| Περίληψη: | Η πρώτη χρήση του ελέγχου με ανατροφοδότηση ενός φυσικού συστήματος από την
ανθρωπότητα έγινε από την προϊστορία. Ήταν το σύστημα υπερχείλισης ενός δικτύου άρδευσης, όπου τα
πλεονάζοντα ύδατα στραγγίζονταν αυτόματα. Η ανάπτυξη ενός μαθηματικού πλαισίου για την
περιγραφή, την ανάλυση και τη σχεδίαση συστημάτων αυτόματου ελέγχου ανάγεται χρονικά στην
εισαγωγή του φυγοκεντρικού υδραυλικού ελεγκτή (flyball governor) στην ατμομηχανή αρχικά από τον
James Watt(1769) και στη συνέχεια από τους James Clerk Maxwell κ.α. (περίπου 1868), που βελτίωσαν
τον σχεδιασμό και τις δυνατότητες εφαρμογής του συστήματος.
Από την εποχή εκείνη η θεωρία και η εφαρμογή των συστημάτων αυτόματου ελέγχου εξελίχθηκε
ταχύτατα. Σημαντικές νέες έννοιες και εργαλεία αναπτύχθηκαν παράλληλα με την ανάπτυξη του
τηλεφώνου και των ραδιοεπικοινωνιών στις δεκαετίες του 1920 και 1930. Ηλεκτρονικές συσκευές όπως
ενισχυτές και διαμορφωτές, με πολύ φτωχές αρχικά επιδόσεις, βελτιώθηκαν δραματικά με τη βοήθεια
της ανατροφοδότησης. Ο δεύτερος παγκόσμιος πόλεμος επιτάχυνε ακόμη περισσότερο την ανάπτυξη της
κλασικής θεωρίας συστημάτων αυτόματου ελέγχου. Βαριά όπλα έπρεπε να στοχεύουν γρήγορα και με
ακρίβεια. Η ακριβής αεροπλοήγηση και ο εντοπισμός στόχων ήταν ένας κρίσιμος παράγοντας για την
έκβαση του πολέμου, ενώ η αποτελεσματικότητα των αεροσκαφών βελτιώθηκε πάρα πολύ με την
ενσωμάτωση σύνθετων συστημάτων ελέγχου. Αργότερα ο αυτοματισμός έγινε μια καθημερινή λέξη
καθώς η βιομηχανία άρχισε να εξαρτάται σε ολοένα μεγαλύτερο βαθμό από αυτοματοποιημένες
μηχανές. Σήμερα τα συστήματα ελέγχου με ανατροφοδότηση είναι πολύ διαδεδομένα στη βιομηχανία και
στην καθημερινή ζωή. Βρίσκουν εφαρμογές κάθε κλίμακας, από μικρές οικιακές συσκευές μέχρι και τα
φρένα των αυτοκινήτων, τον ποιοτικό έλεγχο της βιομηχανίας παραγωγής ή ακόμη τη νομισματική
πολιτική μιας κυβέρνησης.
Η ανάπτυξη συστημάτων αυτόματου ελέγχου μπορεί να χωριστεί σε τρεις ιστορικές περιόδους. Η
πρώτη περίοδος χαρακτηρίζεται από την κλασική θεωρία αυτόματου ελέγχου που χρησιμοποιεί μεθόδους
οι οποίες αναπτύχθηκαν πριν το 1950, όπως η μέθοδος Routh-Hurwitz, ο γεωμετρικός τόπος των ριζών και
τα διαγράμματα Bode και Nyquist. Η δεύτερη περίοδος χαρακτηρίζεται από την λεγόμενη σύγχρονη
θεωρία αυτομάτου ελέγχου, που αναπτύχθηκε στα τέλη της δεκαετίας του 1950 και τις αρχές της
δεκαετίας του 1960 και αναφέρεται στον χώρο καταστάσεων. Η Τρίτη περίοδος, στην διάρκεια των
δεκαετιών του 1970 και 1980 οδήγησε στον συνδυασμό των δυο θεωριών και στην ανάπτυξη μεθόδων
που απαντούν στο πρόβλημα της αβεβαιότητας της παραγωγικής μονάδας και είναι γνωστές με την
ονομασία «συστήματα εύρωστου (robust) ελέγχου».Στις επόμενες παραγράφους θα γίνει μια εισαγωγή,
αρχικά στη θεωρία ελέγχου για γραμμικά κι έπειτα για μη γραμμικά, συστήματα αυτομάτου ελέγχου. Η
οποία και είναι απαραίτητη για την επίλυση του τελικού προβλήματος αυτής της εργασίας.
|
|---|
