Non-Recursive Behavioural Models in Control Analysis and Design PDF Download
Are you looking for read ebook online? Search for your book and save it on your Kindle device, PC, phones or tablets. Download Non-Recursive Behavioural Models in Control Analysis and Design PDF full book. Access full book title Non-Recursive Behavioural Models in Control Analysis and Design by Mihail Voicu. Download full books in PDF and EPUB format.
Author: Mihail Voicu
Publisher: Cambridge Scholars Publishing
ISBN: 152754303X
Category : Language Arts & Disciplines
Languages : en
Pages : 185
Get Book Here
Book Description
This book develops a nonstandard approach to control systems analysis and design, exploring the properties of a new type of model called non-recursive behavioural models, unlike the recursive behavioural models of classical state space representation. For a real plant exhibiting a linear behaviour in the vicinity of any operating point, a non-recursive behavioural model (associated with an operating point) is defined as a coherent collection of appropriately selected input-state transfers, where, for a given timeline, the plant is actuated by piecewise constant input vectors. This work successively presents: mathematical preliminaries, definitions of linear non-recursive behavioural models, techniques for state controllability analysis, procedures for feedback control and optimal control design. All theoretical results are illustrated by laboratory experiments. This monograph is useful for postgraduate students, research workers and practitioners interested in systems theory and its applications.
Author: Mihail Voicu
Publisher: Cambridge Scholars Publishing
ISBN: 152754303X
Category : Language Arts & Disciplines
Languages : en
Pages : 185
Get Book Here
Book Description
This book develops a nonstandard approach to control systems analysis and design, exploring the properties of a new type of model called non-recursive behavioural models, unlike the recursive behavioural models of classical state space representation. For a real plant exhibiting a linear behaviour in the vicinity of any operating point, a non-recursive behavioural model (associated with an operating point) is defined as a coherent collection of appropriately selected input-state transfers, where, for a given timeline, the plant is actuated by piecewise constant input vectors. This work successively presents: mathematical preliminaries, definitions of linear non-recursive behavioural models, techniques for state controllability analysis, procedures for feedback control and optimal control design. All theoretical results are illustrated by laboratory experiments. This monograph is useful for postgraduate students, research workers and practitioners interested in systems theory and its applications.
Author: Mihail Voicu
Publisher:
ISBN:
Category : Automatic control
Languages : en
Pages : 152
Get Book Here
Book Description
Author: MIHAIL. VOICU
Publisher:
ISBN: 9781527542969
Category :
Languages : en
Pages : 0
Get Book Here
Book Description
Author: Paul M.J. van den Hof
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 1441908951
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 239
Get Book Here
Book Description
Model-Based Control will be a collection of state-of-the-art contributions in the field of modelling, identification, robust control and optimization of dynamical systems, with particular attention to the application domains of motion control systems (high-accuracy positioning systems) and large scale industrial process control systems.The book will be directed to academic and industrial people involved in research in systems and control, industrial process control and mechatronics.
Author: Gustaf Hendeby
Publisher: Linköping University Electronic Press
ISBN: 917393979X
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 213
Get Book Here
Book Description
Nonlinear filtering is an important standard tool for information and sensor fusion applications, e.g., localization, navigation, and tracking. It is an essential component in surveillance systems and of increasing importance for standard consumer products, such as cellular phones with localization, car navigation systems, and augmented reality. This thesis addresses several issues related to nonlinear filtering, including performance analysis of filtering and detection, algorithm analysis, and various implementation details. The most commonly used measure of filtering performance is the root mean square error (RMSE), which is bounded from below by the Cramér-Rao lower bound (CRLB). This thesis presents a methodology to determine the effect different noise distributions have on the CRLB. This leads up to an analysis of the intrinsic accuracy (IA), the informativeness of a noise distribution. For linear systems the resulting expressions are direct and can be used to determine whether a problem is feasible or not, and to indicate the efficacy of nonlinear methods such as the particle filter (PF). A similar analysis is used for change detection performance analysis, which once again shows the importance of IA. A problem with the RMSE evaluation is that it captures only one aspect of the resulting estimate and the distribution of the estimates can differ substantially. To solve this problem, the Kullback divergence has been evaluated demonstrating the shortcomings of pure RMSE evaluation. Two estimation algorithms have been analyzed in more detail; the Rao-Blackwellized particle filter (RBPF) by some authors referred to as the marginalized particle filter (MPF) and the unscented Kalman filter (UKF). The RBPF analysis leads to a new way of presenting the algorithm, thereby making it easier to implement. In addition the presentation can possibly give new intuition for the RBPF as being a stochastic Kalman filter bank. In the analysis of the UKF the focus is on the unscented transform (UT). The results include several simulation studies and a comparison with the Gauss approximation of the first and second order in the limit case. This thesis presents an implementation of a parallelized PF and outlines an object-oriented framework for filtering. The PF has been implemented on a graphics processing unit (GPU), i.e., a graphics card. The GPU is a inexpensive parallel computational resource available with most modern computers and is rarely used to its full potential. Being able to implement the PF in parallel makes new applications, where speed and good performance are important, possible. The object-oriented filtering framework provides the flexibility and performance needed for large scale Monte Carlo simulations using modern software design methodology. It can also be used to help to efficiently turn a prototype into a finished product.
Author:
Publisher:
ISBN:
Category : Mathematics
Languages : en
Pages : 1078
Get Book Here
Book Description
Author: Clas Veibäck
Publisher: Linköping University Electronic Press
ISBN: 9176852008
Category :
Languages : en
Pages : 213
Get Book Here
Book Description
Target tracking is a mature topic with over half a century of mainly military and aviation research. The field has lately expanded into a range of civilian applications due to the development of cheap sensors and improved computational power. With the rise of new applications, new challenges emerge, and with better hardware there is an opportunity to employ more elaborated algorithms. There are five main contributions to the field of target tracking in this thesis. Contributions I-IV concern the development of non-conventional models for target tracking and the resulting estimation methods. Contribution V concerns a reformulation for improved performance. To show the functionality and applicability of the contributions, all proposed methods are applied to and verified on experimental data related to tracking of animals or other objects in nature. In Contribution I, sparse Gaussian processes are proposed to model behaviours of targets that are caused by influences from the environment, such as wind or obstacles. The influences are learned online as a part of the state estimation using an extended Kalman filter. The method is also adapted to handle time-varying influences and to identify dynamic systems. It is shown to improve accuracy over the nearly constant velocity and acceleration models in simulation. The method is also evaluated in a sea ice tracking application using data from a radar on Svalbard. In Contribution II, a state-space model is derived that incorporates observations with uncertain timestamps. An example of such observations could be traces left by a target. Estimation accuracy is shown to be better than the alternative of disregarding the observation. The position of an orienteering sprinter is improved using the control points as additional observations. In Contribution III, targets that are confined to a certain space, such as animals in captivity, are modelled to avoid collision with the boundaries by turning. The proposed model forces the predictions to remain inside the confined space compared to conventional models that may suffer from infeasible predictions. In particular the model improves robustness against occlusions. The model is successfully used to track dolphins in a dolphinarium as they swim in a basin with occluded sections. In Contribution IV, an extension to the jump Markov model is proposed that incorporates observations of the mode that are state-independent. Normally, the mode is estimated by comparing actual and predicted observations of the state. However, sensor signals may provide additional information directly dependent on the mode. Such information from a video recorded by biologists is used to estimate take-off times and directions of birds captured in circular cages. The method is shown to compare well with a more time-consuming manual method. In Contribution V, a reformulation of the labelled multi-Bernoulli filter is used to exploit a structure of the algorithm to attain a more efficient implementation.Modern target tracking algorithms are often very demanding, so sound approximations and clever implementations are needed to obtain reasonable computational performance. The filter is integrated in a full framework for tracking sea ice, from pre-processing to presentation of results. Målföljning (eng. target tracking) är ett välutforskat ämne med en historia som sträcker sig tillbaka till åtminstone 30-talet. Då tävlade en handfull nationer om att snabbast kunna upptäcka fienden innan det var för sent. Traditionellt sett har målföljning fortsatt att vara starkt förknippat med militära tillämpningar och flygfart. Det är först på senare år som billiga och kommersiellt tillgängliga sensorer har öppnat upp för en mängd betydligt fredligare användningsområden. Målföljning skulle kunna beskrivas som lokalisering av främmande objekt genom att samla in data från sensorer. Den här avhandlingen behandlar framförallt målföljning av olika sorters djur där data samlas in med videokameror. Det finns två bakomliggande syften. Det ena handlar om att underlätta forskning för biologer och det andra handlar om att skapa tekniska lösningar för att underlätta skyddet av sällsynta djur. Även målföljning av drivis där data samlas in med radar behandlas. Trots den vitt skilda tillämpningen är många metoder desamma. Syftet är att hantera drivis i norra ishavet där detektion och målföljning är viktiga komponenter för att undvika kollisioner. Biologer lägger ofta en ansenlig mängd tid på att samla in, annotera och sortera data. Det är tid som kan spenderas på mer givande forskningsaktiviteter. Med videokamera, bildbehandling och moderna algoritmer för målföljning är det möjligt att i viss mån automatisera datainsamlingen. Med automatisering kan mer information samlas in än med traditionella metoder och längre experiment kan ofta genomföras. Ytterligare en fördel är att man kan minska påverkan på djuren. Parkvakterna i många nationalparker kämpar dagligen med intrång från tjuvjägare. De har ytterst begränsade resurser och utsätter sina liv för stor fara. Bestånden minskar fortfarande för många djurarter som går en mörk framtid till mötes. För att vända trenden behövs stora insatser på många fronter samtidigt. Målföljning kan bidra med att på ett kostnadseffektivt sätt tillhandahålla övervakning av nationalparker. Kännedom om var djuren befinner sig underlättar koordinering av parkvakternas insatser för att skydda djuren. Målföljning kan ske med ett flertal olika sensorer, såsom radarer, fast uppsatta och luftburna videokameror, mikrofoner som lyssnar efter djurläten och även vittnesmål från parkvakterna. All insamlad information bidrar till att skapa en helhetsbild av situationen i nationalparken om den används rätt. Ishantering är ett viktigt område för oljeindustrin för att garantera säkerhet och undvika allvarliga olyckor. Målet är att upptäcka och spåra is som flyter i havet och om nödvändigt vidta åtgärder för att undvika kollision. Målet är att i förlängningen sätta upp ett stort nätverk av olika sensorer och databaser för att få en heltäckande bild av det aktuella läget. Flera källor diskuteras, såsom mark- och fartygsradarer av olika slag, satelliter, drönare med kameror och väderdatabaser. Att skapa fullständiga och användbara lösningar för biologer, parkvakter och oljeindustrin är väldigt ambitiösa mål. I avhandlingen presenteras bakomliggande teori för målföljning varvat med författarens egna forskningsbidrag och lösningar för en handfull specifika problem och tillämpningar. Det första projektet som presenteras är ett samarbete med Kolmårdens djurpark. Biologer i djurparken studerar delfiners beteende i fångenskap. I dagsläget markerar studenter för hand i video var delfinerna befinner sig i bassängen. Med målföljning samlas djurens positioner in automatiskt utan mänsklig inblandning. Det främsta bidraget i forskningen är utvecklingen av en modell för hur delfinerna rör sig i bassängen. Det andra projektet som presenteras är ett samarbete med biologer vid Lunds universitet som studerar beteendet hos flyttfåglar. I en metod från 60-talet mäts fåglars rörelser i en tratt. Från repor i tratten som orsakats vid fåglarnas lyftförsök analyserar man riktningarna för lyftförsöken. Med videokamera och målföljning samlas djurens positioner in och enskilda lyftförsök detekteras automatiskt. Det främsta bidraget i forskningen är en metod för att bättre utnyttja information från videon till att detektera lyftförsöken. Det tredje projektet som presenteras är ett samarbete med Smarta Savanner. En idé som utforskas är möjligheten att använda parkvakternas vittnesmål om spår från noshörningar för att förbättra målföljningen. Å ena sidan är data från videokameror och radarer väldigt noggranna i tid, men relativt osäkra i de uppmätta positionerna. Å andra sidan kan positionen för ett spår mätas noggrant samtidigt som det ofta är svårt att avgöra när noshörningen var på platsen. Genom att utnyttja informationen från båda källorna kan noshörningars förflyttningar i parken kartläggas bättre. Den bakomliggande teorin för observationer med osäker tid inom målföljning är relativt outforskad. Det främsta bidraget i forskningen är utvecklingen av en metod för att utnyttja sådana observationer. Enkla simulerade fall används för att analysera metoden. Metoden utvärderas även i en tillämpning för att förbättra den satellitbaserade positionsbestämningen av en orienterare genom att noggrant mäta positionen på kontrollerna. Det fjärde projektet som presenteras är ett samarbete med Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU) och Norut i Norge som samlat in radardata på Svalbard. Det främsta bidraget är utvecklandet av en metod som lär sig hur lokala strömmar och vindar påverkar drivisen för att bättre kunna förutspå rörelser.Ett annat bidrag i forskningen är en förenkling av formuleringen och implementationen av en modern algoritm för målföljning. Projekten, som alla har flera likheter och skillnader med varandra, kan gemensamt sammanfattas med att de spårar rörelser, eller vandringar, i naturen.
Author:
Publisher:
ISBN:
Category : Mechanics, Applied
Languages : en
Pages : 556
Get Book Here
Book Description
Author:
Publisher:
ISBN:
Category : Aeronautics
Languages : en
Pages : 500
Get Book Here
Book Description
Author: Charles S. Wasson
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 1118967151
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 880
Get Book Here
Book Description
Praise for the first edition: "This excellent text will be useful to every system engineer (SE) regardless of the domain. It covers ALL relevant SE material and does so in a very clear, methodical fashion. The breadth and depth of the author's presentation of SE principles and practices is outstanding." —Philip Allen This textbook presents a comprehensive, step-by-step guide to System Engineering analysis, design, and development via an integrated set of concepts, principles, practices, and methodologies. The methods presented in this text apply to any type of human system -- small, medium, and large organizational systems and system development projects delivering engineered systems or services across multiple business sectors such as medical, transportation, financial, educational, governmental, aerospace and defense, utilities, political, and charity, among others. Provides a common focal point for “bridging the gap” between and unifying System Users, System Acquirers, multi-discipline System Engineering, and Project, Functional, and Executive Management education, knowledge, and decision-making for developing systems, products, or services Each chapter provides definitions of key terms, guiding principles, examples, author’s notes, real-world examples, and exercises, which highlight and reinforce key SE&D concepts and practices Addresses concepts employed in Model-Based Systems Engineering (MBSE), Model-Driven Design (MDD), Unified Modeling Language (UMLTM) / Systems Modeling Language (SysMLTM), and Agile/Spiral/V-Model Development such as user needs, stories, and use cases analysis; specification development; system architecture development; User-Centric System Design (UCSD); interface definition & control; system integration & test; and Verification & Validation (V&V) Highlights/introduces a new 21st Century Systems Engineering & Development (SE&D) paradigm that is easy to understand and implement. Provides practices that are critical staging points for technical decision making such as Technical Strategy Development; Life Cycle requirements; Phases, Modes, & States; SE Process; Requirements Derivation; System Architecture Development, User-Centric System Design (UCSD); Engineering Standards, Coordinate Systems, and Conventions; et al. Thoroughly illustrated, with end-of-chapter exercises and numerous case studies and examples, Systems Engineering Analysis, Design, and Development, Second Edition is a primary textbook for multi-discipline, engineering, system analysis, and project management undergraduate/graduate level students and a valuable reference for professionals.
