خرید و دانلود نسخه کامل کتاب Linear Systems Control: Deterministic and Stochastic Methods

توضیحاتی در مورد کتاب



تئوری کنترل مدرن و به‌ویژه روش‌های فضای حالت یا متغیر حالت را می‌توان با توصیف بسیاری از سیستم‌های مختلف تطبیق داد زیرا به شدت به مدل‌سازی فیزیکی و شهود فیزیکی بستگی دارد. قوانین فیزیک به صورت معادلات دیفرانسیل هستند و به همین دلیل، این کتاب بر توصیف سیستم به این شکل تمرکز دارد. این به معنای سیستم های جفت شده معادلات دیفرانسیل خطی یا غیرخطی است. رویکرد فیزیکی در این کتاب تاکید شده است زیرا برای سیستم های پیچیده طبیعی ترین است. همچنین آنچه که معمولاً یک موضوع ریاضی دشوار است را به موضوعی تبدیل می کند که می تواند به طور مستقیم به طور شهودی درک شود و به مفاهیمی می پردازد که دانشجویان مهندسی و علوم قبلاً با آنها آشنا هستند. به این ترتیب می توان بلافاصله نظریه را برای درک و کنترل سیستم های معمولی به کار برد. به همین دلیل، مهندسان کاربردی که در صنعت کار می کنند نیز این کتاب را جالب و مفید خواهند یافت.

در راستای رویکردی که در بالا ذکر شد، این کتاب ابتدا به مدل‌سازی سیستم‌ها در فرم فضای حالت می‌پردازد. هر دو روش مدل‌سازی معادلات دیفرانسیل و تابع انتقال با مثال‌های زیادی بررسی می‌شوند. خطی سازی ابتدا برای سیستم های غیرخطی بسیار ساده و سپس سیستم های پیچیده تر بررسی و توضیح داده می شود. از آنجایی که کنترل کامپیوتر برای کاربردهای مدرن بسیار اساسی است، مدل‌سازی زمان گسسته سیستم‌ها به عنوان معادلات تفاوت بلافاصله پس از مدل‌های معادلات دیفرانسیل بصری‌تر معرفی می‌شود. تبدیل مدل‌های معادلات دیفرانسیل به معادلات تفاوت نیز به طور مفصل مورد بحث قرار می‌گیرد، از جمله فرمول‌های تابع انتقال.

یک مشکل حیاتی در کنترل مدرن، نحوه درمان نویز در سیستم‌های کنترل است. با این وجود، این سوال به ندرت در بسیاری از کتاب های درسی سیستم های کنترل بررسی می شود، زیرا در دوره دوم در مورد کنترل ها بسیار ریاضی و دشوار در نظر گرفته می شود. در این کتاب درسی یک رویکرد فیزیکی ساده برای توصیف نویز و اغتشاشات تصادفی ارائه شده است که به راحتی قابل درک است و برای سیستم های رایج اعمال می شود. این تنها به چند مفهوم آماری اساسی نیاز دارد که در یک مقدمه ساده آورده شده است که به طور طبیعی به معادله انتشار نویز اساسی برای سیستم های دینامیکی، معادله لیاپانوف، منجر می شود. این معادله هم در نسخه‌های زمان پیوسته و هم در زمان گسسته آن ارائه شده و نمونه‌ای از آن است.

با معادله لیاپانوف موجود برای توصیف انتشار نویز حالت، گام بسیار کوچکی برای افزودن اثر اندازه‌گیری‌ها و نویز اندازه‌گیری است. این بلافاصله معادله Riccati را برای برآوردگرهای حالت بهینه یا فیلترهای کالمن به دست می دهد. این ناظران مهم با استفاده از شبیه‌سازی‌هایی که درک آن‌ها را آسان می‌کند و به آسانی در سیستم‌های واقعی به کار می‌برند، استخراج و نشان داده شده‌اند. استفاده از رگولاتورهای LQR با فیلترهای کالمن رگولاتورهای LQG (گاوسی درجه دوم خطی) را می دهد که در انتهای کتاب معرفی شده اند. موضوع مهم دیگری که معرفی می شود، استفاده از فیلترهای کالمن به عنوان تخمین پارامتر برای پارامترهای مجهول است.

کتاب درسی در 7 فصل، 5 پیوست، فهرست مطالب، جدول مثال ها، نمایه گسترده و فهرست گسترده ای از مراجع هر فصل با خلاصه ای از نکات اصلی پوشش داده شده و مجموعه ای از مسائل مربوط به مطالب آن فصل ارائه شده است. علاوه بر این، هر یک از فصل های پیشرفته تر (3 – 7) با یادداشت هایی ارائه شده است که تاریخچه مسائل ریاضی و فنی را توصیف می کند که منجر به تئوری کنترل ارائه شده در آن فصل می شود. روش‌های زمان پیوسته تمرکز اصلی کتاب هستند، زیرا این روش‌ها مستقیم‌ترین ارتباط را با فیزیک فراهم می‌کنند. این پایه فیزیکی امکان ارائه منطقی را فراهم می کند و حس شهودی خوبی برای ساخت سیستم کنترل می دهد. با این وجود، توجه زیادی به سیستم‌های زمانی گسسته نیز داده شده است.

برهان‌های بسیار کمی در کتاب گنجانده شده‌اند، اما بیشتر نتایج مهم مشتق شده‌اند. این روش ارائه متن را بسیار خوانا می کند و پایه خوبی برای خواندن متون دقیق تر می دهد.

مجموعه کاملی از راه حل ها برای همه مشکلات موجود در متن موجود است. علاوه بر این، مجموعه‌ای از تمرین‌های طولانی‌تر برای استفاده به عنوان «تمرین‌های آزمایشگاهی» Matlab/Simulink در ارتباط با سخنرانی‌ها در دسترس است. برای 12 تمرین از این دست مواد وجود دارد و هر تمرین حدود 3 ساعت برای حل آن نیاز دارد. راه‌حل‌های نوشتاری کامل همه این تمرین‌ها موجود است.