Optimal Control Theory

An Introduction

Author: Donald E. Kirk

Publisher: Courier Corporation

ISBN: 0486135071

Category: Technology & Engineering

Page: 480

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Upper-level undergraduate text introduces aspects of optimal control theory: dynamic programming, Pontryagin's minimum principle, and numerical techniques for trajectory optimization. Numerous figures, tables. Solution guide available upon request. 1970 edition.

Optimal Control of a Double Integrator

A Primer on Maximum Principle

Author: Arturo Locatelli

Publisher: Springer

ISBN: 3319421263

Category: Technology & Engineering

Page: 311

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This book provides an introductory yet rigorous treatment of Pontryagin’s Maximum Principle and its application to optimal control problems when simple and complex constraints act on state and control variables, the two classes of variable in such problems. The achievements resulting from first-order variational methods are illustrated with reference to a large number of problems that, almost universally, relate to a particular second-order, linear and time-invariant dynamical system, referred to as the double integrator. The book is ideal for students who have some knowledge of the basics of system and control theory and possess the calculus background typically taught in undergraduate curricula in engineering. Optimal control theory, of which the Maximum Principle must be considered a cornerstone, has been very popular ever since the late 1950s. However, the possibly excessive initial enthusiasm engendered by its perceived capability to solve any kind of problem gave way to its equally unjustified rejection when it came to be considered as a purely abstract concept with no real utility. In recent years it has been recognized that the truth lies somewhere between these two extremes, and optimal control has found its (appropriate yet limited) place within any curriculum in which system and control theory plays a significant role.

Eine alternative, datenbasierte Systemdarstellung und deren Anwendung für die Analyse und den Entwurf von Regelkreisen

Author: Tim Könings

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 365817191X

Category: Technology & Engineering

Page: 120

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Tim Könings entwickelt ein Verfahren für den datenbasierten Entwurf und die Analyse von Regelkreisen und Diagnosesystemen. Zu diesem Zweck wird eine datenbasierte Realisierung zweier alternativer Systemdarstellungen vorgeschlagen und entsprechende Algorithmen zu deren offline und online Berechnung hergeleitet. Daraus ergibt sich eine Vielzahl von Möglichkeiten, regelungstechnisch relevante Größen, wie z.B. Gap-Metrik und Stabilitätsradius, aber auch Reglerentwurfsverfahren in einer datenbasierten Form umzusetzen. Die so entwickelten Methoden werden mithilfe von drei industrierelevanten Fallbeispielen verifiziert und in Bezug auf deren potentielle Anwendungsfelder hin untersucht.

Advanced Autonomous Vehicle Design for Severe Environments

Author: V.V. Vantsevich,M.V. Blundell

Publisher: IOS Press

ISBN: 1614995761

Category: TECHNOLOGY & ENGINEERING

Page: 408

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Classical vehicle dynamics, which is the basis for manned ground vehicle design, has exhausted its potential for providing novel design concepts to a large degree. At the same time, unmanned ground vehicle (UGV) dynamics is still in its infancy and is currently being developed using general analytical dynamics principles with very little input from actual vehicle dynamics theory. This technical book presents outcomes from the NATO Advanced Study Institute (ASI) ‘Advanced Autonomous Vehicle Design for Severe Environments’, held in Coventry, UK, in July 2014. The ASI provided a platform for world class professionals to meet and discuss leading-edge research, engineering accomplishments and future trends in manned and unmanned ground vehicle dynamics, terrain mobility and energy efficiency. The outcomes of this collective effort serve as an analytical foundation for autonomous vehicle design. Topics covered include: historical aspects, pivotal accomplishments and the analysis of future trends in on- and off-road manned and unmanned vehicle dynamics; terramechanics, soil dynamic characteristics, uncertainties and stochastic characteristics of vehicle-environment interaction for agile vehicle dynamics modeling; new methods and techniques in on-line control and learning for vehicle autonomy; fundamentals of agility and severe environments; mechatronics and cyber-physics issues of agile vehicle dynamics to design for control, energy harvesting and cyber security; and case studies of agile and inverse vehicle dynamics and vehicle systems design, including optimisation of suspension and driveline systems. The book targets graduate students, who desire to advance further in leading-edge vehicle dynamics topics in manned and unmanned ground vehicles, PhD students continuing their research work and building advanced curricula in academia and industry, and researchers in government agencies and private companies.

Control of Complex Systems

Theory and Applications

Author: Kyriakos Vamvoudakis,Sarangapani Jagannathan

Publisher: Butterworth-Heinemann

ISBN: 0128054379

Category: Technology & Engineering

Page: 762

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In the era of cyber-physical systems, the area of control of complex systems has grown to be one of the hardest in terms of algorithmic design techniques and analytical tools. The 23 chapters, written by international specialists in the field, cover a variety of interests within the broader field of learning, adaptation, optimization and networked control. The editors have grouped these into the following 5 sections: “Introduction and Background on Control Theory”, “Adaptive Control and Neuroscience”, “Adaptive Learning Algorithms”, “Cyber-Physical Systems and Cooperative Control”, “Applications”. The diversity of the research presented gives the reader a unique opportunity to explore a comprehensive overview of a field of great interest to control and system theorists. This book is intended for researchers and control engineers in machine learning, adaptive control, optimization and automatic control systems, including Electrical Engineers, Computer Science Engineers, Mechanical Engineers, Aerospace/Automotive Engineers, and Industrial Engineers. It could be used as a text or reference for advanced courses in complex control systems. • Collection of chapters from several well-known professors and researchers that will showcase their recent work • Presents different state-of-the-art control approaches and theory for complex systems • Gives algorithms that take into consideration the presence of modelling uncertainties, the unavailability of the model, the possibility of cooperative/non-cooperative goals and malicious attacks compromising the security of networked teams • Real system examples and figures throughout, make ideas concrete Includes chapters from several well-known professors and researchers that showcases their recent work Presents different state-of-the-art control approaches and theory for complex systems Explores the presence of modelling uncertainties, the unavailability of the model, the possibility of cooperative/non-cooperative goals, and malicious attacks compromising the security of networked teams Serves as a helpful reference for researchers and control engineers working with machine learning, adaptive control, and automatic control systems

Advances in Computer Science for Engineering and Education

Author: Zhengbing Hu,Sergey Petoukhov,Ivan Dychka,Matthew He

Publisher: Springer

ISBN: 3319910086

Category: Computers

Page: 773

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This book features high-quality, peer-reviewed research papers presented at the First International Conference on Computer Science, Engineering and Education Applications (ICCSEEA2018), held in Kiev, Ukraine on 18–20 January 2018, and organized jointly by the National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute” and the International Research Association of Modern Education and Computer Science. The state-of-the-art papers discuss topics in computer science, such as neural networks, pattern recognition, engineering techniques, genetic coding systems, deep learning with its medical applications, as well as knowledge representation and its applications in education. It is an excellent reference resource for researchers, graduate students, engineers, management practitioners, and undergraduate students interested in computer science and their applications in engineering and education.

Finite-Elemente-Methoden

Author: Klaus-Jürgen Bathe

Publisher: DrMaster Publications

ISBN: 9783540668060

Category: Technology & Engineering

Page: 1253

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Dieses Lehr- und Handbuch behandelt sowohl die elementaren Konzepte als auch die fortgeschrittenen und zukunftsweisenden linearen und nichtlinearen FE-Methoden in Statik, Dynamik, Festkörper- und Fluidmechanik. Es wird sowohl der physikalische als auch der mathematische Hintergrund der Prozeduren ausführlich und verständlich beschrieben. Das Werk enthält eine Vielzahl von ausgearbeiteten Beispielen, Rechnerübungen und Programmlisten. Als Übersetzung eines erfolgreichen amerikanischen Lehrbuchs hat es sich in zwei Auflagen auch bei den deutschsprachigen Ingenieuren etabliert. Die umfangreichen Änderungen gegenüber der Vorauflage innerhalb aller Kapitel - vor allem aber der fortgeschrittenen - spiegeln die rasche Entwicklung innerhalb des letzten Jahrzehnts auf diesem Gebiet wieder. TOC:Eine Einführung in den Gebrauch von Finite-Elemente-Verfahren.-Vektoren, Matrizen und Tensoren.-Einige Grundbegriffe ingenieurwissenschaftlicher Berechnungen.-Formulierung der Methode der finiten Elemente.-Formulierung und Berechnung von isoparametrischen Finite-Elemente-Matrizen.-Nichtlineare Finite-Elemente-Berechnungen in der Festkörper- und Strukturmechanik.-Finite-Elemente-Berechnungen von Wärmeübertragungs- und Feldproblemen.-Lösung von Gleichgewichtsbeziehungen in statischen Berechnungen.-Lösung von Bewegungsgleichungen in kinetischen Berechnungen.-Vorbemerkungen zur Lösung von Eigenproblemen.-Lösungsverfahren für Eigenprobleme.-Implementierung der Finite-Elemente-Methode.

Mechanische Schwingungen

Author: Jacob P. DenHartog

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662124440

Category: Science

Page: 427

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Die amerikanische Ausgabe dieses Buches erschien 1947 in der dritten, nicht unwesentlich erweiterten Auflage. Der Verfasser erwähnt in seinem Vorwort, daß es ursprünglich aus dem Text von Vorlesungen an der Design School der W estinghouse Company entstand und zu nächst für den Unterrichtsgebrauch an der Harvard Engineering School herausgegeben wurde. In die Neuauflage wurden neue Veröffentlichungen und eigene Erfahrungen eingearbeitet. Im Vorwort der deutschen Erstauflage (1936) wurde darauf hin gewiesen, daß das vorliegende Buch eine glückliche, dem ingenieur mäßigen Denken entsprechende Anschaulichkeit hat. Der Verfasser ver meidet es, lediglich Gebrauchsanweisungen für Rechenvorschriften zu geben; andererseits verzichtet er auf die Ausarbeitung der vollstän digen, strengen Theorie. Er versteht es, dem Leser die wesentlichen Zusammenhänge auch verwickelter Erscheinungen plausibel zu machen. So vermittelt die Darstellung nicht einen höheren theoreti schen Überblick, sondern leitet den Leser mit einfacher mathematischer oder anschaulicher mechanischer Begründung auf einen Weg, der in praktischen Schwingungsfragen zur zahlenmäßigen Lösung, mindestens aber zu einer guten Annäherung der "exakten" Lösung führt. Eine Fülle von Beispielen und Aufgaben regt dazu an, die Beherrschung der dargelegten Rechenverfahren zu erproben und zu vertiefen. Aus diesen Gründen erfolgte die Übersetzung in die deutsche Sprache. Inzwischen ist die amerikanische Ausgabe mit großem Erfolg im Hochschulunterricht eingesetzt worden. Den deutschen Leser inter essiert vielleicht der Hinweis, daß der Hochschulunterricht in Amerika von der europäischen Art sehr verschieden ist. Die Vorlesungen werden nach einem bestimmten "Textbuch" gelesen.

Introduction to Stochastic Control Theory

Author: Karl J. Åström

Publisher: Courier Corporation

ISBN: 0486138275

Category: Technology & Engineering

Page: 320

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Exploration of stochastic control theory in terms of analysis, parametric optimization, and optimal stochastic control. Limited to linear systems with quadratic criteria; covers discrete time and continuous time systems. 1970 edition.

Classic Papers in Control Theory

Author: Richard Bellman,Robert Kalaba

Publisher: Courier Dover Publications

ISBN: 048681856X

Category: Technology & Engineering

Page: 208

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Historically and technically important papers range from early work in mathematical control theory to studies in adaptive control processes. Contributors include J. C. Maxwell, H. Nyquist, H. W. Bode, other experts. 1964 edition.

Kalman-Filter

Einführung in die Zustandsschätzung und ihre Anwendung für eingebettete Systeme

Author: Reiner Marchthaler,Sebastian Dingler

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3658167289

Category: Computers

Page: 206

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Dieses Lehrbuch befasst sich leicht verständlich mit der Theorie der Kalman-Filterung. Die Autoren geben damit eine Einführung in Kalman-Filter und deren Anwendung für eingebettete Systeme. Zusätzlich wird anhand konkreter Praxisbeispiele der Kalman-Filterentwurf demonstriert – Teilschritte werden im Buch ausführlich erläutert.Kalman-Filter sind die erste Wahl, um Störsignale auf den Sensorsignalen zu eliminieren. Dies ist von besonderer Bedeutung, da viele technische Systeme ihre prozessrelevanten Informationen über Sensoren gewinnen. Jeder Messwert eines Sensors weißt jedoch aufgrund verschiedener Ursachen einen Messfehler auf. Würde ein System nur auf Basis dieser ungenauen Sensorinformationen arbeiten, so wären viele Anwendungen, wie zum Beispiel ein Navigationssystem oder autonome arbeitende Systeme, nicht möglich.Das Buch ist geeignet für interessierte Bachelor- und Master-Studierende der Fachrichtungen Informatik, Maschinenbau, Elektrotechnik und Mechatronik. Ebenso ist das Buch eine Hilfe für Ingenieure und Wissenschaftler, die ein Kalman-Filter z. B. für die Datenfusion oder die Schätzung unbekannter Größen in Echtzeitanwendungen einsetzen möchten.

Nichtlineare Systeme und Regelungen

Author: Jürgen Adamy

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662556855

Category: Technology & Engineering

Page: 638

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Dieses Lehrbuch gibt eine anschauliche Einführung in die Theorie und Anwendung nichtlinearer Systeme und Regelungen. Der Autor stellt die in Forschung und industrieller Anwendung immer wichtiger werdenden Verfahren der nichtlinearen Regelungen vor und erläutert sie. Wesentliche Merkmale des Buches sind die gute Verständlichkeit sowie die vielen Anwendungsbeispiele. Illustriert werden sie durch viele farbige Abbildungen. In dieser dritten Auflage finden sich gegenüber der zweiten Auflage erweiterte Kapitel, welche die Grundlagen der nichtlinearen Systeme komplettieren. Auch der Teil des Buches, der die regelungstechnischen Grundlagen beinhaltet, wurde in vielen Details überarbeitet. So beinhaltet die aktuelle Version all das wesentliche Wissen, das für die Lösung nichtlinearer regelungstechnischer Aufgabenstellungen erforderlich ist. Die Zielgruppen Das Buch richtet sich sowohl an fortgeschrittene Studierende der Ingenieurwissenschaften als auch an Ingenieure in der Industrie.

Control System Design

An Introduction to State-Space Methods

Author: Bernard Friedland

Publisher: Courier Corporation

ISBN: 048613511X

Category: Science

Page: 528

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Introduction to state-space methods covers feedback control; state-space representation of dynamic systems and dynamics of linear systems; frequency-domain analysis; controllability and observability; shaping the dynamic response; more. 1986 edition.

Feedback Control Theory

Author: John C. Doyle,Bruce A. Francis,Allen R. Tannenbaum

Publisher: Courier Corporation

ISBN: 0486318338

Category: Technology & Engineering

Page: 224

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An excellent introduction to feedback control system design, this book offers a theoretical approach that captures the essential issues and can be applied to a wide range of practical problems. Its explorations of recent developments in the field emphasize the relationship of new procedures to classical control theory, with a focus on single input and output systems that keeps concepts accessible to students with limited backgrounds. The text is geared toward a single-semester senior course or a graduate-level class for students of electrical engineering. The opening chapters constitute a basic treatment of feedback design. Topics include a detailed formulation of the control design program, the fundamental issue of performance/stability robustness tradeoff, and the graphical design technique of loopshaping. Subsequent chapters extend the discussion of the loopshaping technique and connect it with notions of optimality. Concluding chapters examine controller design via optimization, offering a mathematical approach that is useful for multivariable systems.

Einführung in die Mechanik und Symmetrie

Eine grundlegende Darstellung klassischer mechanischer Systeme

Author: Jerrold E. Marsden,Tudor S. Ratiu

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642568599

Category: Mathematics

Page: 598

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Symmetrie spielt in der Mechanik eine große Rolle. Dieses Buch beschreibt die Entwicklung zugrunde liegender Theorien. Besonderes Gewicht wird der Symmetrie beigemessen. Ursache hierfür sind Entwicklungen im Bereich dynamischer Systeme, der Einsatz geometrischer Verfahren und neue Anwendungen. Dieses Lehrbuch stellt Grundlagen bereit und beschreibt zahlreiche spezifische Anwendungen. Interessant für Physiker und Ingenieure. Ausgewählte Beispiele, Anwendungen, aktuelle Verfahren/Techniken veranschaulichen die Theorie.

Regelung elektrischer Antriebe

Author: Werner Leonhard

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642573282

Category: Technology & Engineering

Page: 462

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Leistungselektronisch gespeiste und mikroelektronisch geregelte elektrische Antriebe sind dynamisch hochwertige und universell einsetzbare elektromechanische Energiewandler, die heute in vielfältigen Ausführungsformen in weiten Bereichen von Drehmoment, Drehzahl und Leistung zur Verfügung stehen. Von besonderer Bedeutung sind kommutatorlose Drehstrom-Regelantriebe, die erst mit vektoriellen Verfahren und einer digital verwirklichten Regelungstechnik möglich wurden. Das Buch enthält eine zusammenfassende theoretische Darstellung elektrischer Regelantriebe einschließlich der leistungselektronischen Umrichter, von klassischen Gleichstromantrieben bis zu digital geregelten Drehstromantrieben. Die beschriebenen Verfahren werden durch experimentelle Ergebnisse belegt; Anwendungen sind anhand von Beispielen diskutiert.

Digitaler Distanzschutz

Grundlagen und Anwendung

Author: Gerhard Ziegler

Publisher: John Wiley & Sons

ISBN: 9783895783203

Category: Electric apparatus and appliances

Page: 392

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Der Distanzschutz bildet die Basis des Netzschutzes in Übertragungsnetzen und vermaschten Verteilungsnetzen. Das Buch behandelt die Grundlagen des Distanzschutzes und die Besonderheiten der Digitaltechnik. Einen Schwerpunkt bildet die Anwendung der digitalen Distanzrelais im Verteilungs- und Übertragungsnetz. Für die zweite Auflage wurden alle Inhalte überarbeitet und insbesondere die Produktbeschreibungen auf den neuesten Stand gebracht. Das Buch wendet sich an Ingenieure und Studenten, die sich in das Gebiet des Selektivschutzes einarbeiten wollen, aber auch an praxiserfahrene Anwender, die den Einstieg in die digitale Distanzschutztechnik suchen. Außerdem dient es als Nachschlagewerk zur Lösung von Problemen in der praktischen Anwendung.