Observer Design for Nonlinear Systems de Pauline Bernard

Observer Design for Nonlinear Systems: Lecture Notes in Control and Information Sciences, cartea 479

Autor Pauline Bernard

en Limba Engleză Hardback – 5 feb 2019

În domeniul Automaticii și ingineriei sistemelor, estimarea stărilor interne rămâne una dintre cele mai complexe provocări, mai ales când operăm cu modele neliniare în timp continuu. Ne-a atras atenția Observer Design for Nonlinear Systems prin modul riguros în care Pauline Bernard reușește să unifice o literatură vastă și adesea difuză într-un cadru teoretic coerent. Volumul, parte din prestigioasa serie Lecture Notes in Control and Information Sciences, propune o metodologie clară: transformarea dinamicii sistemului în structuri specifice, numite forme normale, pentru care există deja observatori cunoscuți.

Abordarea diferă de New Directions in Nonlinear Observer Design prin faptul că este mai puțin o colecție de lucrări de conferință și mai mult un ghid aplicabil, structurat pedagogic. În timp ce alte lucrări se concentrează pe direcții de cercetare exploratorii, Pauline Bernard descompune procesul în pași tehnici expliciți: identificarea formelor normale (state-affine sau triunghiulare), condițiile de transformare și, esențial, recuperarea estimărilor în coordonatele inițiale. Apreciem în mod deosebit Partea a III-a, care abordează metode recente pentru a evita inversarea numerică a transformărilor — un obstacol major în implementările practice în timp real.

Structura progresivă a celor 11 capitole ghidează cititorul de la observabilitatea neliniară fundamentală către tehnici avansate precum designul Luenberger neliniar sau observatorii de tip high-gain. Față de Algorithms of Estimation for Nonlinear Systems, care pune accent pe algoritmi de aproximare, această lucrare oferă demonstrații matematice solide pentru convergența globală, fiind un instrument indispensabil pentru cei care proiectează sisteme de control robuste în ingineria electronică.

Citește tot Restrânge

Din seria Lecture Notes in Control and Information Sciences

Preț: 752^.14 lei

Preț vechi: 917^.24 lei
-18%

Puncte Express: 1128

Carte disponibilă

Livrare economică 04-18 mai

Adaugă în coș

Wish list
Gift list
Am citit!

Adaugă în listă

Specificații

ISBN-13: 9783030111458
ISBN-10: 3030111458
Pagini: 150
Ilustrații: XI, 187 p. 76 illus., 9 illus. in color.
Dimensiuni: 155 x 235 mm
Greutate: 0.45 kg
Ediția:1st ed. 2019
Editura: Springer International Publishing
Colecția Springer
Seria Lecture Notes in Control and Information Sciences

Locul publicării:Cham, Switzerland

De ce să citești această carte

Recomandăm această carte cercetătorilor și studenților la master sau doctorat care au nevoie de un fundament teoretic solid în proiectarea observatorilor. Cititorul câștigă o înțelegere clară a formelor normale și a tehnicilor Luenberger, primind soluții concrete pentru probleme de implementare numerică. Este un instrument tehnic esențial pentru oricine dorește să treacă de la teoria liniară la complexitatea sistemelor neliniare reale.

Despre autor

Pauline Bernard este o cercetătoare specializată în teoria controlului și automatică, recunoscută pentru contribuțiile sale în designul observatorilor pentru sisteme neliniare. Lucrările sale se concentrează pe transformări de coordonate și forme normale, căutând soluții care să echilibreze rigoarea matematică cu fezabilitatea computațională. Prin volumul publicat la Springer, ea sintetizează rezultate de ultimă oră din domeniu, oferind o perspectivă modernă asupra tehnicilor de estimare a stării în sisteme dinamice complexe.

Descriere scurtă

Observer Design for Nonlinear Systems deals with the design of observers for the large class of nonlinear continuous-time models. It contains a unified overview of a broad range of general designs, including the most recent results and their proofs, such as the homogeneous and nonlinear Luenberger design techniques.

The book starts from the observation that most observer designs consist in looking for a reversible change of coordinates transforming the expression of the system dynamics into some specific structures, called normal forms, for which an observer is known. Therefore, the problem of observer design is broken down into three sub-problems:

•What are the available normal forms and their associated observers?

•Under which conditions can a system be transformed into one of these forms and through which transformation?

•How can an inverse transformation that recovers an estimate in the given initial coordinates be achieved?

This organisation allows the book to structure results within a united framework, highlighting the importance of the choice of the observer coordinates for nonlinear systems. In particular, the first part covers state-affine forms with their Luenberger or Kalman designs, and triangular forms with their homogeneous high-gain designs. The second part addresses the transformation into linear forms through linearization by output injection or in the context of a nonlinear Luenberger design, and into triangular forms under the well-known uniform and differential observability assumptions. Finally, the third part presents some recently developed methods for avoiding the numerically challenging inversion of the transformation.

Observer Design for Nonlinear Systems addresses students and researchers looking for an introduction to or an overview of the state of the art in observer design for nonlinear continuous-time dynamical systems. The book gathers the most important results focusing on a large and diffuse literature on general observer designs with global convergence, and is a valuable source of information for academics and practitioners.

Cuprins

Chapter 1. Nonlinear Observability and the Observer Design Problem.- Part I: Normal Forms and Their Observers.- Chapter 2. Introduction.- Chapter 3. State-afﬁne Normal Forms.- Chapter 4. Triangular Forms.- Part II: Transformation into a Normal Form.- Chapter 5. Introduction.- Chapter 6. Transformations into State-afﬁne Normal Forms.- Chapter 7. Transformation into Triangular Forms.- Part III: Expression of the Dynamics of the Observer in the System Coordinates.- Chapter 8. Motivation and Problem Statement.- Chapter 9. Around Problem 8.1 : Augmenting an Injective Immersion into a Diffeomorphism.- Chapter 10. Around Problem 8.2 : Image Extension of a Diffeomorphism.- Chapter 11. Generalizations and Examples.

Notă biografică

Pauline Bernard graduated from MINES ParisTech in 2014 with a Master degree in Science and Executive Engineering. In 2017, she obtained her Ph.D. in Mathematics and Automatic Control at PSL Reserch University, prepared at the Systems and Control Center, MINES ParisTech. In 2018, she visited the Hybrid System Laboratory at the Computer Engineering Department of the University California Santa Cruz, and she is now a post-doctoral researcher at the Center for Research on Complex Automated Systems at the University of Bologna. Her research interests focus on the observation problem, observer design and robust output-feedback/regulation of nonlinear systems and hybrid systems.

Caracteristici

Illustrates a unified overview of the general designs available in the literature, including the most recent results, and most of their proofs Includes a unique design strategy split into three different parts Gathers the most important results available in the vast and scattered literature on the subject