狀態空間解析法:整體的數位系統的最佳化控制器設計

Abstract

本篇論文將介紹一個新的數位系統控制概念，由兩個主要的部份所組成：狀態空間解 析法及向量式系統判別。前者是關於線性控制器的設計方法，其概念近似於逆運算控 制(inverse dynamic) ，但提供了更完備的控制理論及工具，尤其是當受控系統存有 不穩定零點(zero)時，逆運算控制完全無法設計，而狀態空間解析法卻有周全的解決 之道。另一方面，較之古典控制(classical control) 所沒有的特性，狀態解析法能 隨時針對受控體模式(model) 的改變非常迅速地修正控制器之內部運算以達到穩健控 制的目的！至於所謂的向量式系統判別，是一個建立在向量空間正交計算的系統判別 方法，它的特性是只需極少的輸入輸出資料，就能完成系統判別的工作，因此對於在 即時(real-time) 控制中非線性系統工作點附近的線性化極為有用。如此利用兩者之 優點，我們把狀態空間解析法及向量式系統判別結合為一完整的適應控制系統 (adaptive control system) ，能應用到非線性受控系統上，達到實際化的目的。