सिग्नल प्रोसेसिंग और कंट्रोल सिस्टम इंजीनियरिंग के बीच संबंध?

Question

कंट्रोल सिस्टम इंजीनियरिंग और डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग दोनों महत्वपूर्ण पाठ्यक्रम / इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के विषय हैं लेकिन ये दोनों विषय / पाठ्यक्रम एक दूसरे से कैसे संबंधित हैं ??

कृपया यह भी बताएं कि नियंत्रण प्रणाली इंजीनियरिंग पर कुछ अनुशंसित संसाधन (पुस्तकें, ट्यूटोरियल, व्याख्यान, आदि) क्या हैं और तकनीकी स्तर पर इसके साथ काम कैसे शुरू करें?

हम लिंक नीचे में इस सवाल का जवाब है, लेकिन है कि इसका जवाब डीएसपी संसाधनों के बारे में है के रूप में, मैं इंजीनियरिंग नियंत्रण प्रणाली के बारे में संसाधनों रहा हूँ refrence अनुरोध के उदाहरण जवाब

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एक बार जब मैंने नियंत्रणों से संबंधित कुछ भी किया, जो मुझे भुगतान किया गया था, एक बार मुझे 90 के दशक में एक पुराने SHArC (v 0.6 सिलिकॉन) के साथ एक अतुल्यकालिक नमूना दर कनवर्टर डिज़ाइन किया गया था । नमूना-दर अनुपात को समायोजित करने के लिए एक क्रमबद्ध सर्वो-तंत्र शामिल था ताकि बाहर जाने वाले नमूनों के लिए सूचक (सूचक के लिए एक भिन्नात्मक घटक के साथ) लगातार देरी की मात्रा से आने वाले नमूनों के सूचक को पीछे ले जाए।

— रोबर्ट ब्रिस्टो-जॉनसन

मैं सवाल को बंद करने का विरोध कर रहा हूं।

— रॉबर्ट ब्रिस्टो-जॉनसन

Answer 1

ओवरलैप का बहुत कुछ है लेकिन जोर में कुछ अंतर। कंट्रोल इंजीनियरिंग डीएसपी से भी पुरानी है। यदि आपके पास एक पारंपरिक ईई शिक्षा है, तो आप वास्तव में बहुत अंतर नहीं बनाते हैं।

राज्य चर नियंत्रण में अधिक विशिष्ट परिप्रेक्ष्य हैं। ओपेनहेम और शेफर 1975 के पहले संस्करण में, राज्य चर पर एक अध्याय था, लेकिन उन्होंने इसे वर्षों में गिरा दिया। आपको कलमन फ़िल्टरिंग करने के लिए राज्य चर समझने की आवश्यकता है जो ओवरलैप का एक क्षेत्र है। रैखिक अनुमान और रैखिक नियंत्रण एक-दूसरे के दोहरे हैं।

मैं यह भी कहूंगा कि हाइब्रिड निरंतर / असतत समय प्रणाली नियंत्रण में अधिक सामान्य हैं, लेकिन डीएसपी के लिए भी कई उदाहरण हैं।

डीएसपी लगभग हमेशा वर्दी के नमूने पर किया जाता है। राज्य चर के रूप में अच्छी तरह से गैर वर्दी नमूनाकरण के साथ काम कर सकते हैं।

मैंने कभी एंटी-कॉज़ल कंट्रोल सिस्टम के बारे में नहीं सुना है, लेकिन डीएसपी में फॉरवर्ड बैकवर्ड फ़िल्टरिंग सामान्य है। नियंत्रण स्वाभाविक कारण हैं। एक तरफा लाप्लास परिवर्तन नियंत्रण में अधिक सामान्य है।

दोनों क्षेत्रों में फीड बैक लूप में स्थिरता महत्वपूर्ण है। एक उन्नत नियंत्रण प्रणाली वर्ग Lyaponov स्थिरता जैसे विषयों को कवर करेगा। आप आमतौर पर उस कवर को डीएसपी में नहीं देखते हैं लेकिन डीएसपी पेपर होते हैं जो उस तकनीक का उपयोग करते हैं।

नियंत्रण सिद्धांत मैकेनिकल इंजीनियरिंग में दिखाई देता है। DSP वित्त में दिखाता है। रोबोटिक्स में बहुत कुछ है जो कंप्यूटर विज़न का भी उपयोग करता है।

RADAR में, वेवफॉर्म और फ़िल्टरिंग फ्रंट एंड पर अधिक डीएसपी हैं, लेकिन बैक एंड पर ट्रैकिंग सिस्टम अधिक कंट्रोल जैसे हैं।

अगर मुझे प्रत्येक का वर्णन करने के लिए एक शब्द का उपयोग करना था।

नियंत्रण: वापस खिलाओ

सिग्नल प्रोसेसिंग: संवेदन

या शायद एक वाक्यांश का उपयोग कर

नियंत्रण: वर्तमान में

DSP: इन-ग्रूव

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राज्य चर नियंत्रण में अधिक विशिष्ट परिप्रेक्ष्य हैं। यह इस बात पर निर्भर करता है कि आप कहां काम कर रहे हैं। एकेडेमिया में अधिक विशिष्ट, और एयरोस्पेस में भी जहां यह स्थिरता प्राप्त करने का एकमात्र तरीका है। उद्योग में हालांकि आप पीआईडी ​​के साथ शास्त्रीय नियंत्रण देखने के लिए अधिक संभावना है।

— ग्राहम

@ ग्राहम हां, लेकिन तापमान को स्थापित करने के लिए एक विशेष मामले हीटर और सेंसर में सिग्नल को आगे और पीछे लीक करने वाले अधिक जटिल सिस्टम में, मुझे प्रदर्शन में लागत पर पीआईडी ​​में डालना पड़ा ताकि कम कुशल लोग इसे बनाए रख सकें। आमतौर पर, परिमित पहचान योग्य डंडे / शून्य को छोड़कर, अधिक विस्तृत नियंत्रण प्रणाली प्रदर्शन में सुधार करती हैं।

— rrogers

"इन-द-ग्रोव" वाक्यांश से आपका क्या मतलब है ??

— abtj

@ क्रोज़र्स वे बेहतर, निश्चित प्रदर्शन कर सकते हैं, लेकिन यह प्रदर्शन में सुधार महत्वपूर्ण नहीं हो सकता है, खासकर इसे समझने के लिए प्रशिक्षण की लागत की तुलना में। इसलिए हम अभी भी पीआईडी ​​का उपयोग करते हैं। मैं अब 25 वर्षों के लिए वास्तविक समय में एम्बेडेड कंट्रोल सॉफ्टवेयर कर रहा हूं, और सोच रहा हूं कि मुझे उन दोनों इंजीनियरों की संख्या की गणना करने की आवश्यकता नहीं है जिन्हें मैंने जाना है कि वे वास्तव में राज्य-स्थान को पूरी तरह से समझते हैं। (मैं उस सूची में नहीं हूँ बीटीडब्लू!); और मुझे उन प्रणालियों को गिनने के लिए किसी हाथ की आवश्यकता नहीं होगी जिन पर मैंने काम किया था।

— ग्राहम

नाली में। सोचो

Answer 2

मैंने अपनी सिग्नल प्रोसेसिंग पीएच.डी. एक नियंत्रण प्रणाली विभाग में । मेरा लेना यह है कि सिग्नल प्रोसेसिंग ओपन लूप है; नियंत्रण प्रणाली पाश बंद करें।

इसके अलावा, दोनों के पीछे का गणित बहुत समान है। यह ऐसे अनुप्रयोग हैं जो आम तौर पर बहुत भिन्न होते हैं।

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इस प्रश्न को बंद करना या मतदान करना एक सकारात्मक कार्रवाई नहीं होगी क्योंकि यह प्रश्न ज्ञान प्राप्त करने के बारे में है और यह ज्ञान डीएसपी से संबंधित है क्योंकि नियंत्रण प्रणाली इंजीनियरिंग और डीएसपी के बीच कोई संबंध है

— abtj

फेसबुक के विपरीत, मैं इस पर कोई नाखुश चेहरा नहीं डाल सकता :-(।

— रॉबर्ट ब्रिस्टो-जॉनसन

@abtj मुझे कुछ तरीकों से यह सवाल पसंद है, लेकिन आप जिन मानदंडों का उल्लेख करते हैं ("आमतौर पर डीएसपी से संबंधित ज्ञान की मांग करते हैं) आवश्यक हैं, लेकिन ऑन-टॉपिक के लिए पर्याप्त नहीं हैं!"

— मार्कस मुलर

Answer 3

दोनों रैखिक प्रणाली सिद्धांत (उर्फ "सिग्नल और सिस्टम" ) पर आकर्षित करते हैं । तो संचार प्रणाली और रैखिक इलेक्ट्रिक सर्किट , इलेक्ट्रॉनिक सर्किट , और वितरित नेटवर्क (उर्फ ट्रांसमिशन लाइन्स ) भी करता है।

दोनों को सिस्टम स्टेबिलिटी की चिंता है। पोल्स को यूनिट सर्कल के अंदर होना चाहिए। डीएसपी वास्तव में नियंत्रण या संचार की तुलना में व्यापक है।

नियंत्रण प्रणाली आमतौर पर समय-डोमेन व्यवहार में अधिक रुचि रखती है; आवेग प्रतिक्रिया और कदम प्रतिक्रिया। राउत-हर्वित्ज मानदंड (या इसके असतत समय समकक्ष) और रूट-लोस तकनीक ऐसी चीज है जिसके बारे में कंट्रोल के लोग चिंता करते हैं। मैं वास्तव में इसके बारे में चिंतित नहीं हूं।

यह हुआ करता था कि राज्य-परिवर्तनीय प्रणाली नियंत्रण के दायरे में थी, लेकिन जब से कलमैन फ़िल्टर, मैंने स्टेट-वैरिएबल अभ्यावेदन ( ए, बी, सी, डी मैट्रिसेस के साथ) देखे हैं , डीएसपी में अधिक बार दिखाई देते हैं।

नियंत्रण के बाहर कई डीएसपी समस्याएं समय-डोमेन व्यवहार के बारे में कम और आवृत्ति-डोमेन व्यवहार के बारे में अधिक चिंतित हैं।

छवि प्रसंस्करण डीएसपी से अधिक निकटता से संबंधित है, क्योंकि यह नियंत्रण से है।

मैं नियंत्रण लोगों के बारे में पता नहीं FFT और इस तरह के बारे में सब चिंता है।

इन सभी विषयों का एक व्यावहारिक अंत है जो इलेक्ट्रॉनिक्स बन जाता है। इस बारे में चिंता करना कि डीएसपी या सीपीयू चिप्स ए / डी और डी / ए कन्वर्टर्स और मेमोरी और अन्य बाह्य उपकरणों के लिए कैसे झुके हैं। मुझे पता नहीं है कि लोग कितनी मात्रा में नियंत्रण की चिंता करते हैं, लेकिन उन्हें यह करना चाहिए।

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FIY, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स में, हम अक्सर पर्याप्त गतिशील रेंज के साथ 12 से 16-बिट एडीसी का उपयोग करते हैं। हालाँकि, DAC स्तर पर, यदि आप करेंगे, तो अक्सर एक्ट्यूएटर 2-लेवल, 3-लेवल या 5-लेवल "एक्ट्यूएटर" होता है। तो जैसा आपने कहा कि हमें निश्चित रूप से परिमाणीकरण से निपटना होगा।

— बेन

Answer 4

एक काफी सरल अंतर है।

सिग्नल प्रोसेसिंग उपकरण का एक सेट है जिसका उपयोग नियंत्रण इंजीनियरिंग के लिए किया जा सकता है।

नियंत्रण इंजीनियरिंग कुछ चाल बनाने के बारे में है कि आप इसे कैसे स्थानांतरित करना चाहते हैं। सिग्नल प्रोसेसिंग के कुछ उपकरण इसके साथ मदद करेंगे (और कुछ नहीं करेंगे; पिछड़े फ़िल्टरिंग एक TARDIS के बिना वास्तविक समय में नहीं होता है)।

सिग्नल प्रोसेसिंग मोटे तौर पर आवृत्ति प्रतिक्रिया (लाभ) के साथ संबंध है, क्योंकि यह वही है जो आप सुनते हैं प्रभावित करता है। चरण और समूह की देरी के मुद्दे हैं, लेकिन अक्सर प्रमुख नहीं हैं।

हालांकि नियंत्रण इंजीनियरिंग में, आप आमतौर पर किसी स्थिति में जाने के लिए कुछ चाहते हैं और फिर स्थानांतरित नहीं करते हैं। ऐसा करने में, एक मूलभूत सिद्धांत है - यदि आप इसे नहीं देख सकते हैं, तो आप इसे सही नहीं कर सकते । यदि आपकी स्थिति माप उन तरीकों से फ़िल्टर की जाती है जो माप को बुरी तरह से विलंबित करते हैं, तो नियंत्रण लूप को यह नहीं पता होता है कि यह कहाँ है (या यह जानकारी तेज़ी से नहीं मिलती है) और इसलिए यह उचित रूप से स्थानांतरित नहीं हो सकता है। या इससे भी बदतर, अगर यह सूचना बहुत देर से मिलती है, तो यह गलत दिशा में जाने की कोशिश भी कर सकता है।

इसलिए कंट्रोल इंजीनियरिंग बटरवर्थ जैसे फिल्टर का उपयोग करने के लिए जाता है जो फ़िल्टरिंग का इतना अच्छा काम नहीं कर सकता है, लेकिन जिनके संकेतों के लिए बहुत अधिक सौम्य प्रभाव हैं। या यह फिल्टर का उपयोग भी नहीं कर सकता है, क्योंकि सिग्नल पर शोर सिस्टम की गति को प्रभावित नहीं कर सकता है यदि आपके पास धीमा नियंत्रण लूप है या बहुत अधिक जड़ता वाला सिस्टम है।

मुझे सबसे अच्छी पाठ्यपुस्तक ओगटा द्वारा मॉडर्न कंट्रोल इंजीनियरिंग के बारे में पता है । मैं पूरी तरह से सिफारिश कर सकता हूं। यह राज्य-अंतरिक्ष नियंत्रण के लिए कम रुकता है, लेकिन अधिकांश नियंत्रण कार्य के लिए आपको शायद ही कभी इसकी आवश्यकता होती है।

Answer 5

नियंत्रण इंजीनियरिंग अक्सर मास्टर्स की डिग्री तक अध्ययन के समान या समान पाठ्यक्रमों में पढ़ाया जाता है। सामान्य प्रणाली मॉडलिंग दृष्टिकोण में, जहां इनपुट्स ( ) और आउटपुट ( ) सिस्टम ( ) के माध्यम से संबंधित हैं , मैं कहूंगा कि लक्ष्य , वे या तो या पर काम करते हैं :$I$$O$$S$$O$$S$$I$

• नियंत्रण इंजीनियर एक सिस्टम के आउटपुट पर (मजबूत) कंट्रोन्स डालते हैं, और उन इनपुटों को खोजने के लिए समर्पित होते हैं जो कंट्रास्ट से मिलते हैं
• सिग्नल प्रोसेसिंग लोग आउटपुट पर पुट (मजबूत) अपेक्षाएं रखते हैं, और उन प्रणालियों को खोजने का प्रयास करते हैं जो इनपुट को उचित रूप से परिवर्तित करते हैं ।

परिणामस्वरूप, उनके उपकरण बहुत समान हैं, और यह ऐसा है जैसे वे कभी-कभी उनका उपयोग करते हैं यह एक दोहरा तरीका है। भले ही उनकी पृष्ठभूमि बहुत करीब हो, लेकिन मैंने उनके अंतर-संचार में कुछ कठिनाइयों को देखा है। कुछ विस्तार के लिए, यह स्थिति मुझे जॉर्ज बर्नार्ड शॉ की याद दिलाती है:

संयुक्त राज्य अमेरिका और ग्रेट ब्रिटेन एक सामान्य भाषा द्वारा अलग किए गए दो देश हैं।

इसलिए, सिग्नल / इमेज प्रोसेसिंग और कंट्रोल इंजीनियरिंग दो करीबी विषय हैं, जिन्हें सामान्य उपकरणों के एक सेट द्वारा अलग किया जाता है ।

Answer 6

• कारण, वास्तविक समय प्रणाली कार्यान्वयन (जहां समय स्वतंत्र पैरामीटर है) के लिए आवश्यकता, जो लगातार एक संदर्भ मानदंड के संबंध में आउटपुट त्रुटि को कम करती है, नियंत्रण प्रणालियों के अनुशासन को अलग करती है।

• आप एमआईटी ओपन कोर्टवेयर खोज सकते हैं , जैसे कि https://ocw.mit.edu/courses/aeronautics-and-astronautics/16-30-feedback-control-systems-fall-2010/

• मुफ्त MATLAB workalike साइलैब ( https://scilab.org ) कई सिद्ध पुस्तकालयों समर्थन नियंत्रण प्रणाली के डिजाइन और विश्लेषण करने के लिए पहुँच प्रदान करता है।

• पायथन के NumPy और SciPy ( https://scipy.org ) के लिए स्थानापन्न कर सकते हैं साइलैब यदि आप चाहें, है, जबकि SymPy ( https://sympy.org ) प्रतीकात्मक (कंप्यूटर बीजगणित प्रणाली) जोड़तोड़ के साथ कर सकते हैं। एनाकोंडा Jupyter पुस्तिकाओं ( https://anaconda.org ) आप के साथ अपने विकास के दस्तावेज़ के लिए अनुमति देगा Markdown टाइपसेटिंग और LaTeX इंटरैक्टिव कोड और आउटपुट ब्लॉक के साथ एक साथ अभिव्यक्ति प्रतिपादन,।

• सिग्नल फ्लो ग्राफ को रेंडर करने के लिए , जो अक्सर कंट्रोल सिस्टम को संक्षेप में प्रस्तुत करता है, आप ग्राफविज़ ( https://graphviz.org ) का उपयोग कर सकते हैं ।

• रोजर लाबे ने कलमन फ़िल्टर को बहुत प्रभावी ढंग से समझाया: https://github.com/rlabbe/Kalman-and-Bayesian-Filters-in-Python अनुमानित सिस्टम स्थिति एक कलमन फ़िल्टर के लिए नियंत्रण की वस्तु है।