کنترل غیرخطی

کنترل غیرخطی کنترل یکی از زمینه های مهندسی کنترل است که با سامانه غیرخطی یا سیستم های متغیر با زمان یا هر دو سر و کار دارد.
تحلیل ها و تکنیک های طراحی بسیاری برای سامانه های غیرخطی وجود دارد اما کنترلر یا سیستم تحت کنترل یا هر دوی آن ها در حالت کلی ممکن است که سامانهٔ غیرخطی نباشند و تکنیک های کنترل خطی را نمی توان به صورت مستقیم به آن ها اعمال کرد. موضوع اصلی کنترل غیر خطی آن است که به چه ترتیب می توان تکنیک های کنترل خطی را در مورد سیستم های غیر خطی به کار برد. همچنین از روش های کنترلی جدیدی می توان استفاده کرد که با تحلیل خطی نمی توان به آن ها رسید. کنترلرهای غیر خطی ویژگی های جالب تری نسبت به یک کنترلر خطی دارند مانند افزایش سرعت، کاهش انرژی و نیز کابرد ساده تر آنها. اما کنترلرهای غیر خطی نیازمند تحلیل های ریاضی پیچیده تری هستند.
بعضی خواص دینامیک غیرخطی:
• آن ها از اصل انطباق ( خطی بودن و همگن بودن ) پیروی نمی کنند.
• آن ها ممکن است چند نقطه تعادل جدا از هم داشته باشند.
• آن ها ممکن است خواصی مانند:چرخه حدی، انشعاب، آشوب و بحران از خود نشان دهند.
• زمان فرار محدود:جواب سیستم های غیر خطی ممکن است برای همهٔ زمان ها وجود نداشته باشد.
از روش های کنترل غیرخطی می توان به موارد زیر اشاره کرد.
• روش تابع تعریف
• روش صفحهٔ فاز
• تحلیل پایداری لیاپونوف
• روش اختلال تکینه
• روش پوپوف
• نظریه مانیفولد مرکزی
• روش بهره کوچک
تا قبل از سال ۱۹۹۰، در این زمینه تقریباً کاری نشده بود. با این حال، در سال ۱۹۹۰ در یک مقاله از یک گروه از دانشمندان از دانشگاه مریلند، ایالات متحده آمریکا E. Ott، C. Grebogi و J. A. Yorke دربارهٔ کنترل آشوب وجود دارد. این مقاله باعث انفجار خبری شد: با توجه به وب سایت علوم که در اوایل دههٔ ۲۰۰۰ در مورد این موضوع منتشر شده است، بیش از ۴۰۰ مقاله در سال منتشر شده است.
این مقاله موجی از مقالات را برانگیخت که اغلب با شبیه سازی های کامپیوتری و بعضاً با آزمایش تأثیر کنترل بر رفتار سیستم های مختلف را بررسی کردند. بسیاری از مقالات در این موضوع در مجلات فیزیک منتشر می شود. توسعه این روش ها در فرایندهای پر آشوب در لیزر, صنایع شیمیایی, صنعت مخابرات, زیست شناسی و پزشکی کاربرد دارد.