افقهای نو در مهندسی کنترل

علم کنترل یکی از لایه های پنهان کیفیت و کارایی محصولات دنیای فناوری و دستاوردهای عالم مهندسی است. اگر بتوان گفت که مهندسی استفاده از ریاضیات در جهان واقع است، آن گاه کنترل یکی از پلهای ارتباط بین دنیای مهندسی و عالم ریاضیات خواهد بود. هر اندازه استفاده از علم کنترل در زمینه های مختلف کاربردی گسترش یابد، نیاز به ابزارها و روش های جدید از ریاضیات افزایش می یابد. اگر بخواهیم افقی برای مهندسی کنترل ترسیم کنیم، هم باید به کاربردهای جدید در زمان حال و کاربردهای متصور در آینده توجه کنیم و هم به ابزارهای ریاضی برای حل مسائل حال و آینده. در این مقاله پس از معرفی برخی از کاربردهای جدید در حوزه مهندسی کنترل، چند مسئله با تامل بیشتری بررسی شده اند:• مسئله ناحیه جذب در سیستمهای دینامیکی غیرخطی علیرغم سابقه زیاد همچنان دارای چالش های زیاد نظری و کاربردهای فراوان عملی است و ابزارهای مختلفی برای حل آن به کار گرفته شده است. برخی تقریبهای کارا برای حل این مسئله به اختصار بررسی شده است.
• مدلهای بیولوژیکی از دیدگاه سیستم دینامیکی خصوصیاتی دارند که آنها را از مدلهای مرسوم در نظریه کنترل متمایز میکند. با استفاده از نظریه سیستمهای یکنوا میتوان رفتار یک سیستم پیچیده را با توجه به مشخصه کیفی اتصالات مولفه های سیستم به همراه مقدار اندکی اطلاعات کمی تحلیل کرد. توصیف بسیاری از پدیده های بیولوژیکی از کاربردهای این دسته از سیستمهاست.
• نوسانگرهای نرونی به منظور تولید اطلاعات زیستی و تولید فعالیتهای منظم و ریتمدار نیاز به همزمانشدن دارند. در مقابل، گاهی همزمان شدن میتواند نقش مخربی داشته باشد. در بیماری هایی مانند پارکینسون راهبرد درمانی مبتنی بر فرو نشاندن همزمانی نامطلوب است. در دیدگاه مهندسی، کنترل کننده فعالیت جمعیت نورون را به عنوان ورودی میگیرد و فرمان کنترلی مناسب را برای ناهمزمانی تولید میکند. در نهایت، این فرمان به جمعیت نرونها اعمال میشود.
• دانش کنترل میتواند برای درمان اختلالات مرتبط با روحیه و رفتار انسان مد نظر قرار گیرد. در خصوص بررسی مدلهای دینامیکی توصیف کننده روحیات انسان مدلهای تعمیمیافته مبتنی بر حسابان مرتبه ناصحیح عملکرد بهتری برای مطالعه سامانمند روحیات انسان دارد. این تعمیم به نوعی مدلسازی حافظه را امکان پذیر میسازد. با استفاده از روش های کنترل بهینه برای سیستمهای دینامیکی مرتبه ناصحیح می توان الگویی برای درمان ارائه کرد.