کنترل کننده نامتمرکز (Decentralized Controller)، در ریاضیات (Mathematics)
انواع کنترل کننده ها (Controller) را در آموزش زیر شرح دادیم :
کنترل کننده نامتمرکز (Decentralized Controller) :
چندین کنترل کننده مستقل بدون ارتباط با یکدیگر
کنترل کننده نامتمرکز یا Decentralized Controller یک ساختار کنترلی است که در آن سیستم بزرگ به چند زیرسیستم تقسیم می شود و هر زیرسیستم توسط یک کنترل کننده محلی و مستقل کنترل می شود. این کنترل کننده ها هیچ اطلاعاتی از یکدیگر ندارند و فقط بر اساس اندازه گیری های محلی خود تصمیم می گیرند. این ساده ترین شکل کنترل برای سیستم های بزرگ است.
در کنترل نامتمرکز، ماتریس تابع تبدیل کنترل کننده یک ماتریس قطری است (یا بلوکی-قطری) به این معنی که هر ورودی فقط به یک خروجی خاص (یا یک زیرمجموعه) وابسته است:
\[ K(s) = \begin{bmatrix} K_1(s) & 0 & \cdots & 0 \\ 0 & K_2(s) & \cdots & 0 \\ \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ 0 & 0 & \cdots & K_m(s) \end{bmatrix} \]کاربردها: کنترل فرآیندهای صنعتی که اندرکنش بین حلقه ها کم است، سیستم های بزرگ که ارتباطات پرهزینه است، کنترل موتورهای مستقل در یک کارخانه، کنترل دمای اتاق های مختلف یک ساختمان.
✅ مزایا: سادگی، قابلیت اطمینان بالا (خرابی یک کنترل کننده بقیه را مختل نمی کند)، هزینه پایین، پیاده سازی آسان.
⚠️ معایب: نادیده گرفتن اندرکنش ها، ممکن است در سیستم های با اندرکنش قوی ناپایدار شود، عملکرد بهینه نیست.
شرط موفقیت کنترل نامتمرکز این است که اندرکنش بین زیرسیستم ها ضعیف باشد. این موضوع با استفاده از تحلیل RGA (Relative Gain Array) قابل بررسی است. اگر RGA نزدیک به ماتریس واحد باشد، جفت سازی ورودی-خروجی مناسب و اندرکنش کم است.
مثال: یک ساختمان با چندین اتاق که هر کدام یک سیستم گرمایش جداگانه دارند. دما و رطوبت هر اتاق مستقل از دیگران کنترل می شود. اندرکنش حرارتی بین اتاق ها کم است (اگر عایق بندی خوب باشد)، بنابراین کنترل نامتمرکز کار می کند.
طراحی کنترل نامتمرکز شامل دو مرحله است: ۱) جفت سازی ورودی-خروجی مناسب (تعیین کدام ورودی کدام خروجی را کنترل کند). ۲) طراحی هر کنترل کننده محلی با در نظر گرفتن اندرکنش ها به عنوان اغتشاش.
