Teorya ng kontrol

AngTeoriya ng kontroloteoriya ng taban(Ingles:Control theory) ay isang interdisiplinaryong sangay nginhinyeryaatmatematikana umuukol sa pag-aasal ng mgasistemang dinamikalna may mga pagpapasok oinput(paglalagay na papaloob). Ang panglabas na input ng isang sistema ay tinatawag nareperensiya. Kapag ang isa o maraming mga bariabulong awtput ng isang sistema ay kailangan upang sumunod sa isang reperensiya sa loob ng isang panahon, angkontroleray nagmamanipula ng mga input sa isang sistema  upang makamit ang ninanais na epekto sa awtput ng sistema. Ang karaniwang layunin ng isang teoriya ng kontrol ang pagkukwenta ng mga solusyon para sa angkop nagtutuwid na aksiyon mula sa kontroler na nagreresulta sa pagiging matatag ng sistema na nangangahulugan ang sitema ay hahawak ng hanay ng punto at hindi umugoy sa palibot nito. Ang mga input at awtput ng isang tuloy tuloy na sistemang kontrol ay pangkalahatang nauugnay sa mgaekwasyong diperensiyal. Kung ang mga ito ay linyar na konstanteng mgakoepisyente, ang isangpunsiyongpaglilipat na nuugnay sa input at awtputay maaaring makamit sa pamamagitan ng pagkuha ngtranspormang Laplaceng mga ito. Kung ang mga ekwasyong diperensiyal ay hinid linyar at may isang alam na solusyon, maaaaring posibleng ilinyar ang mga ekwasyong diperensiyal na hindi linyar sa solusyong ito.Kung ang nagreresultang mga ekwasyong diperensiyal na linyar ay mga konstanteng koepisyente, maaaring kunin ng isa ang mga transpormang Laplace nito upang makamit ang punsiyong paglilipat. Angpunsiyong paglilipatay kilala rin bilang punsiyon ng sistema o punsiyong network. Ang punsiyong paglilipat ay isang matematikal na representasyon sa mga termino ng prekwensiyang pang-espasyo o temporal ng relasyon sa pagitan ng input at awtput ng isang solusyong linyar nahindi nababago ng panahonng mga ekwasyong diperensiyal na hindi linyar na naglalarawan sa sistema. Ang malawak na paggamit ay karaniwang gawa sa isang istilong diagramatiko na tinaguriangdiagramang bloke.
Ang teoriya ng kontrol ay
Ang mga sistemang kontrol ay maaaring isipin na mayroong apat na mga tungkulin: pagsukat, paghahambing, pagkukwenta at pagtutuwid. Ang mga apat na tungkuling ito ay kinukumpleto ng limang mga elemento:detektor,tranduser,transmitter,kontrolerat ang huling elementong kontrol. Ang punsiyong pagsukat ay kinukumpleto ng detektor, transduser at transmitter. Sa mga praktikal na aplikasyon, ang tatlong mga elementong ito ay karaniwang nilalaman sa isang unit. Ang isang pamantayang halimbawa angtermometer ng resitansiya. Ang mga punsiyong paghahambing at pagkukwenta ay kinukumpleto sa looob ng kontroler na maaaring makumpleto ng elektroniko sa pamamagitan ng isangproporsiyonal na kontrol,kontroler na PI,kontroler na PID, bistable, kontrol na histeretiko okontroler na mapopogramang lohika. Ang tamang punsiyon ay kinukumpleto ng isang huling elementong kontrol. Ang huling elementong kontrol ay nagbabago ng input o awtput sa sistemang kontrol na umaapekto sa minanipula o kinontrol na bariabulo.
Isaalang ang kontrol na paglalayag (engl.cruise control) ng isang kotse na isang kasangkapang nilikha upang panatilihin ang bilis ng sasakyan sa isangkonstantengninanais o reperensiyang bilis na ibinigay ng tsuper. Ang kontroler ang kontrol na cruise, ang planta ang kotse at ang sistema ang kotse at ang kontrol na cruise. Ang awtput ng sistema ang bilis ng kotse at ang mismong kontrol ang posisyong trotelya (engl.throttle) ng makina na tumutukoy kung gaanong kapangyarihan ang nalilikha. Ang isang primitibong paraan upang ipatupad ang kontrol ay simpleng ikandado ang posisyong trotelya kapag ang tsuper ay nagsasagawa ng kontrol na cruise. Gayunpaman, kung ang kontrol na cruise lumalahok sa isang tuluy-tuloy na patag na kalye, kung gayon ang kotse ay maglalakbay ng mas mabagal papaakyat at mas mabilis pababa. Ang  uring ito ng kontroler ay tinatawag nakontroler na bukas na loopdahil ang pagsukat ng awtput ng sistema(ang bilis ng kotse) ay ginagamit upang baguhin ang kontrol(posisyong trotelya). Bilang resulta, ang kontrol ay hindi makagpupuno para sa mga pagbabagong umaasal sa kotse tulad ng isang pagbabago salihisng kalye. Ang isang sistemang kontrol na saradong-loop ay isang sensor na nagmomonitor ng awtput ng sistema(bilis ng kotse) at nagpapasok ng mga datos sa isang kontroler na nagsasaayod ng kontrol(posisyon ng trotelya) kung kinakailangan upang panatiliin ang ninanais na ouput ng sistema(itugma ang bilis ng kotse sa reperensiyang bilis). Ngayon, kung ang kotse ay umakyat, ang pagbabawas sa bilis ay sinusukat at ang posisyong trotelya ay babaguhin upang pataasin ang kapangyarihan ng makina na nagpapabilis sa sasakyan. Ang feedback mula sa pagsukat ng bilis ng kotse ay pumapayag sa kontrol na dinamikong magpuno ng mga pagbabago sa bilis ng kotse. Mula sa feedback na ito na ang paradaym ng kontrol loop ay lumilitaw: ang kontrol ay umaapekto sa awtput ng sistema na sumusukat naman at nagloloop pabalik upang baguhin ang kontrol.
Upang mapaglabanan ang mga limitasyon ng kontrol na bukas na loop, ang teoriya ng kontrol ay nagpapakilala ng reaksiyon (engl.feedback). Ang isang kontroler na saradong-loop ay gumagamit ng feedback upang kontrolin ang mga estado o mga ouput ng isang sistemang dinamikal. Ang pangalan nito ay nagmumula mula sa landas ng impormasyon sa sistema: ang mga input ng proseso(e.g.boltahengnilapat samotor na elektriko) ay may epekto sa mga awtput ng proseso(e.g. bilis o torke ng motor) na nasusukat ng mgasensorat pinoproseso ng kontroler. Ang resulta(signal ng kontrol) ay ginagamit bilang input ng proseso ng nagsasara ng loop.
Ang mga kontroler na saradong-loop ay may sumusunod na mga pakinabang sa mga kontroler na bukas na loop:
Sa ilang mga sistema, ang kontrol na loop na sarado at bukas na loop ay ginagamit ng sabay. Sa gayong mga sistema, ang kontrol na bukas na loop ay tinaguriangfeedforwardat nagsisilbi na karagdagang magpabuti ng pagganap ng pagsubaybay ng reperenisya. Ang isang karaniwang arkitektura ng kontroler na saradong loop angkontroler na PID
Ang awtput ng sistemangy(t)ay pinapakain ng pabalik sa pamamagitan ng pagsukat ng isang sensor naFsa halagang reperensiyangr(t). Ang kontroler naCay kumukuha naman ng pagkakamalinge(pagkakaiba) sa pagitan ng reperensiya at awtput sa pababago sa mga input nausa sistema sa ilalim ng kontrol naP. Ito ay pinapakita sa larawan. Ang uring ito ng kontroler ay isang saradong loop o kontroler na feedback. Ito ay tinatawag na isang isang-input-isang-ouput (SISO) na sistemang kontrol. Ang mga sistemangMIMO(i.e., Multi-Input-Multi-awtput) na may higit sa isang input/awtput ay karaniwan. Sa gayong mga kaso, ang mga bariabulo ay kinakatawan sa pamamagitan ng mgabektorkesa sa simpleng mga halagangskalar. Para sa isangmga sistemang inpinamahaging parametro, ang mga bektor ay maaaring walang hangganangdimensiyonal(na karaniwang mga punsiyon).
Kung ating ipagpapalagay na ang kontrolerC, ang plantangPat ang sensor naFay linyar at hindi nababago ng panahon(i.e. ang mga elemento ng kanilangpunsiyong paglilipatna 'C(s),P(s), atF(s)ay hindi nakasalalay sa panahon), ang mga sistema sa itaaas ay maaaring suriin gamit angtranspormang Laplacesa mga bariabulo. Ito ay nagbibigay ng mga sumusunod na relasyon:
Ang paglutas ngY(s) sa mga termino ngR(s) ay nagbibigay ng:
Ang ekspresyongH(s)=P(s)C(s)1+F(s)P(s)C(s){\displaystyle H(s)={\frac {P(s)C(s)}{1+F(s)P(s)C(s)}}}ay tinutukoy napunsiyong paglilipat sa saradong loopng sistema. Ang numerador ang pasulong(bukas na loop) na pakinabang mulartungo sayat ang denominador ay isa na dinagdagan ng pakinabang sa paglalakbay sa feedback loop na tinatwag na pakinabang na loop. Kung ang|P(s)C(s)|≫1{\displaystyle |P(s)C(s)|\gg 1}, i.e., ito ay may isang malakingnormasa bawat halaga ngsat kung ang|F(s)|≈1{\displaystyle |F(s)|\approx 1}, kung gayon, angY(s)ay tinatayang katumbas ngR(s)at ang awtput ay malapit na sumusubaybay sa reperensiyang input.
Angkontroler na PIDay malamang na pinaka-ginagamit na disenyong kontrol na feedback. AngPIDang akronimo para saProportional-Integral-Derivativena tumutukoy sa tatlong mga termino na gumagana sa pagkakamaling signal upang lumikha ng isang kontrol na signal. Kung angu(t)ang kontrol na signal na ipinadala sa sistema, angy(t)ang sinukat na awtput at angr(t)ang ninanais na awtput, at ang pagkakamaling pagsubaybay nae(t)=r(t)−y(t){\displaystyle e(t)=r(t)-y(t)}na isang kontroler na PID ay may pangkalahatang anyong
Ang ninanais na dinamikang saradong loop ay makakamit sa pamamagitan ng pagsasaayos ng tatlong mga parametrongKP{\displaystyle K_{P}},KI{\displaystyle K_{I}}atKD{\displaystyle K_{D}}na kadalasang paulit ulit sa pamamagitan ng pagtotono at ng walang spesipikong kaalaman ng modelong planta. Ang pagiging matatag ay kadalasang nasisiguro sa pamamagitan lamang ng proporsiyonal na termino. Angintegralay pumapayag sa pagtatakwil ng pagkaabala ng hakbang. Ang terminongderibatiboay ginagamit upang magbigay ng pagbabawas o paghuhugis ng tugon. Ang mga kontroler na PID ang pinaka-mahusay na nalikhang klase ng mga sistemang kontrol. Gayunpaman, ang mga ito ay hindi maaaring gamitin sa ilang mga mas komplikadong kaso lalo na kung ang mga sistemang MIMO ay isinasaalang alang.
Ang paglalapat ng transpormasyong Laplace ay nagreresulta sa natranspormang ekwasyong kontroler na PID
sa punsiyong paglilipat na kontroler na PIC
Salungat sa analisis ng sakop na prekwensiya ng klasikong teoriya ng kontrol, ang modernong teoriya ng kontrol ay gumagamit ng sakop-panahongestadong espasyongrepresentasyon na isangmodelong matematikalng isang sistemang pisikal bilang isang hanay ng input, awtput at mga bariabulo ng estado na nuugnay sa unang order na mga ekwasyong diperensiyal. Upang iabstrakto mula sa bilang ng mga input, mga awtput at mga estado, ang mga bariabulo ay inihahayag bilang mgabektorat ang mga ekwasyong diperensiyal at alhebraiko ay isinusulat sa anyongmatriks(ang huli ay tanging posible kapag ang sistemang dinamikal ay linyar). Ang estadong espasyong representasyon(na kilala rin bilang "pakikitungong sakop-panahon") ay nagbibigay ng maginhawa at siksik na paraan  upang imodelo at suriin ang mga sistema na may maraming mga input at awtput. Hindi tulad ng pakikitungong sakop na prekwensiya, ang paggamit ng representasyong estadong espasyo ay hindi limitado sa mga sistemang may mga bahaging linyar at mga kondisyong inisyal na sero. Ang espasyong estado ay tumutukoy sa espasyong ang mga aksis ang mga bariabulo ng estado. Ang estado ng sistema ay maaaring ikatawan bilang isang bektor sa loob ng espasyong ito.
Ang pagiging matatag ng isang pangkalahatangsistemang dinamikana walang input ay maaaring ilarawan ng kriteryangpagiging matatag na Lyapunov. Ang isangsistemang linyarna kumukuha ng input ay tinatawag napunsiyong BIBOkung ang awtput nito ay mananatilitinakdaanpara sa anumang tinakdaang input. Ang pagiging matatag para sasistemang hindi linyarna kumukuha ng input aypagiging matatag na input tungo sa estado(ISS) na nagsasama ng pagiging matatag na Lyapuno at isang katulad na nosyon sa pagiging matatag na BIBO. Para sa simplisidad, ang sumusunod na mga paglalarawan ay pumopokus sa mga sistemang linyar na tuloy tuloy sa panahon at diskreto sa panahon. Sa matematikal na paglalarawan, ito ay nangangahulugang para sa isang kaswal na sistemang linyar na magiging matatag, ang lahat ng mgapolongpunsiyong paglilipatnito ay dapat mayroong negatibong mga real na bilang, i.e. ang real na bahagi ng lahat ng mga polo ay mababa sa sero. Sa pagsasalitang praktikal, ang pagiging matatag ay nag-aatas na ang punsiyong paglilipat na mga polong kompleks ay tumatahan
Ang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang mga kaso ay simpleng sanhi ng paraang tradisyonal ng pagbakas ng panahong tuloy tuloy laban sa mga punsiyon paglipat na panahong diskreto. Ang tuloy tuloy na transpormang Laplace sa mgakoordinatong Cartesiankung saan angx{\displaystyle x}na aksis ang real na aksis at ang diskretong transpormang-Z ay nasa mgakoordinatong sirkularkung angrho{\displaystyle rho}aksis ang real na aksis. Kapag ang angkop na mga kondisyon sa itaas ay nasapatan, ang isang sistema ay sinasabingasimptotikong matatag: ang mga bariabulo ng isang asimptotikong matatag na sistemang kontrol ay palaging nababawasan mula sa insiyal na halaga ng mga ito at hindi nagpapakita ng permanenteng mga osilasyon. Ang mga permanenteng osilasyon ay nangyayari kapag ang polo ay may isang real na bahagi na eksaktong katumbas ng sero(sa kasong panahong tuloy tuloy) o katumbas namodulussa isa(sa kaso ng panahong diskreto). Kung ang isang simpleng tugon ng matatag na sistema ay hindi nabubulok o lumalago sa paglipas ng panahon at walang mga osilasyon, ito ay [[marhinal na pagiging matatag|marhinal na matatag: sa kasong ito, ang punsiyong pagliipat ng sistema ay walang hindi umuulit na mga polo sa origin ng planong kompleks(i.e. ang bahaging real at kompleks ng mga ito ay sero sa kasong panahong tuloy tuloy). Ang mga osilasyon ay umiiral kapag ang mga polong may real na bahagi na katumbas ng sero ay maybahaging imahinaryona hindi katumbas ng sero. Kung ang sistemang isinasaalang alang ay maytugong impulseng
kung gayon, ang transpormang-Z ay ibinigay ng
na may polo saz=0.5{\displaystyle z=0.5}(serongimahinaryong bahagi). ANg sistemang ito ay matatag na BIBO(na asimptotiko) dahil ang polo ay nasa loob ng bilog na unit. Gayunpaman, kung ang tugong impulse ay
kung gayon, ang transpormang-Z ay
na may polo saz=1.5{\displaystyle z=1.5}at hindi matatag na BIBO dahil ang polus ay striktong modulus na mas malaki sa isa. Ang maraming mga kasangkapan ay umiiral para sa analisis ng mga polo ng isang sistema. Ang mga ito ay kinabibilangan ng mga grapikal na sistemang tulad ngugat na locus, mgapagbabakas na Bodeat mgapagbabakas na Nyquist. Ang mga pagbabagong mekanikal ay maaaring gumawa sa kasapan at mga sistemang kontrol na mas matatag. Ang mga mandaragat ay nagdaragdag ng ballast upang pabutihin ang pagiging matatag ng mga barko. Ang mga barkong cruise ay gumagamit ng mga antiroll fin na lumalawig na nakahalang mula sa gilid ng barka na marahil ay 30 talampakan at tuloy tuloy na umiikot sa kanilang mga aksis upang bumuo ng mga pwersa na sumasalungat sa roll.
Ang pagiging makokontrol at pagiging mapagmamasdan ang pangunahing mga isyu sa analisis ng isang sistema bago pagpasyahan ang pinakamahusay na stratehiyang kontrol na ilalapat o kung kahit posibleng makontrol o mapatatag ang sistema. Ang pagiging makokontrol ay kaugnay ng posibilidd ng pagpupwera ng sistema sa isang partikular na estado sa pamamagitan ng paggamit ang angkop ng signal na kontrol. Kung ang isang estado ay hindi makokontrol, kung gayon, walang signal ang kailanman makakokontrol sa estado. Kung ang estado ay hindi makokontrol ngunit ang mga dinamika nito ay matatag, kung gayon ang estado ay tinaguriang mapapatatag. Ang pagiging mapagmamasdan bagkus ay kaugnay na posiblidad ng pagmamasid sa pamamagitan mga sukat na awtput na estado ng sistema. Kung ang isang estado ay hindi mapagmamasdan, ang kontrol ay hindi kailanman makakatukoy ng pag-aasal ng hindi mapagmamasdang estado at kaya ay hindi ito magagamit upang patatagin ang sistema. Gayunpaman, katulad ng kondisyong pagiging matatag sa itaas, kung ang estdo ay hindi makapagmamasid, ito ay maaari pa ring madedetekta. Mula sa pananaw na heometrikal, ang pagtingin sa mga estado ng bawat bariabulo ng sistema na kokontrolin, ang bawat masamang estado ng mga bariabulong ito ay dapat makokontrol at mapagmamasdan upang masiguro ang isang mabuting pag-aasal sa sistemang saradong loop. Ang ibig sabihin ay kung ang mga iginhalaga(eigenvalues)ng sistema ay hindi parehong makokontrol at mapagmamasdan, ang bahaging ito ng mga dinamika ay mananatiling hindi mahahawakan sa sistemang saradong loop. Kung ang gayong eigenhalaga ay hindi matatag, ang dinamika ng eigenhalagang ito ay iiral sa sistemang saradong look na kaya ay magiging hindi matatag. Ang mga hindi mapagmamasdang polo ay hindi umiiral sa realisasyon ng punsiyong paglilipat ng isang representasyong estado-espasyo na kaya minsan, ang huli ay ninanais sa analisis ng mga sistemang dinamikal. Ang mga solusyon sa problema ng sistemang hindi makokontrol at hindi mapagmamasdan ay kinabibilangan ng pagdaragdag ng mga aktuwator at mga sensor.
Ang ilang mga iba't ibang stratehiyang kontrol ay nilikha sa mga nakaraang taon. Ang mga ito ay nagiiba iba mula sa sukdulang pangkalahatan(kontroler na PID) hanggang sa ibang mga nakatuon sa napaka partikular na mga klase ng mga sistema(lalo na angrobotikao kontrol na cruis ng sasakyang panghimpapawid). Ang isang problemang kontrol ay maaaring may ilang mga spesipikasyon. Ang pagiging matatag ay siyempre palaging umiiral: ang kontrol ay dapat sumiguro na ang sistemang saradong loop ay matatag kahit hindi isasaalang alang ang pagiging matatag ng bukas na loop. Ang isang mababang pagpipilian ng kontrol ay magpapasama sa pagiging matatag ng sistemang bukas na loop na dapat ay normal na iwasan. Minsan, ninanais na magkamit ng partikular na dinamika sa saradong loop: i.e. ang mga polo ay mayRe[λ]<−λ¯{\displaystyle Re[\lambda ]<-{\overline {\lambda }}}, kung saan angλ¯{\displaystyle {\overline {\lambda }}}ay isang nakapirmeng halaga na striktong mas malaki sa sero imbis na simpleng paghingi na angRe[λ]<0{\displaystyle Re[\lambda ]<0}. Ang isa pang karaniwang spesipikasyon ang pagtatakwil ng mga pagkaabala ng hakbang. Ang pagsasama ngintegradorsa kadenang bukas na loop(i.e. nang direkta bago ang sistemang nasa ilalim ng kontrol) ay madalaing makapagkamit nito. Ang ibang mga klase ng pagkaabala ay nangangailangang isama ang iba't ibang mga uri ng pang-ilalim na sistema. Ang ibang mga spesipikasyon ng klasikong teoriya ng kontrol ay nagsasaalang alang sa tugong panahon ng sistemang saradong loop. Ito ay kinabibilangan ngpanahong pagahon(ang panahong kailangan ng sistemang kontrol upang maabot ang ninanais na halaga pagkatapos ng perturbasyon), tuktok na overshoot(ang pinakamataas na halaga ng tugon bago ang pag-abot ng ninanais na halaga) at iba pa(panahong nagpapanatili, pagkabulok na kwarter). Ang mga spesipikasyong sakop na prewkensiya ay karaniwang nauugnay samalakas na kontrol.
Ang isang sistemang kontrol ay dapat malaking may ilang katangiang pagiging malakas. Ang isang kontroler na malakas ay sa gayong ang mga katangian nito ay hindi labis na nagbabago kung nilalapat sa isang sistema na katamtamang iba mula sa isang matematikal na ginagamit para sa sintesis nito. Ang spesipikasyong ito ay mahalaga. Walang tunay na sistemang pisikal na tunay na  umaasal tuldd ng serye ng mga ekwasyong diperensiyal na ginagamit upang ikatawan ito ng matematikal. Sa karaniwan, ang isang mas simpleng modelong matematikal ay pinipili upang pasimplehin ang mga kalkulasyon, kundi ang tunay na dinamika ng ay maaaring labis na komplikado na ang isang kompletong model ay imposible.
Ang proseso ng pagtukoy ng mga ekwasyong nangangasiwa sa dinamika ng modelo ay tinatawag napagtukoy ng sistema. Ito ay maaaring gawin ng offline. Halimbawa nito ang pagsasagawa ng isang serye ng mga sukat na pagkukwentahan ng isang tinantiyang modelong matematikal na karaniwang ang punsiyong paglilipat nito o matriks. Ang gayong pagtukoy mula sa awtput gayunpaman ay hindi makapagsasaalang alang ng mga hindi mapagmamasdang dinamika. Minsan, ang modelo ay direktang itinayo na nagsisimula mula sa alam na mga ekwasyong pisikal. Halimbawa, sa kaso ng sistemangdamper na masa-spring, alam nating angmx¨(t)=−Kx(t)−Bx˙(t){\displaystyle m{\ddot {x}}(t)=-Kx(t)-\mathrm {B} {\dot {x}}(t)}. Kahit pa ipagpalagay na ang isang kompletong modelo ay ginagamit sa pagdidisenyo ng gayong kontroler, ang lahat ng mga parametrong isinama sa mga ekwasyong ito(na tinatawag na mga parametrong nominal) ay hindi kailanman malalaman nang may absolutong presisyon. Ang sistemang kontrol ay kailangang umasal ng tama kahit na nakakonekta sa isang sistemang pisikal na may mga halagang tunay na parametro na malayo sa nominal. Ang ilang mas mataas na mga pamamaraang kontrol ay kinabibilangan ng isang proseng online ng pagtukoy. Ang mga parametro ng modelo ay kinukwenta(tinutukoy) habang ang mismong kontroler ay tumatakbo. Sa paraang ito, kung ang isang drastikong pagkakaiba ng mga parametro ay nangyari(halimbawa, kung ang braso ng robot ay nagpakawala ng timbang), isasaayos ng kontroler ang sarili nito upang masiguro ang tamang pagganap.
Ang analisis ng pagiging malakas ng isang sistemang kontrol na SISO ay maaaring isagawa sa sakop na prekwensiya na nagsasaalang ng punsiyong paglipat ng sistema at gamit angdiagramang Nyquistatdiagramang Bode. Ang mga paksa ay kinabibilangan ng marhin na pakinabang at yugto at marhin na amplitudo. Para sa MIMO at sa pangkalahatan, mas komplikadong mga sistemang kontrol, dapat isaalang alang ng isa ang mga resultang teoretikal nilikha para sa bawat pamamaraan ng kontrol: i.e. kung ang partikular na mga kalidad ng pagiging malakas ay kailangan, dapat ilipat ng inhinyero ang kanyang atensiyon sa isang paraang kontrol sa pamamagitan ng pagsasama ng mga ito sa mga katangian nito.
Ang isang partikular na isyu ng pagiging malakas ang inaatas para sa isang sistemang kontrol na angkop na gumanap sa presensiya ng mga pagtatakdang input at estado. Sa mundong pisikal, ang bawat signal ay nalilimitahan. Maaaring mangyari na ang isang kontroler ay magpapadala ng mga signal ng kontrol na hindi masusundan ng sistemang pisikal. Halimbawa nito ang pagsubok sa pag-iikot ng valve sa isang labis na bilis. Ito ay maaaring lumikha ng hindi kanais nais na pag-aasal ng sistemang saradong loop o makapinsala o sumira sa mga aktuwador o iba pang mga pangilalim na sistema. Ang mga spesipikong pamamaraang kontrol na magagamit upang lutasin ang problema angkontrol na prediktibong modeloat mgasistemang anti-wind up. Ang huli ay binubuo ng karagdagang blokeng kontrol upang masiguro na ang signal na kontrol ay hindi kailanman lalagpas sa isang ibinigay na threshold.
Para sa mga sistemang MIO, ang paglalagay ng polo ay maaaring isagawa ng matematiko gamit ang representasyong estado espasyo ng sistemang bukas na loop at pagkukwenta ng isang matriks na feedback sa pagtatakda ng mga polo sa mga ninanais na posisyon. Sa mga sistemang komplikado, ito ay mangangailagan ng mga kakayahang pagkukwenta na tinutulungan ng kompyuter at hindi palaging makasisiguro ng pagiging malakas. Sa karagdagan, ang lahat mga estado ng sistema ay hindi pangkalahatang sinusukat at kaya ang mga nagmamasid ay dapat isama sa disenyo ng paglalagay ng polo.
Ang mga proseso sa mga industriyang tulad ngrobotikaat industriyang aeroespasyo ay karaniwang may malakas na dinamikang hindi linyar. Sa teoriya ng kontrol, minsang posible na ilinyar ang gayong mga klase ng sistema at ilapat ang mga pamamaraang linyar ngunit sa maraming mga kaso, maaaring kinakailangang lumikha mula sa simula na pumapayag sa kontrol ng mga sistemang hindi linyar. Ang mga ito, halimbawa anglinyarisasyon ng feedback,backstepping,kontrol na modong dumudulasat kontrol na trahektoryong linyarisasyon ay normal na sumasamantala sa mga resultang batay sateoriya ni Lyapunov. Angheometriyang diperensiyalay malawak na ginagamit bilang kasangkapan sa paglalahat ng mga mahusay na alam na mga konseptong kontrol na linyar sa mga kasong hindi linyar gayundin sa pagpapakita ng hindi mga madedekta na gumagawa ritong mas nakahahamong problema.
Kapag ang sistema ay kinokontrol ng maraming mga kontroler, ang problema ay ng kontrol na desentralisado. Angdesentralisasyonay makakatulong sa maraming mga paraan. Halimbawa, ito ay tumutulong sa mga sistemang kontrol na magpatakbo sa isang malaking sakop na heograpikal. Ang mga ahente sa mga sistemang desentralisadong kontrol ay maaaring makipagugnayan gamit ang mga channel ng komunikasyon mag-kokoordina ng kanilang mga aksiyon.
Ang bawat sistemang kontrol ay dapat gumarantiya muna ng pagiging matatag ng pag-aasal na saradong loop. Para sa mga sistemang linyar, ito ay maaaring makamit sa pamamagitan ng direktang paglalagay ng mga polo. Ang mga sistemang kontrol na hindi linyar ay gumagamit ng mga spesipikong teoriya(normal na batay sa teoriya ni Lyapunov) upang masiguro ang pagiging matatag nang hindi isasaalang alang ang mga panloob na dinamika ng sistema. Ang posibilidad na maisakatuparan ang iba't ibang mga spesipikasyon ay iba iba mula sa modelong isinasaalang alang at sa stratehiyang kontrol na napili. Ang sumusunod ang buod na talaan ng pangunahing mga pamamaraang kontrol: