Computer-aided Nonlinear Control System Design: Using Describing Function Models

رویکرد سیستماتیک به کمک کامپیوتر، تنظیمات همه کاره ای را برای مهندس کنترل فراهم می کند تا بر پیچیدگی های طراحی کنترل کننده برای سیستم های بسیار غیرخطی غلبه کند. طراحی سیستم کنترل غیرخطی به کمک کامپیوتر چنین رویکردی را بر اساس استفاده از توابع توصیفی ارائه می دهد. متن به دسته بزرگی از سیستم‌های غیرخطی بدون محدودیت در ترتیب سیستم، تعداد ورودی‌ها و/یا خروجی‌ها یا تعداد، نوع یا ترتیب عبارت‌های غیرخطی می‌پردازد. روش‌های کاملاً نرم‌افزاری به تفصیل، انجام الزامات عملکرد فشرده را تسهیل می‌کنند و به طراح کمک می‌کنند تا به صورت کاملاً غیرخطی فکر کند، و از مصلحت‌سازی خطی‌سازی که می‌تواند محدودیت‌های مدل اساسی و غیرواقعی را تحمیل کند و هزینه محصول نهایی را بالا ببرد، اجتناب می‌کند.

روش‌های طراحی در قالب الگوریتمی گام به گام ارائه می‌شوند که هر مرحله یک واحد عملکردی با خروجی‌هایی است که مراحل دیگر را هدایت می‌کند. این روش ممکن است به راحتی بر روی یک کامپیوتر دیجیتال با مشکلات مثالی از طراحی مکاترونیک و هوافضا برای نشان دادن تکنیک های مورد بحث استفاده شود. محیط تجاری مبتنی بر MATLAB® نویسنده، که جدا از URL درج شده در اینجا موجود است، می تواند برای ایجاد شبیه سازی هایی استفاده شود که نتایج استفاده از ایده های طراحی سیستم کنترل به کمک رایانه را نشان می دهد که در متن مشخص شده است.

محققان دانشگاهی و دانشجویان فارغ التحصیل در حال مطالعه سیستم های کنترل غیرخطی و مهندسان کنترلی که با نیروگاه های غیرخطی، به ویژه سیستم های مکاترونیک یا هوافضا سر و کار دارند، طراحی سیستم کنترل غیرخطی به کمک کامپیوتر را به عنوان کمک عملی بزرگی به جعبه ابزار آنها برای مقابله با غیرخطی های سیستم می دانند. دانش اولیه حساب دیفرانسیل و انتگرال، تجزیه و تحلیل غیرخطی و مهندسی نرم افزار به خواننده این امکان را می دهد که بهترین ها را از این کتاب دریافت کند.

A systematic computer-aided approach provides a versatile setting for the control engineer to overcome the complications of controller design for highly nonlinear systems. Computer-aided Nonlinear Control System Design provides such an approach based on the use of describing functions. The text deals with a large class of nonlinear systems without restrictions on the system order, the number of inputs and/or outputs or the number, type or arrangement of nonlinear terms. The strongly software-oriented methods detailed facilitate fulfillment of tight performance requirements and help the designer to think in purely nonlinear terms, avoiding the expedient of linearization which can impose substantial and unrealistic model limitations and drive up the cost of the final product.

Design procedures are presented in a step-by-step algorithmic format each step being a functional unit with outputs that drive the other steps. This procedure may be easily implemented on a digital computer with example problems from mechatronic and aerospace design being used to demonstrate the techniques discussed. The author’s commercial MATLAB®-based environment, available separately from insert URL here, can be used to create simulations showing the results of using the computer-aided control system design ideas characterized in the text.

Academic researchers and graduate students studying nonlinear control systems and control engineers dealing with nonlinear plant, particularly mechatronic or aerospace systems will find Computer-aided Nonlinear Control System Design to be of great practical assistance adding to their toolbox of techniques for dealing with system nonlinearities. A basic knowledge of calculus, nonlinear analysis and software engineering will enable the reader to get the best from this book.