Optimal Design of Distributed Control and Embedded Systems

طراحی بهینه کنترل توزیع شده و سیستم های تعبیه شده بر طراحی الگوریتم های کنترل و زمان بندی ویژه بر اساس ویژگی های ساختاری سیستم و همچنین بر تجزیه و تحلیل تاثیر تاخیر زمانی القایی بر روی تمرکز می کند. عملکرد سیستم ها این طراحی بهینه سیستم‌های کنترل توزیع‌شده و تعبیه‌شده (DCESs) را با توجه به محدودیت‌های ارتباطی و منابع محاسباتی، جنبه‌های کمی‌سازی، و تأخیرهای زمانی احتمالی ناشی از ارتباط و مدل محاسباتی مرتبط بررسی می‌کند.

تاکید خاص. بر اساس وضعیت سیستم بر روی زمان بندی سیگنال کنترل بهینه قرار می گیرد. به منظور امکان پذیر ساختن این مسئله بهینه سازی پیچیده در زمان واقعی، تجزیه زمانی بر اساس تناوب ناشی از زمان بندی استاتیک انجام می شود. نویسندگان یک رویکرد طراحی مشترک ارائه می‌کنند که ترکیب قوانین کنترل بهینه و تولید یک زمان‌بندی بهینه از سیگنال‌های کنترلی در شبکه‌های بلادرنگ و همچنین اجرای وظایف کنترلی روی یک پردازنده واحد را در بر می‌گیرد. نویسندگان همچنین یک اصلاح ساختار کنترل یا یک سوئیچینگ کنترل را بر اساس تجزیه و تحلیل کامل تأثیر سیستم تأخیر زمانی القایی بر پایداری و عملکرد سیستم به منظور بهینه‌سازی عملکرد DCES در صورت وجود محاسبات و محدودیت‌های منابع ارتباطی انجام می‌دهند. اگرچه غنا و تنوع کلاس‌های DCES مانع از یک درمان کاملاً جامع یا یک روش «بهترین» واحد برای نزدیک‌شدن به همه آنها می‌شود، این رویکرد هم‌طراحی بهترین شانس را برای امکان‌پذیر ساختن این مشکل و یافتن راه‌حل بهینه یا غیربهینه دارد. . متن با ارجاعاتی به کاربردهایی مانند سیستم تعلیق خودرو و وسایل نقلیه بدون سرنشین کامل شده است.

طراحی بهینه کنترل توزیع شده و سیستم های جاسازی شده برای محققان دانشگاهی که روی آن کار می کنند بسیار مورد علاقه خواهد بود. نظریه ریاضی DCES، اما طیف وسیعی از محیط‌هایی که در آنها استفاده می‌شود، ارتباط متن را برای متخصصان کنترلی که در صنایع اویونیک، خودروسازی، تولید انرژی، اکتشاف فضا و بسیاری از صنایع دیگر کار می‌کنند، ارتقا می‌دهد.

Optimal Design of Distributed Control and Embedded Systems focuses on the design of special control and scheduling algorithms based on system structural properties as well as on analysis of the influence of induced time-delay on systems performances. It treats the optimal design of distributed and embedded control systems (DCESs) with respect to communication and calculation-resource constraints, quantization aspects, and potential time-delays induced by the associated communication and calculation model.

Particular emphasis is put on optimal control signal scheduling based on the system state. In order to render this complex optimization problem feasible in real time, a time decomposition is based on periodicity induced by the static scheduling is operated. The authors present a co-design approach which subsumes the synthesis of the optimal control laws and the generation of an optimal schedule of control signals on real-time networks as well as the execution of control tasks on a single processor. The authors also operate a control structure modification or a control switching based on a thorough analysis of the influence of the induced time-delay system influence on stability and system performance in order to optimize DCES performance in case of calculation and communication resource limitations. Although the richness and variety of classes of DCES preclude a completely comprehensive treatment or a single “best” method of approaching them all, this co-design approach has the best chance of rendering this problem feasible and finding the optimal or some sub-optimal solution. The text is rounded out with references to such applications as car suspension and unmanned vehicles.

Optimal Design of Distributed Control and Embedded Systems will be of most interest to academic researchers working on the mathematical theory of DCES but the wide range of environments in which they are used also promotes the relevance of the text for control practitioners working in the avionics, automotive, energy-production, space exploration and many other industries.