دانلود کتاب Linear systems control: deterministic and stochastic methods (به فارسی: کنترل سیستم های خطی: روش های قطعی و تصادفی) نوشته شده توسط «Elbert Hendricks – Ole Jannerup – Paul Haase Sørensen»
اطلاعات کتاب کنترل سیستم های خطی: روش های قطعی و تصادفی
موضوع اصلی: تئوری کنترل خودکار
نوع: کتاب الکترونیکی
ناشر: Springer
نویسنده: Elbert Hendricks – Ole Jannerup – Paul Haase Sørensen
زبان: English
فرمت کتاب: djvu (قابل تبدیل به سایر فرمت ها)
سال انتشار: 2008
تعداد صفحه: 568
حجم کتاب: 5 مگابایت
کد کتاب: 3540784853 , 9783540784852 , 9783540784869 , 3540784861
نوبت چاپ: 1
توضیحات کتاب کنترل سیستم های خطی: روش های قطعی و تصادفی
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.
Modern control theory and in particular state space or state variable methods can be adapted to the description of many different systems because it depends strongly on physical modeling and physical intuition. The laws of physics are in the form of differential equations and for this reason, this book concentrates on system descriptions in this form. This means coupled systems of linear or nonlinear differential equations. The physical approach is emphasized in this book because it is most natural for complex systems. It also makes what would ordinarily be a difficult mathematical subject into one which can straightforwardly be understood intuitively and which deals with concepts which engineering and science students are already familiar. In this way it is easy to immediately apply the theory to the understanding and control of ordinary systems. Application engineers, working in industry, will also find this book interesting and useful for this reason.
In line with the approach set forth above, the book first deals with the modeling of systems in state space form. Both transfer function and differential equation modeling methods are treated with many examples. Linearization is treated and explained first for very simple nonlinear systems and then more complex systems. Because computer control is so fundamental to modern applications, discrete time modeling of systems as difference equations is introduced immediately after the more intuitive differential equation models. The conversion of differential equation models to difference equations is also discussed at length, including transfer function formulations.
A vital problem in modern control is how to treat noise in control systems. Nevertheless this question is rarely treated in many control system textbooks because it is considered to be too mathematical and too difficult in a second course on controls. In this textbook a simple physical approach is made to the description of noise and stochastic disturbances which is easy to understand and apply to common systems. This requires only a few fundamental statistical concepts which are given in a simple introduction which lead naturally to the fundamental noise propagation equation for dynamic systems, the Lyapunov equation. This equation is given and exemplified both in its continuous and discrete time versions.
With the Lyapunov equation available to describe state noise propagation, it is a very small step to add the effect of measurements and measurement noise. This gives immediately the Riccati equation for optimal state estimators or Kalman filters. These important observers are derived and illustrated using simulations in terms which make them easy to understand and easy to apply to real systems. The use of LQR regulators with Kalman filters give LQG (Linear Quadratic Gaussian) regulators which are introduced at the end of the book. Another important subject which is introduced is the use of Kalman filters as parameter estimations for unknown parameters.
The textbook is divided into 7 chapters, 5 appendices, a table of contents, a table of examples, extensive index and extensive list of references. Each chapter is provided with a summary of the main points covered and a set of problems relevant to the material in that chapter. Moreover each of the more advanced chapters (3 – 7) are provided with notes describing the history of the mathematical and technical problems which lead to the control theory presented in that chapter. Continuous time methods are the main focus in the book because these provide the most direct connection to physics. This physical foundation allows a logical presentation and gives a good intuitive feel for control system construction. Nevertheless strong attention is also given to discrete time systems.
Very few proofs are included in the book but most of the important results are derived. This method of presentation makes the text very readable and gives a good foundation for reading more rigorous texts.
A complete set of solutions is available for all of the problems in the text. In addition a set of longer exercises is available for use as Matlab/Simulink ‘laboratory exercises’ in connection with lectures. There is material of this kind for 12 such exercises and each exercise requires about 3 hours for its solution. Full written solutions of all these exercises are available.
دانلود کتاب «کنترل سیستم های خطی: روش های قطعی و تصادفی»
برای دریافت کد تخفیف ۲۰ درصدی این کتاب، ابتدا صفحه اینستاگرام کازرون آنلاین (@kazerun.online ) را دنبال کنید. سپس، کلمه «بلیان» را در دایرکت ارسال کنید تا کد تخفیف به شما ارسال شود.