Войти
A водонагреватель, который поддерживает желаемую температуру путем включения и выключения подаваемого питания (в отличие от постоянно меняющегося электрического напряжение или ток ) на основе температуры обратная связь является примером применения управления взрывом. Хотя поданная мощность переключается из одного дискретного состояния в другое, температура воды будет оставаться относительно постоянной из-за медленного характера изменений температуры в материалах. Следовательно, регулируемая температура подобна скользящему режиму системы структуры переменных, установленной контроллером bang-bang. 
Символ для управления bang-bang In теория управления, контроллер взрыва-взрыва (двухступенчатый или двухпозиционный контроллер ), также известный как контроллер гистерезиса, является контроллер обратной связи, который резко переключается между двумя состояниями. Эти контроллеры могут быть реализованы в виде любого элемента, обеспечивающего гистерезис. Они часто используются для управления установкой, которая принимает двоичный вход, например, печью, которая либо полностью включена, либо полностью выключена. Чаще всего бытовые термостаты представляют собой контроллеры типа "взрыва". ступенчатая функция Хевисайда в ее дискретной форме является примером сигнала взрыва-взрыва . Из-за прерывистого сигнала управления системы, которые включают в себя контроллеры с изменяемой структурой, являются системами с переменной структурой, а контроллеры с изменяемой структурой, таким образом, являются контроллерами с переменной структурой.
В задачах оптимального управления иногда случается, что элемент управления ограничен, чтобы он находился между нижней и верхней границей. Если оптимальное управление переключается с одной крайности на другую (т. Е. Строго никогда не находится между границами), то такое управление называется оптимальным решением.
Контроль взрыва часто возникает в задачах минимального времени. Например, если требуется, чтобы автомобиль, трогающийся с места в состоянии покоя, прибыл в определенное положение впереди автомобиля в кратчайшие сроки, решение состоит в том, чтобы применить максимальное ускорение до уникальной точки переключения, а затем применить максимальное торможение, чтобы отдыхайте точно в желаемом положении.
Знакомый повседневный пример - доведение воды до кипения в кратчайшие сроки, что достигается за счет полного нагрева и последующего выключения, когда вода закипит. Примером домашнего хозяйства с замкнутым контуром является большинство термостатов, в которых нагревательный элемент или компрессор кондиционера либо работает, либо нет, в зависимости от того, выше или ниже измеренная температура заданного значения.
Взрывные решения также возникают, когда гамильтониан линейен по управляющей переменной; применение принципа минимума или максимума Понтрягина затем приведет к подталкиванию элемента управления к его верхней или нижней границе в зависимости от знака коэффициента u в гамильтониане.
Таким образом, bang– bang элементы управления на самом деле являются оптимальными элементами управления в некоторых случаях, хотя они также часто реализуются из-за простоты или удобства.
С математической точки зрения или в контексте вычислений проблем может не быть, но физическая реализация систем управления взрывом порождает несколько сложностей.
Во-первых, в зависимости от ширины гистерезисного зазора и инерции процесса, будет возникать колебательный сигнал ошибки около желаемого заданного значения (например, температуры), часто имеющий форму зуба пилы. Температура в помещении может стать неудобной непосредственно перед следующим включением. Альтернативно, узкий гистерезисный зазор приведет к частому включению / выключению, что нежелательно, например, для газового нагревателя с электрическим зажиганием.
Во-вторых, начало ступенчатой функции может повлечь за собой, например, сильный электрический ток и / или внезапный нагрев и расширение металлических сосудов, что в конечном итоге приведет к усталости металла или другому износу. и слезоточивые эффекты. Там, где это возможно, непрерывное управление, например, в ПИД-регулировании, позволит избежать проблем, вызванных быстрыми переходами между состояниями, которые являются следствием быстрого управления.
