模型預測控制
模型預測控制（Model predictive control、MPC）是过程控制中，在滿足特定限制條件時，控制過程的進階控制方式，自1980年代起已用在化學工廠及煉油廠的工業過程中。近年來也用在電力系統的平衡模型以及电力电子学中。模型預測控制是以過程的動態模型為基礎，多半是透過系統識別得到的線性模型。模型預測控制的特點是每一次針對目前的時間區塊內作最佳化，然後下一個時間再針對時間區塊內作最佳化，這和LQR控制器不同。模型預測控制可以預…
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H square
H2或H-square是數學及控制理論的用語，是指有平方范数的哈代空間，是L2空間的子集合，因此也是希尔伯特空间。特別的是，H2空間也是。 單位圓盤內的H2空間 一般而言，單位圓盤內L2空間的元素可以表示為 :\sum_{n=-\infty}^\infty a_n e^{in\varphi} 而H2空間的元素可以表示為 :\sum_{n=0}^\infty a_n e^{in\varphi}. 從L2空間到H2空間的映射（令n n = …
漸近增益模型
漸近增益模型（asymptotic gain model），也稱為Rosenstark方法，是由以下漸近增益的關係來表示负反馈放大器的增益： :G = G_{\infty} \left( \frac{T}{T + 1} \right) + G_0 \left( \frac{1}{T + 1} \right) \ , 其中T是輸入源無效時的返回比（在只有單一迴路，且由單輸入模組組成的系統時，等於負的环路增益），G∞是漸近增益，G0是直接傳…
運動控制
拍攝的夜空影片。攝影者將相機裝在一個電腦化的望遠鏡，追蹤一個垂直於赤道軸的固定方向，也就是相機運動（運動控制）機能]] 運動控制（Motion control）是自动化技术的一部份，是指讓系統中的可動部份以可控制的方式移動的系統或是子系統。運動控制中的主要元件會包括運動控制器（motion controller）、功率放大裝置、以及原动机（prime mover）或致動器。運動控制可以是沒有運動訊號回授的開迴路控制，也可以配合運動訊號回…
状态转移方程
状态转移方程（State-transition equation）定義為以下線性齊次狀態方程的解。線性時不變狀態方程\frac {dx(t)}{dt}=Ax(t)+Bu(t)+Ew(t) 其狀態向量為、控制向量為、附加擾動向量為以及定值的係數矩陣，此方程可以用求解線性微分方程的經典方式求解，或是用拉普拉斯变换求解。以下即用拉普拉斯变换求解。 上式的拉普拉斯变换為 s\mathbf{X}(s) - \mathbf{x}(0) = \mat…
分布参数系统
分佈參數系統（）不同於集總參數系統，是状态空间為無限維度的系統。這類系統也稱為是無限維系統。典型的例子是用偏微分方程或是时滞微分方程描述的系統。它是指一个模型的特性不能仅仅由几个参数来表示，其模型参数与工作特性既是时间的函数还与尺寸与空间坐标有关。在电子信息领域中的高频应用中，已经不能只用几个简单的参数来描述元件的电特性，这种情况下需要考虑分布参数，其内部相邻两个点之间的电压和电流是不同的，这种时候的电路不能简单的用克希荷夫電路定律列方…
控制系統
機械中用的離心式調速器]] 控制系統（control system）是指用控制迴路管理及控制另一個設備或是系統的系統。控制系統可以小到家中用自動調溫器實現的溫度控制器，也可以大到控制製程或是機器的大型工業控制系統。 若是連結調節的控制系統，會用回授控制器來自動化的控制製程或是動作。控制系統會將要控制的過程變數 （PV）和理想值或是目標值（SP）比較，利用其差值產生控制信號，讓將要控制的過程變數可以回到目標值。 針對时序逻辑电路及组合逻辑…
滑動模式控制
滑動模式控制（sliding mode）簡稱SMC，是一種非線性控制的技術，利用不連續的控制信號來調整非線性系統的特性，強迫系統在二個系統的正常狀態之間滑動，最後進入穩態。其狀態-反饋控制律不是時間的連續函數。相反的，控制律會依目前在狀態空間中的位置不同，可能從一個連續的控制系統切換到另一個連續的控制系統。因此滑動模型控制屬於變結構控制。已針對滑動模型控制設計了許多的控制結構，目的是讓相空間圖中的軌跡可以前往和另一個控制結構之間相鄰的區…
獨輪車 (控制)
獨輪車（unicycle或unicycle cart）常用在机器人学及控制理论中，表示一個在二維世界中移動的廣義車輛。在控制理论中常提到的獨輪車和其字面上的意思不同，會有二個平行的驅動輪，分別在重心的兩側，可能會有另一個輔助輪來維持平衡。另外一種組態是一個驅動輪，另外有一對惰轮，提供轉矩並且維持平衡。獨輪車的狀態變數包括其位置，以及其車頭朝向的角度。 獨輪車在物理上可實現，符合上述定義的獨輪車是非完整系統。意思是當輪子回到原始的組態時，…
漢克爾奇異值
漢克爾奇異值（Hankel singular values）是控制理论的名詞，得名自赫尔曼·汉克尔，是量測系系統中各狀態能量的方式，是平衡態模型縮減（balanced model reduction）的基礎，此方法中會保留高能量的狀態，捨棄低能量的狀態。縮減後的模型會保留原來模型的重要特徵。 漢克爾奇異值是用可控制性格拉姆矩陣WC和可观测性格拉姆矩阵WO乘積特征值 {λi ≥ 0, i = 1,…,n}的平方根來計算。 性質 和線性系統…
负反馈
中的荷爾蒙都是由負反饋系統所控制，例如腎上腺分泌的糖皮質激素就是如此。下視丘分泌促腎上腺皮質素釋放素（CRH），CRH會使腦下垂體分泌促腎上腺皮質素（ACTH），而ACTH會使腎上腺分泌糖皮質激素，如皮質醇。糖皮質激素不但會使身體有對應的反應外，也會使下視丘和腦下垂體的分泌減少，因此只要糖皮質激素已經到達一定的量，就不會再繼續分泌。]] 負回饋（），是反饋的一種。是指系统的输出會影響系統的輸入，在輸出變動時，所造成的影響恰和原來變動的趨…
開迴路控制器
開迴路控制器是控制器的一種，只利用系統的數學模型及目前狀態產生控制信號，送到受控系統。 開迴路控制器和閉迴路控制器的最大不同是沒有回授信號來判斷系統輸出是否已達到理想值，因此系統無法觀測正在控制的程序。真正的開迴路控制器無法進行机器学习，無法修正控制中造成的誤差，也無法針對系統的擾動進行補償。 例子 由於開迴路控制器架構簡單，且低成本，常被用在簡單的程序中，尤其是一些不需在意回授的系統中。典型的例子是傳統的洗衣機，洗衣時間長度是使用者設…
加權模式
线性动态系统的加權模式（weighting pattern）是指其輸入u和輸出y之間的關係。假設以下的時變系統 : \dot{x}(t) = A(t)x(t) + B(t)u(t) : y(t) = C(t)x(t), 其輸出可以寫成 : y(t) = y(t_0) + \int_{t_0}^t T(t,\sigma)u(\sigma) d\sigma, 其中T(\cdot,\cdot)是系統的加權模式，對此一系統而言，其加權模式為T(…
終端滑動模式控制
終端滑動模式控制（terminal sliding modes）簡稱TSM，是在1990年代早期發明的新型滑動模式控制，是由NASA喷气推进实验室的Venkataraman和Gulatis所發明，屬於強健的非線性控制。 終端滑動模式控制的主要概念是源於Zak在喷气推进实验室時有關終端吸引子的研究，此概念也源於可以保證有限時間收斂的終端吸引子。在一般的滑動模式控制，保證李雅普诺夫稳定性，可以讓狀態收斂到原點，不過無法保證在有限時間內可以收…
感知並回應
感知並回應（Sense and respond）在控制理论中已使用了數十年之久，主要是在閉迴路系統中，會比較量測到的數值及理想值之間的差距，並且調整系統使兩者的差異越小越好。感知為控制系統中的感測器及回授迴路，回應則對應控制器。 自1980年代初期，感知並回應也用來描述一些開迴路系統。 「感知並回應」是在1992年時開始用在商業概念上，最早是出現在美國管理協會的《Management Review》期刊中，一篇由所寫的文章中。這是Hae…
最小能量控制
最小能量控制（minimum energy control）是控制理论中的一種最佳控制，是指讓控制系統以最小能量到達理想狀態的控制u(t)，而能量會用控制向量的轉置和控制向量的內積u^(t) u(t)來表示。 線性非時變系統的最小能量控制 令線性非時變（LTI）系統為 : \dot{\mathbf{x}}(t) = A \mathbf{x}(t) + B \mathbf{u}(t) : \mathbf{y}(t) = C \mathbf…
尼柯尔斯图
尼柯爾斯圖（）是將線性非時變系統在不同頻率下的增益分貝值及相位繪在一直角坐標系的圖上，尼柯爾斯圖將二種波德圖（波德增益圖及波德相位圖）結合成一張圖，而頻率只是曲線中的參數，不直接在圖中顯示。尼柯爾斯圖的命名是來自美國控制工程師尼柯尔斯（Nathaniel B. Nichols）。 尼柯爾斯圖常應用在閉迴路控制系統的穩定性分析中，這時會將開迴路系統的頻率響應繪在尼柯爾斯圖上，而尼柯爾斯圖上會有其他曲線，標示對應閉迴路系統的增益分貝值及相位…
冲激响应
在信号处理中，脈衝響應（）一般是指系统在输入单位脈衝函数时的输出（响应），是暫態響應中的一種。对于连续时间系统来说，脈衝响应一般用函数h(t;\tau)来表示，相对应的输入信号，也就是单位脈衝函数满足狄拉克δ函数的形式，其函数定义如下： :\delta(t) = 0, t \ne 0 并且，在从负无穷到正无穷区间内积分为1： :\int_{-\infty}^\infty \delta(x) \, dx = 1 在输入为狄拉克δ函数时，系…
传递函数
在工程中，传递函数（，也称系统函数、转移函数或网络函数，画出的曲线叫做传递曲线）是用来拟合或描述黑箱模型（系统）的输入与输出之间关系的数学表示。在二维图像的应用中，输入和输出的位图间的关系函数称作转移曲线、转换曲线（）或特征曲线（）。 通常它是零初始条件和零平衡点下，以空间或时间频率为变量表示的线性时不变系统（LTI）的输入与输出之间的关系。然而一些资料来源中用“传递函数”直接表示某些物理量输入输出的特性，（例如二端口网络中的输出电压作…
監督控制理論
監督控制理論（supervisory control theory）簡稱為SCT，是一個自動合成監督器（supervisor）的方法，監督器可以限制系統行為，儘可能的滿足給定規格。會假設系統會自發性的產生事件，事件可以分為兩類：可控及不可控。監督器觀察系統產生的事件序列，會避免系統產生的事件是在不可控的子集內。不過監督器不會強迫系統產生事件。 在最早的敘述中，監督控制理論考慮其系統以及規劃可以用任何形式語言來建模，不一定要是有限状态机產…