Co to jest inżynieria sterowania?
Inżynieria sterowania jest rodzajem inżynierii, która stosuje teorię sterowania do różnych systemów projektowych. Inżynierowie kontroli pracują z wieloma rodzajami technologii, od urządzeń gospodarstwa domowego po rakiety, w celu stworzenia systemów sterowania. Inżynieria sterowania opiera się na określonych teoriach matematycznych, które pozwalają inżynierom skutecznie zbierać informacje zwrotne dotyczące sterowania.
Po obliczeniu informacji zwrotnej inżynierowie stosują te informacje do stworzenia systemu sterowania. Kompletny system sterowania pozwoli maszynie dowolnego rodzaju działać niezależnie. Prawie każdy typ maszyny ma system sterowania zaprojektowany przez inżyniera sterowania. Bez tego kierunku badania maszyny nie byłyby w stanie działać bez stałej ingerencji człowieka.
Korzystając z nowoczesnej technologii, inżynierowie sterowania mogą sterować dowolnym rodzajem systemu. Systemy mogą obejmować elektryczne, finansowe, mechaniczne, chemiczne, płynne, a czasem biologiczne. Teoria kontroli jest podzielona na dwie główne szkoły myślenia, które są obecnie badane. Te dwie szkoły myślenia obejmują nowoczesną teorię sterowania i klasyczną teorię sterowania.
Najlepszym sposobem na odróżnienie współczesnej teorii sterowania od klasycznej teorii sterowania jest zwrócenie uwagi na różnice w użyciu domeny. Domeny częstotliwości odnoszą się do nieskończonej odpowiedzi czasowej, która zamiata częstotliwości. Domeny kompleksu są podobne do domen częstotliwości, chociaż są dosłowną abstrakcją częstotliwości.
Współczesna teoria sterowania jest wykonywana wyłącznie w dziedzinie kompleksu lub w dziedzinie częstotliwości. Ponadto nowoczesną teorię sterowania można zastosować zarówno w systemach z wieloma wejściami, jak i z wieloma wyjściami. Ci, którzy praktykują współczesną teorię sterowania, często trzymają się tej formy inżynierii sterowania. Podobnie inżynierowie stosujący klasyczną teorię sterowania rzadko wykorzystują nowoczesną teorię sterowania.
W przeciwieństwie do współczesnej teorii sterowania, klasyczna teoria sterowania ściśle dotyczy układów z jednym wejściem i jednym wyjściem. Klasyczna teoria sterowania jest praktykowana przy użyciu równań różniczkowych w połączeniu z domenami zespolonymi. Dzisiejsze systemy sterowania są prawie całkowicie mechaniczne, chociaż inżynierowie sterowania zapewniają podstawowe systemy sterowania dla większości maszyn.
Automatyka jest stosunkowo nową dyscypliną w dziedzinie inżynierii. Praktyczne zastosowanie teorii kontroli zostało zastosowane dopiero w XX wieku. Przed XX wiekiem technologia nie była istotną częścią społeczeństwa. Wraz z szybkim rozwojem technologii zaczęło rosnąć zapotrzebowanie na inżynierów sterowania. Chociaż teoria sterowania była obecna w dziedzinie inżynierii mechanicznej bezpośrednio po zapotrzebowaniu na inżynierów sterowania, do niedawna nie była to duża część innych dyscyplin inżynieryjnych.
Obecnie kursy inżynierii sterowania na poziomie uniwersyteckim są często częścią dyscyplin elektrycznych, elektronicznych, mechanicznych, informatycznych lub lotniczych. Inżynieria chemiczna obejmuje również pewną formę teorii sterowania, chociaż ten rodzaj badań jest często określany jako kontrola procesu. Zasadniczo większość dyscyplin inżynieryjnych zawiera pewną formę teorii sterowania, ponieważ okazała się bardzo ważna w dziedzinie inżynierii.