Feedback Systems

An Introduction for Scientists and Engineers

Author: Karl Johan Aström,Richard M. Murray

Publisher: Princeton University Press

ISBN: 9781400828739

Category: Mathematics

Page: 408

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This book provides an introduction to the mathematics needed to model, analyze, and design feedback systems. It is an ideal textbook for undergraduate and graduate students, and is indispensable for researchers seeking a self-contained reference on control theory. Unlike most books on the subject, Feedback Systems develops transfer functions through the exponential response of a system, and is accessible across a range of disciplines that utilize feedback in physical, biological, information, and economic systems. Karl Åström and Richard Murray use techniques from physics, computer science, and operations research to introduce control-oriented modeling. They begin with state space tools for analysis and design, including stability of solutions, Lyapunov functions, reachability, state feedback observability, and estimators. The matrix exponential plays a central role in the analysis of linear control systems, allowing a concise development of many of the key concepts for this class of models. Åström and Murray then develop and explain tools in the frequency domain, including transfer functions, Nyquist analysis, PID control, frequency domain design, and robustness. They provide exercises at the end of every chapter, and an accompanying electronic solutions manual is available. Feedback Systems is a complete one-volume resource for students and researchers in mathematics, engineering, and the sciences. Covers the mathematics needed to model, analyze, and design feedback systems Serves as an introductory textbook for students and a self-contained resource for researchers Includes exercises at the end of every chapter Features an electronic solutions manual Offers techniques applicable across a range of disciplines

Materialwissenschaften und Werkstofftechnik

Eine Einführung

Author: William D. Callister,David G. Rethwisch

Publisher: John Wiley & Sons

ISBN: 3527330070

Category:

Page: 906

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Der 'Callister' bietet den gesamten Stoff der Materialwissenschaften und Werkstofftechnik für Studium und Prüfungsvorbereitung. Hervorragend aufbereitet und in klarer, prägnanter Sprache wird das gesamte Fachgebiet anschaulich dargestellt. Das erprobte didaktische Konzept zielt ab auf 'Verständnis vor Formalismus' und unterstützt den Lernprozess der Studierenden: * ausformulierte Lernziele * regelmäßig eingestreute Verständnisfragen zum gerade vermittelten Stoff * Kapitelzusammenfassungen mit Lernstoff, Gleichungen, Schlüsselwörtern und Querverweisen auf andere Kapitel * durchgerechnete Beispiele, Fragen und Antworten sowie Aufgaben und Lösungen * Exkurse in die industrielle Anwendung * an den deutschen Sprachraum angepasste Einheiten und Werkstoffbezeichnungen * durchgehend vierfarbig illustriert * Verweise auf elektronisches Zusatzmaterial Der 'Callister' ist ein Muss für angehende Materialwissenschaftler und Werkstofftechniker an Universitäten und Fachhochschulen - und ideal geeignet für Studierende aus Physik, Chemie, Maschinenbau und Bauingenieurwesen, die sich mit den Grundlagen des Fachs vertraut machen möchten.

The Design of Everyday Things

Psychologie und Design der alltäglichen Dinge

Author: Norman Don

Publisher: Vahlen

ISBN: 3800648105

Category: Business & Economics

Page: 320

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Apple, Audi, Braun oder Samsung machen es vor: Gutes Design ist heute eine kritische Voraussetzung für erfolgreiche Produkte. Dieser Klassiker beschreibt die fundamentalen Prinzipien, um Dinge des täglichen Gebrauchs umzuwandeln in unterhaltsame und zufriedenstellende Produkte. Don Norman fordert ein Zusammenspiel von Mensch und Technologie mit dem Ziel, dass Designer und Produktentwickler die Bedürfnisse, Fähigkeiten und Handlungsweisen der Nutzer in den Vordergrund stellen und Designs an diesen angepasst werden. The Design of Everyday Things ist eine informative und spannende Einführung für Designer, Marketer, Produktentwickler und für alle an gutem Design interessierten Menschen. Zum Autor Don Norman ist emeritierter Professor für Kognitionswissenschaften. Er lehrte an der University of California in San Diego und der Northwest University in Illinois. Mitte der Neunzigerjahre leitete Don Norman die Advanced Technology Group bei Apple. Dort prägte er den Begriff der User Experience, um über die reine Benutzbarkeit hinaus eine ganzheitliche Erfahrung der Anwender im Umgang mit Technik in den Vordergrund zu stellen. Norman ist Mitbegründer der Beratungsfirma Nielsen Norman Group und hat unter anderem Autohersteller von BMW bis Toyota beraten. „Keiner kommt an Don Norman vorbei, wenn es um Fragen zu einem Design geht, das sich am Menschen orientiert.“ Brand Eins 7/2013 „Design ist einer der wichtigsten Wettbewerbsvorteile. Dieses Buch macht Spaß zu lesen und ist von größter Bedeutung.” Tom Peters, Co-Autor von „Auf der Suche nach Spitzenleistungen“

Biomolecular Feedback Systems

Author: Domitilla Del Vecchio,Richard M. Murray

Publisher: Princeton University Press

ISBN: 1400850509

Category: Science

Page: 288

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This book provides an accessible introduction to the principles and tools for modeling, analyzing, and synthesizing biomolecular systems. It begins with modeling tools such as reaction-rate equations, reduced-order models, stochastic models, and specific models of important core processes. It then describes in detail the control and dynamical systems tools used to analyze these models. These include tools for analyzing stability of equilibria, limit cycles, robustness, and parameter uncertainty. Modeling and analysis techniques are then applied to design examples from both natural systems and synthetic biomolecular circuits. In addition, this comprehensive book addresses the problem of modular composition of synthetic circuits, the tools for analyzing the extent of modularity, and the design techniques for ensuring modular behavior. It also looks at design trade-offs, focusing on perturbations due to noise and competition for shared cellular resources. Featuring numerous exercises and illustrations throughout, Biomolecular Feedback Systems is the ideal textbook for advanced undergraduates and graduate students. For researchers, it can also serve as a self-contained reference on the feedback control techniques that can be applied to biomolecular systems. Provides a user-friendly introduction to essential concepts, tools, and applications Covers the most commonly used modeling methods Addresses the modular design problem for biomolecular systems Uses design examples from both natural systems and synthetic circuits Solutions manual (available only to professors at press.princeton.edu) An online illustration package is available to professors at press.princeton.edu

Partielle Differentialgleichungen der Geometrie und der Physik 2

Funktionalanalytische Lösungsmethoden

Author: Friedrich Sauvigny

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3540275401

Category: Mathematics

Page: 350

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Das zweibändige Lehrbuch behandelt das Gebiet der partiellen Differentialgleichungen umfassend und anschaulich. Der Autor stellt in Band 2 funktionalanalytische Lösungsmethoden vor und erläutert u. a. die Lösbarkeit von Operatorgleichungen im Banachraum, lineare Operatoren im Hilbertraum und Spektraltheorie, die Schaudersche Theorie linearer elliptischer Differentialgleichungen sowie schwache Lösungen elliptischer Differentialgleichungen.

Systementwurf mechatronischer Systeme

Methoden – Modelle – Konzepte

Author: Klaus Janschek

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3540788778

Category: Technology & Engineering

Page: 842

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In dem Lehrbuch stellt der Autor grundlegende methodische Ansätze für den modellbasierten Systementwurf von mechatronischen Systemen in systematischer und geschlossener Form dar. Der Methodenkanon umfasst domänenneutrale Methoden zur Modellbildung und Verhaltensanalyse, der Modellkanon analytische Verhaltensmodelle für wichtige physikalisch-technische Domänen der mechatronischen Funktionsrealisierung. Mehr als 50 durchgerechnete Entwurfsbeispiele demonstrieren die dargestellten Methoden und Konzepte und unterstützen das Selbststudium.

Regelungstechnik 1

Systemtheoretische Grundlagen, Analyse und Entwurf einschleifiger Regelungen

Author: Jan Lunze

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662526786

Category: Technology & Engineering

Page: 742

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Dieses Lehrbuch überzeugt durch seine Didaktik und Stoffauswahl. Die Darstellung zielt auf ein tiefgründiges Verständnis dynamischer Systeme und Regelungsvorgänge, wobei mit Zeitbereichsbetrachtungen im Zustandsraum begonnen und erst danach zur Frequenzbereichsdarstellung übergegangen wird. Praktische Beispiele aus Elektrotechnik, Maschinenbau, Verfahrenstechnik und Verkehrstechnik illustrieren die Anwendung der behandelten Methoden und zeigen den fachübergreifenden Charakter der Regelungstechnik. Mit der Einführung in MATLAB (Release R2016a) wird der Anschluss an die rechnergestützte Arbeitsweise der Ingenieure hergestellt. Übungsaufgaben mit ausführlichen Lösungen dienen der Vertiefung des Stoffes. Für die 11. Auflage wurden zahlreiche Textstellen und Abbildungen verbessert, weitere Übungsaufgaben aufgenommen und die Beschreibung von MATLAB der aktuellen Version angepasst. „Das Buch vermittelt in idealer Weise theoretisch begründetes Verständnis mit praktischen Gesichtspunkten und Beispielen aus verschiedenen Bereichen.“ Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Bernhard Lampe, Universität Rostock „Das Buch wird von meinen Studenten und Doktoranden sehr geschätzt, weil es zum einen den Grundlagenstoff klar und vollständig bringt, zum anderen weiterführende Themen und Prinzipien in knapper und verständlicher Form ergänzt.“ Prof. Dr.-Ing. Boris Lohmann, Technische Universität München Die Zielgruppen Studierende der Ingenieurwissenschaften an Universitäten und Fachhochschulen

Kommunikation und Technik

Ausgewählte neue Ansätze im Rahmen einer interdisziplinären Betrachtung

Author: Florian U.Siems,Marie-Christin Papen

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3658215372

Category: Social Science

Page: 395

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Ziel des Bandes ist es, aktuelle interdisziplinäre Ansätze der Forschung an der Schnittstelle von Kommunikation und Technik aufzuzeigen und Einblicke aus ganz unterschiedlichen Perspektiven zu ermöglichen: Technischer Wandel oder Innovation als Gegenstand der Kommunikation; Kommunikation zum Abbau von Reaktanzen bei komplexen Technologien; Erwartungsmanagement; Aufgaben und Rolle der Mitarbeitenden bei der Kommunikation von Technik; Persönliche Kommunikation von Verkäufern technischer Leistungen (B2C) oder Außendienst / Sales (B2B); Optimierung von Gebrauchsanleitungen; Kommunikation zur besseren Kundenintegration bei technischen Leistungen; Landes- und branchenspezifische Besonderheiten der Kommunikation von Technik.

Meilensteine der Automatisierung

vom Transistor zur digitalen Fabrik

Author: Arnold Zankl

Publisher: Publicis MCD Werbeagentur GmbH

ISBN: 9783895782589

Category: Manufacturing industries / Automation / History / 20th century

Page: 248

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This clear and succinct book is designed for general readers who want to know how to go about reading Shakespeare's works for pleasure.

Struktur Und Interpretation Von Computerprogrammen/ Structure and Interpretation of Computer Programs

Eine Informatik-einfhrung/ a Computer Science Introduction

Author: Harold Abelson,Julie Sussman,Gerald Jay Sussman

Publisher: Springer

ISBN: 9783540423423

Category: Computers

Page: 682

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Die Übersetzung der bewährten Einführung in die Informatik, entstanden am Massachusetts Institute of Technology (MIT), wird seit Jahren erfolgreich in der Lehre eingesetzt. Schritt für Schritt werden Konstruktion und Abstraktion von Daten und Prozeduren dargestellt. Von der Modularisierung bis zum Problemlösen mit Registermaschinen werden verschiedene Programmierparadigmen entwickelt und die effektive Handhabung von Komplexität gezeigt. Als Programmiersprache wird SCHEME verwendet, ein Dialekt von LISP. Alle Programme laufen in jeder dem IEEE-Standard entsprechenden SCHEME-Implementierung.

Maschinelles Lernen

Author: Ethem Alpaydin

Publisher: De Gruyter Oldenbourg

ISBN: 9783486581140

Category: Machine learning

Page: 440

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Maschinelles Lernen heißt, Computer so zu programmieren, dass ein bestimmtes Leistungskriterium anhand von Beispieldaten und Erfahrungswerten aus der Vergangenheit optimiert wird. Das vorliegende Buch diskutiert diverse Methoden, die ihre Grundlagen in verschiedenen Themenfeldern haben: Statistik, Mustererkennung, neuronale Netze, Künstliche Intelligenz, Signalverarbeitung, Steuerung und Data Mining. In der Vergangenheit verfolgten Forscher verschiedene Wege mit unterschiedlichen Schwerpunkten. Das Anliegen dieses Buches ist es, all diese unterschiedlichen Ansätze zu kombinieren, um eine allumfassende Behandlung der Probleme und ihrer vorgeschlagenen Lösungen zu geben.

Algorithmen - Eine Einführung

Author: Thomas H. Cormen,Charles E. Leiserson,Ronald Rivest,Clifford Stein

Publisher: Walter de Gruyter GmbH & Co KG

ISBN: 3110522012

Category: Computers

Page: 1339

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Der "Cormen" bietet eine umfassende und vielseitige Einführung in das moderne Studium von Algorithmen. Es stellt viele Algorithmen Schritt für Schritt vor, behandelt sie detailliert und macht deren Entwurf und deren Analyse allen Leserschichten zugänglich. Sorgfältige Erklärungen zur notwendigen Mathematik helfen, die Analyse der Algorithmen zu verstehen. Den Autoren ist es dabei geglückt, Erklärungen elementar zu halten, ohne auf Tiefe oder mathematische Exaktheit zu verzichten. Jedes der weitgehend eigenständig gestalteten Kapitel stellt einen Algorithmus, eine Entwurfstechnik, ein Anwendungsgebiet oder ein verwandtes Thema vor. Algorithmen werden beschrieben und in Pseudocode entworfen, der für jeden lesbar sein sollte, der schon selbst ein wenig programmiert hat. Zahlreiche Abbildungen verdeutlichen, wie die Algorithmen arbeiten. Ebenfalls angesprochen werden Belange der Implementierung und andere technische Fragen, wobei, da Effizienz als Entwurfskriterium betont wird, die Ausführungen eine sorgfältige Analyse der Laufzeiten der Programme mit ein schließen. Über 1000 Übungen und Problemstellungen und ein umfangreiches Quellen- und Literaturverzeichnis komplettieren das Lehrbuch, dass durch das ganze Studium, aber auch noch danach als mathematisches Nachschlagewerk oder als technisches Handbuch nützlich ist. Für die dritte Auflage wurde das gesamte Buch aktualisiert. Die Änderungen sind vielfältig und umfassen insbesondere neue Kapitel, überarbeiteten Pseudocode, didaktische Verbesserungen und einen lebhafteren Schreibstil. So wurden etwa - neue Kapitel zu van-Emde-Boas-Bäume und mehrfädigen (engl.: multithreaded) Algorithmen aufgenommen, - das Kapitel zu Rekursionsgleichungen überarbeitet, sodass es nunmehr die Teile-und-Beherrsche-Methode besser abdeckt, - die Betrachtungen zu dynamischer Programmierung und Greedy-Algorithmen überarbeitet; Memoisation und der Begriff des Teilproblem-Graphen als eine Möglichkeit, die Laufzeit eines auf dynamischer Programmierung beruhender Algorithmus zu verstehen, werden eingeführt. - 100 neue Übungsaufgaben und 28 neue Problemstellungen ergänzt. Umfangreiches Dozentenmaterial (auf englisch) ist über die Website des US-Verlags verfügbar.

Epilepsy, An Issue of Neurosurgery Clinics - E-Book

Author: Edward F. Chang,Nicholas Barbaro

Publisher: Elsevier Health Sciences

ISBN: 1455712140

Category: Medical

Page: 139

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In this issue of Neurosurgery Clinics, Drs. Chang and Barbaro provide a thorough look at epilepsy, with sections focusing on devices in epilepsy surgery, open loop systems, closed loop systems, and non-stimulation. Topics in this issue include history and overview of stimulation for epilepsy, trigeminal nerve stimulation, anterior thalamus DBS, hippocampal stimulation, neuropace RNS, seizure detection/prediction algorithms, cooling, seizure prediction and its applications, stimulation paradigms, and experimental stimulation.

Constrained Control of Uncertain, Time-Varying, Discrete-Time Systems

An Interpolation-Based Approach

Author: Hoai-Nam Nguyen

Publisher: Springer

ISBN: 3319028278

Category: Technology & Engineering

Page: 196

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A comprehensive development of interpolating control, this monograph demonstrates the reduced computational complexity of a ground-breaking technique compared with the established model predictive control. The text deals with the regulation problem for linear, time-invariant, discrete-time uncertain dynamical systems having polyhedral state and control constraints, with and without disturbances, and under state or output feedback. For output feedback a non-minimal state-space representation is used with old inputs and outputs as state variables. Constrained Control of Uncertain, Time-Varying, Discrete-time Systems details interpolating control in both its implicit and explicit forms. In the former at most two linear-programming or one quadratic-programming problem are solved on-line at each sampling instant to yield the value of the control variable. In the latter the control law is shown to be piecewise affine in the state, and so the state space is partitioned into polyhedral cells so that at each sampling interval the cell to which the measured state belongs must be determined. Interpolation is performed between vertex control, and a user-chosen control law in its maximal admissible set surrounding the origin. Novel proofs of recursive feasibility and asymptotic stability of the vertex control law, and of the interpolating control law are given. Algorithms for implicit and explicit interpolating control are presented in such a way that the reader may easily realize them. Each chapter includes illustrative examples, and comparisons with model predictive control in which the disparity in computational complexity is shown to be particularly in favour of interpolating control for high-order systems, and systems with uncertainty. Furthermore, the performance of the two methods proves similar except in those cases when a solution cannot be found with model predictive control at all. The book concludes with two high dimensional examples and a benchmark robust model predictive control problem: the non-isothermal continuously-stirred-tank reactor. For academic control researchers and students or for control engineers interested in implementing constrained control systems Constrained Control of Uncertain, Time-Varying, Discrete-time Systems will provide an attractive low-complexity control alternative for cases in which model predictive control is currently attempted.

PID and Predictive Control of Electrical Drives and Power Converters using MATLAB / Simulink

Author: Liuping Wang,Shan Chai,Dae Yoo,Lu Gan,Ki Ng

Publisher: John Wiley & Sons

ISBN: 1118339479

Category: Science

Page: 368

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A timely introduction to current research on PID andpredictive control by one of the leading authors on thesubject PID and Predictive Control of Electric Drives and PowerSupplies using MATLAB/Simulink examines the classical controlsystem strategies, such as PID control, feed-forward control andcascade control, which are widely used in current practice. The authors share their experiences in actual design andimplementation of the control systems on laboratory test-beds,taking the reader from the fundamentals through to moresophisticated design and analysis. The bookcontains sections on closed-loop performance analysis in bothfrequency domain and time domain, presented to help the designer inselection of controller parameters and validation of the controlsystem. Continuous-time model predictive control systems aredesigned for the drives and power supplies, and operationalconstraints are imposed in the design. Discrete-time model predictive control systems are designed basedon the discretization of the physical models, which will appeal toreaders who are more familiar with sampled-data control system.Soft sensors and observers will be discussed for low costimplementation. Resonant control of the electric drives andpower supply will be discussed to deal with the problems of bias insensors and unbalanced three phase AC currents. Brings together both classical control systems and predictivecontrol systems in a logical style from introductory through toadvanced levels Demonstrates how simulation and experimental results are usedto support theoretical analysis and the proposed designalgorithms MATLAB and Simulink tutorials are given in each chapter to showthe readers how to take the theory to applications. Includes MATLAB and Simulink software using xPC Target forteaching purposes A companion website is available Researchers and industrial engineers; and graduate students onelectrical engineering courses will find this a valuableresource.