Multi-Stage and Multi-Time Scale Feedback Control of Linear Systems with Applications to Fuel Cells

این کتاب یک مطالعه جامع از طراحی چند مرحله ای و چند زمانه کنترل کننده های بازخورد برای سیستم های دینامیکی خطی ارائه می دهد. انواع مختلفی از کنترل‌کننده‌ها را که می‌توان برای بخش‌های مختلف سیستم (زیرشیستم‌ها) طراحی کرد، با استفاده از بازخوردهای مربوطه که با انجام محاسبات (طراحی) فقط با ماتریس‌های زیرسیستم (مرتب کاهش‌یافته) به دست می‌آید، طراحی کرد. مزایای چند مرحله‌ای/چند مرحله‌ای طراحی مقیاس زمانی ارائه شده و شرایط اجرای این کنترل کننده ها ایجاد شده است. مشتقات کامل و تکنیک‌های طراحی مربوطه برای سیستم‌های مقیاس دو مرحله‌ای/دو زمانی، مقیاس سه مرحله‌ای/سه‌زمان و مقیاس‌های چهار مرحله‌ای/چهار-زمان ارائه شده‌اند. تکنیک های توسعه یافته کاربردهای بالقوه ای برای تعداد زیادی از سیستم های فیزیکی واقعی دارند. تکنیک‌های طراحی بر روی نمونه‌هایی از مدل‌های ریاضی پیل‌های سوختی، به‌ویژه پیل سوختی غشای تبادل پروتون نشان داده شده‌اند.

This book provides a comprehensive study of multi-stage and multi-time scale design of feedback controllers for linear dynamic systems. It examines different types of controllers as can be designed for different parts of the system (subsystems) using corresponding feedback gains obtained by performing calculations (design) only with subsystem (reduced-order) matrices.The advantages of the multi-stage/multi-time scale design are presented and conditions for implementation of these controllers are established. Complete derivations and corresponding design techniques are presented for two-stage/two-time-scale, three-stage/three-time scale, and four-stage/four-time-scale systems. The techniques developed have potential applications to a large number of real physical systems. The design techniques are demonstrated on examples of mathematical models of fuel cells, especially the proton exchange membrane fuel cell.