معجم المصطلحات الفنية مستعمل في الكهرباء: attainable set for discrete system

attainable set for discrete system

فهم مجموعة الأهداف: مفهوم رئيسي للتحكم في الأنظمة المنفصلة

في مجال نظرية التحكم، فإن فهم سلوك نظام ما تحت مدخلات مختلفة أمر بالغ الأهمية لتحقيق النتائج المرجوة. بالنسبة للأنظمة المنفصلة الزمن، يعد مفهوم **مجموعة الأهداف** أساسيًا في هذا المسعى. تستعرض هذه المقالة مفهوم مجموعة الأهداف، مع تسليط الضوء على أهميتها في تحليل قابلية التحكم في الأنظمة المنفصلة.

تعريف وتفسير

تُمثل مجموعة الأهداف، التي تُرمز إليها بـ K(t₀, t₁)، مجموعة جميع الحالات الممكنة التي يمكن لنظام منفصل الوصول إليها في الوقت t₁ انطلاقًا من شروط أولية صفرية في الوقت t₀. بمعنى آخر، تُلخص "الفضاء القابل للوصول إليه" للنظام خلال الفترة الزمنية المحددة.

رياضياً، يُعرّف مجموعة الأهداف كالتالي:

K(t₀, t₁) = {x ∈ ℝⁿ | x = Σ_(j=t₀)^(t₁-1) F(t₁, j+1)B(j)u(j)}

حيث:

  • x هو متجه الحالة في الوقت t₁
  • F(t₁, j+1) هي مصفوفة انتقال الحالة من الوقت j+1 إلى الوقت t₁
  • B(j) هي مصفوفة المدخلات في الوقت j
  • u(j) هو متجه المدخلات في الوقت j
  • ℝⁿ يُمثل الفضاء الحقيقي ذو الأبعاد n

يُؤكد هذا التعريف على أن مجموعة الأهداف تُنشأ بتطبيق جميع تسلسلات المدخلات الممكنة u(j) خلال الفترة [t₀, t₁] ومراقبة متجهات الحالة الناتجة x.

قابلية التحكم ومجموعة الأهداف

يرتبط مفهوم مجموعة الأهداف ارتباطًا وثيقًا بمفهوم **قابلية التحكم**. يُقال إن نظام منفصل **قابل للتحكم** في الفترة [t₀, t₁] إذا كان من الممكن الوصول إلى أي حالة x في فضاء الحالة من الحالة الأولية x(t₀) باستخدام تسلسل مدخلات مناسب.

من المهم ملاحظة أن قابلية التحكم لنظام منفصل داخل فترة زمنية معينة مرتبطة مباشرة بمجموعة أهدافه. يكون النظام **قابل للتحكم** في [t₀, t₁] إذا وفقط إذا امتدت مجموعة أهدافه K(t₀, t₁) إلى فضاء الحالة بأكمله ℝⁿ.

مثال: ضع في اعتبارك نظامًا ذو فضاء حالة ثنائي الأبعاد. إذا كانت مجموعة الأهداف K(t₀, t₁) عبارة عن خط في هذا الفضاء، فإن النظام غير قابل للتحكم لأنه لا يمكنه الوصول إلى الحالات خارج هذا الخط. ومع ذلك، إذا كانت K(t₀, t₁) تُحيط بالفضاء ثنائي الأبعاد بأكمله، فإن النظام قابل للتحكم.

تطبيقات مجموعة الأهداف

يُثبت مفهوم مجموعة الأهداف قيمته في العديد من التطبيقات المتعلقة بقابلية التحكم:

  • تحديد قابلية التحكم: من خلال تحليل بنية وخصائص مجموعة الأهداف، يمكن للمرء تحديد ما إذا كان النظام قابل للتحكم داخل فترة زمنية معينة.
  • التحكم الأمثل: يمكن لمجموعة الأهداف تقديم رؤى قيمة لتصميم استراتيجيات تحكم مثلى تحقق الحالات المطلوبة في أقصر وقت ممكن أو مع الحد الأدنى من استهلاك الطاقة.
  • التحكم القوي: إن فهم مجموعة الأهداف يُمكن من تصميم وحدات تحكم قوية في مواجهة الشكوك والتداخلات في ديناميكيات النظام.
  • تحليل قابلية الوصول: تُشكل مجموعة الأهداف الأساس لتحليل قابلية الوصول، والذي يتضمن تحديد مجموعة الحالات التي يمكن الوصول إليها من حالة أولية معينة تحت قيود معينة.

الاستنتاج

تُعد مجموعة الأهداف مفهومًا أساسيًا في تحليل الأنظمة المنفصلة الزمن. تُوفر أداة قوية لفهم قابلية التحكم، وتصميم وحدات تحكم مثلى، وإجراء تحليل قابلية الوصول. من خلال الاستفادة من الأفكار المستقاة من مجموعة الأهداف، يمكن للباحثين والمهندسين اكتساب فهم أعمق لسلوك النظام وتطوير استراتيجيات تحكم فعالة لمجموعة واسعة من التطبيقات.

مصطلحات مشابهة
الأكثر مشاهدة
  • ammonia maser ماسير الأمونيا: ثورة في تقنية… Electrical
  • α-level set فهم مجموعات α-Level في الهندس… Electrical
  • AC coupling اقتران التيار المتردد: جسر ال… Electrical
  • acceleration error constant فهم ثابت خطأ التسارع في أنظمة… Electrical
  • ABCD matrix كشف قوة خطوط النقل: فهم مصفوف… Electrical

Comments


No Comments
POST COMMENT
captcha
إلى