや成功しました。私はいくつかのことを学びました：

• フィールドのこの部分は「システム識別」と呼ばれます。

• 残念ながら、このトピックに関するほとんどの工学文献は動的システムの識別をカバーしています。これは、たとえば、ロボットアームが箱を拾ったためにロボットアームの質量が変化したため、制御パラメーターを調整するタスクを意味します。

• 多くの物理パラメータについて、適切な推定値を得ることができるテストがあります。たとえば、機械システムでは、いくつかの異なる質量を使用してビームの重量を測定し、ビームのたわみを測定することにより、ビームの剛性を測定できます。熱質量の特定の例については、熱量計がない限り、おそらく材料特性と体積による推定が最善の策だと思います。

• 実際にコンピューターの外部に存在するPIDシステムのゲインを推定するには、Ziegler-Nicholsの方法が良いスタートであることがわかりました。http：//www.mstarlabs.com/control/znrule.html

• 私が知ることができることから、一般的な手順には、強力なアクチュエータを備えたプロトタイプを構築し、システムが異なる入力にどのように反応するかを確認することが含まれます。たとえば、ステップ入力への応答を測定することでシステムの減衰係数と固有振動数を推定する方法を説明するこのMatlabチュートリアルを参照してください（つまり、スプリングをけいれんさせて揺れを確認する）：http : //www.me .cmu.edu / ctms / modeling / tutorial / systemidentification / mainframes.htm