جزوه کنترل مدرن

در دنیای امروز، با پیچیده‌تر شدن سیستم‌های صنعتی، رباتیک و فرآیندهای فنی، نیاز به کنترل دقیق و بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌ها بیش از پیش احساس می‌شود. روش‌های کلاسیک کنترل که عمدتاً بر اساس تحلیل در دامنه فرکانسی و استفاده از توابع تبدیل عمل می‌کنند، برای سیستم‌های ساده و خطی مناسب بودند، اما در برخورد با سیستم‌های پیچیده‌تر و با ویژگی‌های غیرخطی، چندمتغیره یا با تأخیرهای زمانی پیچیده، محدودیت‌های زیادی دارند.

در پاسخ به این چالش‌ها، کنترل مدرن به‌ویژه از نیمه دوم قرن بیستم به عرصه آمده است. این روش‌ها عمدتاً به‌طور ریاضیاتی سیستم‌ها را در فضای حالت (State-Space) مدل‌سازی می‌کنند، که امکان تحلیل و طراحی سیستم‌های پیچیده‌تر را با دقت بیشتر فراهم می‌آورد. در این رویکرد، به‌جای تجزیه و تحلیل سیستم در حوزه فرکانسی، توجه به متغیرهای حالت سیستم در زمان واقعی، امکان طراحی و کنترل سیستم‌ها را در بستر زمان و وضعیت سیستم فراهم می‌آورد.

یکی از ویژگی‌های برجسته کنترل مدرن این است که این روش‌ها محدود به سیستم‌های خطی نمی‌شوند و قابلیت‌هایی برای تحلیل و طراحی سیستم‌های غیرخطی ، چندمتغیره و حتی وابسته به زمان نیز دارند. به این ترتیب، کنترل مدرن امکان اعمال کنترل بهینه و پایداری دینامیک در طیف وسیعی از کاربردها، از جمله رباتیک پیشرفته، سیستم‌های خودران، شبکه‌های قدرت و بسیاری دیگر از صنایع نوین را فراهم می‌آورد.

 این درس در تلاش است تا با معرفی مبانی و مفاهیم اصلی کنترل مدرن، دانشجویان را با ابزارهای نوین و الگوریتم‌های پیچیده‌ای که برای تحلیل و طراحی سیستم‌ها به‌کار می‌روند، آشنا سازد.