ระบบควบคุมตัวแปรสถานะ
4(4-0-8)
เงื่อนไข : โดยความเห็นชอบของสาขาวิชา
วิธีตัวแปรสถานะสำหรับวิเคราะห์และออกแบบของระบบควบคุมเสถียรภาพและการสร้างเสถียรภาพ การออกแบบตัวสังเกตและตัวควบคุม
เค้าโครงรายวิชา
1. การแสดงสถานะปริภูมิความสัมพันธ์ระหว่างฟังก์ชันถ่ายโอนกับแบบจำลองปริภูมิสถานะปัญหาการควบคุม ตัวประมาณสถานะ (8 ชั่วโมง)
2. ค่าเฉพาะ เวกเตอร์เฉพาะ ทฤษฎีเคลีย์ – แฮมิลตัน ระบบอิสระ (6 ชั่วโมง)
3. แบบจำลองเวลาต่อเนื่องและดิสครีต การสลายเชิงฐานนิยม เมทริกซ์เปลี่ยนสถานะ การวิเคราะห์สเถียรภาพ วิธีของไลอาปูนอฟและการใช้ประโยชน์กับการออกแบบระบบป้อนกลับ (10 ชั่วโมง)
4. ความควบคุมได้และสังเกตได้สำหรับระบบเชิงเส้นไม่แปรผันตามเวลา และแปรผันตามเวลา การสร้างเสถียรภาพและความสามารถในการตรวจวัดได้ (6 ชั่วโมง)
5. การออกแบบการวางตำแหน่งโพลโดยการป้อนกลับสถานะ การวางตำแหน่งโพลบางส่วน การออกแบบเต็มและแบบลดทอนของตัวสังเกตสถานะ หลักการแยกส่วนการออกแบบระบบลดการคู่ควบ (10 ชั่วโมง)
6. แนะนำการควบคุมเหมาะที่สุดและการควบคุมไม่เชิงเส้น (8 ชั่วโมง)
ผลสัมฤทธิ์การเรียนรู้
นักศึกษาที่ผ่านรายวิชานี้มีความสามารถ ดังนี้
1. มีความเข้าใจปัญหาเกี่ยวกับการระบบควบคุมตัวแปรสถานะในงานวิศวกรรมไฟฟ้าได้
2. สามารถเข้าใจวิธีแก้ปัญหาและประยุกต์การแก้ปัญหาระบบควบคุมตัวแปรสถานะในงานวิศวกรรมไฟฟ้าได้
3. มีความเข้าใจและสามารถเขียนชุดคำสั่งคอมพิวเตอร์ในการแก้ปัญหาระบบควบคุมตัวแปรสถานะได้
State-variable Control Systems
Condition : Consent of the School
State variable methods for analysis and design of control systems; stability and stabilization; design of observers and controllers
Course Outline
1. State-space representation, relationship between transfer function and state-space models, control problem, state estimator (8 hours)
2. Eigenvalues, eigenvectors, Cayley-Hamilton theorem, unforced systems (6 hours)
3. Continuous- and discrete-time models, modal decomposition, transition matrix, stability analysis, Lyapunov’s method and its use in feedback design (10 hours)
4. Controllability and observability for time-invariant and time-varying linear systems, sterilizability and detectability (6 hours)
5. Pole placement design by state feedback, partial pole placement, design of full- and reduced-state observers, separation principle, design of decoupled systems (10 hours)
6. Introduction to optimal and nonlinear control (8 hours)
Learning Outcomes
Having successfully completed this course, students must be able to:
1. Understand problems concerning State-variable Control Systems
2. Understand and apply appropriate method for solving problems related to Statevariable Control Systems