بیان تئوری کنترل بهینه در حل مسئله بهینه سازی سیستم های کلاسیک
طراحی سیستم کنترل کلاسیک به طور کلی یک پروسه سعی و خطا است که در روش های مختلف تحلیل به تکرار برای تعیین پارامترهای طراحی یک سیستم " پذیرفتنی" استفاده شده است. عملکرد پذیرفتنی به طور کلی از لحاظ معیارهای زمان و دامنه فرکانس مثل زمان خیز، زمان نشست، پیک اورشوت، حاشیه گین و فاز، پهنای باند تعریف شده است. اساسا معیارهای عملکردی مختلف بایستی ارضا شده باشند، هرچند که، با یکجا پیچیده تر شدن، و ظهور سیستم های چند ورودی – چند خروجی نیاز به تکنولوژی جدید احساس شد. برای مثال طراحی یک سیستم کنترلی مربوط به یک فضا پیما که هزینه سوخت را کمینه کند بوسیله روش های کنترل کلاسیک جوابگو نیست. یک روش جدید و مستقیم برای ترکیب این سیستم های پیچیده، تئوری کنترل بهینه گفته می شود، که این امکان با توسعه کامپیوتر های دیجیتال ممکن شده است.
هدف تئوری کنترل بهینه تعیین سیگنال های کنترلی است که باعث می شود یک پروسه قیود فیزیکی را ارضا کند و در آن واحد زمان بعضی معیار های عملکرد را کمینه (یا بیشینه) کند. سپس، ما بایستی یک عبارت ریاضی صریح تر را از " مسئله کنترل بهینه" درنظر بگیریم، اما ابتدا بایستی موضوع فرموله کردن را درنظر بگیریم.
شماتیک سیستم کنترل بهینه
به منظور پیاده سازی سیستم بهینه سازی به بخش بندی سیستم نیازمندیم که این بخش بندی در ادامه مطلب آمده است .