1、动态生产系统的控制理论应用：时域与频域方法解析

动态生产系统的控制理论应用：时域与频域方法解析

1. 生产系统面临的现状与挑战

在当今竞争激烈的市场环境下，各行业必须适应日益动态和多变的市场需求。动态生产系统及其网络需要快速、有效地响应需求趋势和生产干扰。数字化正深刻改变着生产规划、运营和控制等各个环节，它借助数字化数据、数字通信、自动决策、模拟以及融入人工智能算法的软件决策工具，为生产系统带来了自动化决策、减少决策与执行延迟以及显著提升系统性能的机遇。

然而，离散事件模拟、排队网络和Petri网等传统工具虽能模拟生产系统的详细行为并预测特定输入场景下重要变量随时间的变化，但在预测动荡条件下生产系统的基本动态特性方面却不够便捷。往往需要大量实验，如随机输入场景的离散事件模拟，才能得出关于动态行为的可靠结论并设计有效的决策规则。

2. 控制理论模型的优势

控制理论模型则不同，它采用诸如工作流等聚合概念构建模型。通过这种方式获得的更简单的线性模型，能够直接应用控制系统工程工具进行决策设计，以满足基于以下动态特性定义的性能目标：
- 稳定时间 ：生产系统在经历紧急订单或设备故障等干扰后恢复正常运行所需的时间。
- 误差 ：生产系统中重要变量的期望价值与实际值之间的差异。
- 阻尼 ：重要变量的振荡趋势，或决策规则过度调整的倾向（超调）。
- 频率响应 ：特定频率的干扰是否会导致性能过度偏差（放大），或对性能无显著影响（抑制）。
- 带宽 ：生产系统在何种频率范围内的性能表现