¿Cuándo se prefieren los controladores que sobrepasan a los asintóticos?

Descargo de responsabilidad

Diseñar el comportamiento de los controladores es una tarea importante para muchas aplicaciones. Cada aplicación necesita cumplir sus propios requisitos. Por ejemplo, una máquina CNC necesita un controlador con una convergencia asintótica estricta al valor establecido. No se puede tolerar un comportamiento excesivo debido al hecho de que una vez eliminado el material no se puede reemplazar por la misma herramienta. Otros ejemplos de resultados devastadores con un comportamiento controlador excesivo son los pilotos automáticos que aterrizan en un avión o los transbordadores que atracan la EEI.

Pregunta

¿Existen aplicaciones reales en las que un controlador con un comportamiento de superación no solo se pueda tolerar, sino que conduzca a un rendimiento general adecuado para el sistema? Estoy buscando un ejemplo específico, no solo el campo de tareas donde podría ser el caso.

Pensamientos propios

Hay sistemas en los que se puede tolerar un comportamiento de control excesivo. Como si un robot necesita permanecer en una ruta específica en el camino a su destino con una tolerancia dada. Un controlador que controla la distancia a esta ruta dada puede permitir que el robot se mueva un poco alrededor de la trayectoria dada, siempre que lo mantenga dentro de la tolerancia. Pero si puede diseñar un controlador con una convergencia asintótica a su trayectoria, preferiría que elimine este meneo. No puedo pensar en ninguna aplicación real en la que preferiría un controlador de sobrepasar a uno asintótico si tuviera la opción.

Para algunos sistemas, el criterio principal es establecer el tiempo dentro de alguna banda de error. A veces puede obtener una solución más rápida al permitir un sobreimpulso más temprano.

Si necesita un sistema para alcanzar un error mínimo antes de comenzar un proceso, probablemente no le importe lo que está haciendo el sistema antes de que comience el proceso, solo que llegue allí lo más rápido posible ya que está esperando hasta entonces. No es difícil encontrar escenarios en los que el tiempo de asentamiento sea importante y excederse antes de resolverlo en gran medida irrelevante.

Por ejemplo, supongamos que algún proceso tiene que ocurrir a una temperatura nominal de 200 ° C, ± 10 ° C. Cuando enciende el horno, le importa que se asiente rápidamente en el rango de 190-210 ° C. Llegará más rápido que un controlador asintótico si se le permite sobrepasar a 210 ° C, luego oscilar con una amplitud cada vez menor alrededor de 200 ° C. Lo mismo es cierto si cambia el punto de ajuste, y no puede hacer nada útil hasta que llegue a cierta tolerancia del nuevo punto de ajuste.