Modelling Dynamics in Processes and Systems

پویایی چیزی است که تقریباً تمام پدیده‌هایی را که در دنیای واقعی با آن‌ها مواجه می‌شویم مشخص می‌کند، و فرآیندهایی که عملاً در همه انواع سیستم‌های بی‌جان و جاندار، به‌ویژه سیستم‌های اجتماعی پیش می‌روند. برای اهداف ما پویایی به عنوان تکامل زمانی برخی از ویژگی های مشخصه پدیده ها یا فرآیندهای مورد بررسی در نظر گرفته می شود. بدیهی است که تقریباً در همه مسائل غیر پیش پا افتاده نمی توان از پویایی چشم پوشی کرد و باید در تحلیل ها مورد توجه قرار گیرد تا اولاً بینش در مورد مسئله مورد نظر بدست آید و ثانیاً بتوان به نتایج معناداری دست یافت. P>

یک ابزار مناسب برای مقابله با دینامیک و تکامل مرتبط با آن در طول زمان، استفاده از مفهوم یک سیستم پویا است که برای اهداف این حجم می‌تواند با فضاهای ورودی (کنترل)، حالت و خروجی مشخص شود. و یک معادله انتقال حالت. سپس، با شروع از یک حالت اولیه، می توانیم دنباله ای از حالت های متوالی (خروجی ها) را در زیر ورودی های متوالی (کنترل ها) پیدا کنیم. یعنی یک خط سیر به دست می آوریم. معادله انتقال حالت ممکن است به اشکال مختلفی ارائه شود که با معادلات دیفرانسیل و تفاوت، خطی یا غیرخطی، قطعی یا تصادفی، یا حتی فازی (به طور نادقیق مشخص شده)، کاملاً یا جزئی شناخته شده و غیره مثال می‌زند. این ویژگی‌ها می‌توانند مشکلات مختلفی را ایجاد کنند. تحلیلگران ممکن است با مشکلات عددی، بی ثباتی، اشکال عجیب رفتار (مانند آشفتگی) و غیره مواجه شوند.

این جلد به برخی ابزارها و تکنیک های مدرن مربوط می شود که می تواند برای مدل سازی دینامیک مفید باشد. ما توجه خود را بر دو حوزه مهم متمرکز می کنیم که امروزه نقش کلیدی دارند، یعنی اتوماسیون و رباتیک و سیستم های بیولوژیکی. ما همچنین برخی از برنامه های کاربردی جدید را اضافه می کنیم که می توانند از در دسترس بودن ابزارهای موثر و کارآمد برای مدل سازی دینامیک، که نمونه آن برخی از برنامه های کاربردی در سیستم های امنیتی است، بسیار سود ببرند.

Dynamics is what characterizes virtually all phenomenae we face in the real world, and processes that proceed in practically all kinds of inanimate and animate systems, notably social systems. For our purposes dynamics is viewed as time evolution of some characteristic features of the phenomenae or processes under consideration. It is obvious that in virtually all non-trivial problems dynamics can not be neglected, and should be taken into account in the analyses to, first, get insight into the problem consider, and second, to be able to obtain meaningful results.

A convenient tool to deal with dynamics and its related evolution over time is to use the concept of a dynamic system which, for the purposes of this volume can be characterized by the input (control), state and output spaces, and a state transition equation. Then, starting from an initial state, we can find a sequence of consecutive states (outputs) under consecutive inputs (controls). That is, we obtain a trajectory. The state transition equation may be given in various forms, exemplified by differential and difference equations, linear or nonlinear, deterministic or stochastic, or even fuzzy (imprecisely specified), fully or partially known, etc. These features can give rise to various problems the analysts may encounter like numerical difficulties, instability, strange forms of behavior (e.g. chaotic), etc.

This volume is concerned with some modern tools and techniques which can be useful for the modeling of dynamics. We focus our attention on two important areas which play a key role nowadays, namely automation and robotics, and biological systems. We also add some new applications which can greatly benefit from the availability of effective and efficient tools for modeling dynamics, exemplified by some applications in security systems.