Robust Kontrol Sistemlerine Genel Bir Bakış

   Kontrol sistem teorisi tarihsel süreçte klasik kontrol sistemlerinden modern kontrol sistemlerine geçiş yapmıştır. Bu geçişte hiç kuşkusuz teknolojik ilerlemelerin  ve bunun getirdiği karmaşık sistemlerin analizinin klasik kontrol mantığıyla halledilememesi  etkili olmuştur.

    Klasik Kontrol teorisindeki lineer, zamana bağlı olmayan ve sisteme tek giriş-tek çıkış olma zorunluluğu gibi kısıtlamalar günümüz teknolojisinin gereksinimlerini karşılayamamakla birlikte yine de PID kontrol gibi klasik kontrol sistemleri hala endüstriyel alanda yaygın olarak kullanılmaktadır.

   Modern Kontrol Teorisi, sistemlerin birden çok giriş değişkeninin ve birden çok çıkış değişkeninin olabilmesi,lineer olup olmadığına bakılmaması ve zamandan bağımsız ya da zamana bağlı olabilmesi gibi özellikleri sayesinde daha kompleks sistemlere uygulanabilmekte ve daha tutarlı sonuçlar elde edilebilmektedir. Robust Kontrol, Modern Kontrol Teorisinin gelişme sürecinde yer alsa da, onu ayrı bir teori adı altında incelemek daha uygundur.

   Bir kontrol sistemini dizayn ederken ilk yapılacak şey, kontrolünü yürüteceğimiz sistemin matematiksel bir modelini elde etmektir. Bu sistem gerçek dünyada olduğu için, onu matematiksel modellerle ifade edebilmek, birçok tahmin ve yaklaşımı beraberinde getirir. ne kadar iyi bir matematiksel model ortaya koysak da,yine de her zaman birtakım problemler söz konusu olacaktır. bunlara örnek verecek olursak:

• Ölçümlerde her zaman tutarsızlıklar söz konusudur, bu sebeple sistemin giriş ve çıkış değerleri ölçülürken, hiçbir zaman bu değerler gerçek değerleriyle birebir aynı olmaz. 
• Sistemin giriş ve çıkış ifadelerini modellerken,bu giriş ve çıkış ifadelerinin diferansiyel denklemlerinin dereceleri gerçek anlamda bilinmeyebilir.
• Fiziksel bir durumu modellerken (örneğin, bir ısıtma sistemindeki ısı akışını diferansiyel denklemlerle tanımlarken), çoğunlukla bağlı değişkenlerin sadece zamanın fonksiyonu olduğu sistemleri (Lumped System) kullanırız; oysa birçok sistem sadece zamanın değil birden çok değişkenin bağlı olduğu mekanizmalar içerir. 

   Görüldüğü üzere, modelimiz birçok tutarsızlık içermekte. Bunun yanında, kapalı döngü kontrol sistemlerinde daha birçok etmen, hata ve problemlere yol açmaktadır. Örneğin; sistemde bozucu etkiler olabilir ya da bir bozucu etki sistem dinamiklerinin etkisiyle değişebilir. (Bir uçağın yakıtının azalmasıyla ağırlığının da azalması ve buna bağlı olarak sistem dinamiklerinin değişmesi gibi.)

   Bütün bu bozucu etkilere rağmen, sistemin verimli çalışabilmesi istenir. Robust Kontrol Teorisi, bu tutarsızlıklardan gelen etkileri minimize etmek adına uğraşır. Amaç, daha stabil (kararlı) ve tutarlı bir sistem elde etmektir. Robust Kontrole Türkçe’de  “Dayanıklı Kontrol” ya da “Gürbüz Kontrol”  karşılıkları verilmiştir.

   Robust Kontrol Teorisindeki yaklaşım, her zaman gerçek sistemle onun matematiksel modeli arasında daha en başında bir tutarsızlık (uncertainty) etmeni olduğunu varsaymakla gerçekleştirilir. Böylece bu tutarsızlık etmenleri ya da hata faktörleri, kontrol sisteminin tasarlanması sürecinde sisteme dahil edilir Ancak bu kararsızlık etmeninin ya da hatanın gerçek değeri bilinmediğinden, tahmini bir değer ataması yapılır ve sisteme dahil edilerek analizi gerçekleştirilir. Bu analiz sürecinde uygulanan en etkili yöntem ise “H-Infinity” teorisidir.

   Robust Kontrol analizi birçok matematiksel komplikasyonlar içermekte olduğundan, daha kapsamlı bilgileri ve H-Infinity teorisinin uygulanmasını bir başka yazımıza saklayacağız.