موضوع این مقاله مساله ی طراحی همزمان ساختار کارخانه و یک کنترولر با دو درجه آزادی می باشد. جامعه ی کنترولی تا کنون به ساختار کارخانه توجه ننموده اند و یک کنترولر برای یک کارخانه طراحی شده ، گرچه ما تردید های کارخانه را نیز مد نظر قرار می دهیم. هر چند به منظور برآورده نمودن نیازمندی های عملکردی کنترل لازم است تا نه تنها کنترولر بلکه ساختار کارخانه را نیز بهینه ساخت ، و این کار باید همزمان انجام پذیرد. یک نمونه ی عینی و رایج در این زمینه می تواند تعلیق فعال اتوموبیل ها باشد. این امر می تواند عملکرد را به واسطه ی ترکیب مناسب مولفه های منفعل و مولفه های فعال تقویت نماید.
درواقع طراحی همزمان سیستم های ساختاری و کنترلی در انجمن های مکانیک و هوانوردی بیش از ده سال است که ایجاد شده است. مهم ترین ایده در حل مسله ی طراحی همزمان فروکاستن مساله ی طراحی به بهینه سازی ریاضیست. در مساله ی بهینه سازی اغلب مواقع از کل حجم ساختمان و عملکرد LQ به عنوان توابع هزینه استفاده شده است. هر چند این مهم است که ما نه تنها به چگونگی بهینه سازی توابع هزینه بلکه به چگونگی طرح چنین مسائلی بپردازیم چرا که سیستمی که برای معیاری نامناسب بهینه شده باشد ، سودبخش و اثر گذار نخواهد بود.
در این مقاله ما به بررسی طراحی همزمان ساختار کارخانه و کنترلری با دو درجه ازادی می پردازیم. ما برای یک کارخانه ی ثابت متوجه می شویم که کنترلر دو درجه آزادی می تواند با عملکردی خوب و بازخوردی رضایت بخش طراحی شود. در طرح کنترلر دو درجه آزادی معیار H2 و H برای به دست آوردن پاسخ فرماندهی مطلوب و بازخورد رضایت بخش استفاده شده است. ابتدا ما معیاری نوین برای مالکیت feedforward ارائه می دهیم که برای طراحی همزمان مناسب خواهد بود. دو دیگر آنکه ما به بررسی طراحی همزمانی می پردازیم که نیازهای کنترل های بازخورد و feedforward را بر آورده می سازد. ما اشاره می کنیم که مالکیت های بازخوردی و feedforward در نمونه ی طراحی همزمان از هم مستقل نیستند. مثال های زیادی اثرگذاری معیار ارائه شده ی ما را نشان می دهد.
طراحی همزمان ساختار و سیستم های کنترلی برای کنترولر دو درجه آزادی