Hybrid Feedback Control

معرفی جامع بر سیستم‌های کنترل ترکیبی و طراحی

سیستم‌های کنترل ترکیبی هم تغییرات گسسته یا جهش‌ها و هم تغییرات مداوم یا جریان را نشان می‌دهند. نمونه ای از یک سیستم کنترل هیبریدی، کنترل خودکار دما در یک اتاق است: دما به طور مداوم تغییر می کند، اما الگوریتم کنترل بخاری را به طور متناوب روشن یا خاموش می کند و باعث ایجاد یک پرش مجزا در الگوریتم می شود. سیستم‌های کنترل هیبریدی به‌طور گسترده در رشته‌های مختلف از جمله زیست‌شناسی، علوم کامپیوتر و مهندسی، و نمونه‌هایی از کنترل پاسخ‌های سلولی تا خودروهای خودران را شامل می‌شود. اگرچه تئوری کنترل کلاسیک ابزارهای قدرتمندی را برای تجزیه و تحلیل سیستم‌هایی ارائه می‌کند که جریان یا جهش را نشان می‌دهند، اما برای کنترل سیستم‌های کنترل ترکیبی مجهز نیست.

در کنترل بازخورد ترکیبی، ریکاردو سانفلیس مقدمه ای مستقل برای سیستم های کنترل هیبریدی و توسعه ابزارهای جدید برای تجزیه و تحلیل و طراحی آنها. رفتار ترکیبی می‌تواند در یک یا چند زیرسیستم از یک سیستم بازخورد رخ دهد، و Sanfelice یک چارچوب تئوری کنترل یکپارچه را ارائه می‌کند و شکاف مهمی را در ادبیات تئوری کنترل پر می‌کند. علاوه بر چارچوب نظری، او شامل مجموعه‌ای از مثال‌ها و تمرین‌ها، یک جعبه ابزار Matlab (و همچنین دو نسخه منبع باز) و یک مرور کلی روشنگر در ابتدای هر فصل است.

مربوط به دینامیک تئوری سیستم‌ها، ریاضیات کاربردی، و علوم کامپیوتر، کنترل بازخورد ترکیبی برای دانشجویان و محققانی که روی سیستم‌های ترکیبی، سیستم‌های فیزیکی-سایبری، کنترل و اتوماسیون کار می‌کنند، مفید خواهد بود.

A comprehensive introduction to hybrid control systems and design

Hybrid control systems exhibit both discrete changes, or jumps, and continuous changes, or flow. An example of a hybrid control system is the automatic control of the temperature in a room: the temperature changes continuously, but the control algorithm toggles the heater on or off intermittently, triggering a discrete jump within the algorithm. Hybrid control systems feature widely across disciplines, including biology, computer science, and engineering, and examples range from the control of cellular responses to self-driving cars. Although classical control theory provides powerful tools for analyzing systems that exhibit either flow or jumps, it is ill-equipped to handle hybrid control systems.

In Hybrid Feedback Control, Ricardo Sanfelice presents a self-contained introduction to hybrid control systems and develops new tools for their analysis and design. Hybrid behavior can occur in one or more subsystems of a feedback system, and Sanfelice offers a unified control theory framework, filling an important gap in the control theory literature. In addition to the theoretical framework, he includes a plethora of examples and exercises, a Matlab toolbox (as well as two open-source versions), and an insightful overview at the beginning of each chapter.

Relevant to dynamical systems theory, applied mathematics, and computer science, Hybrid Feedback Control will be useful to students and researchers working on hybrid systems, cyber-physical systems, control, and automation.