خودروهای زیرآبی خودگردان: مدل‌سازی، طراحی کنترل و شبیه‌سازی ۲۰۱۷
Autonomous Underwater Vehicles: Modeling, Control Design and Simulation 2017

وسایل نقلیه زیرآبی چالش‌های منحصربه‌فردی را در طراحی سیستم‌های کنترلی ایجاد می‌کنند. این چالش‌ها اغلب ناشی از پویایی‌های غیرخطی، مدل‌های نامشخص و همچنین وجود اختلالات محیطی پیش‌بینی‌نشده‌ای هستند که اندازه‌گیری یا تخمین آن‌ها دشوار است.

کتاب “وسایل نقلیه خودگردان زیرآبی: مدل‌سازی، طراحی کنترل و شبیه‌سازی” رویکردی نوین را ارائه می‌دهد تا به خوانندگان در توسعه مدل‌هایی برای شبیه‌سازی کنترل‌کننده‌های بازخورد برای برنامه‌ریزی حرکت و طراحی کمک کند. این کتاب اطلاعات مفیدی را در مورد مدل‌های کنترل بازخورد غیرخطی سینماتیکی و دینامیکی ترکیب می‌کند و نتایج شبیه‌سازی و سایر اطلاعات ضروری را ارائه می‌دهد، و به خوانندگان دیدگاهی جدید، منحصربه‌فرد و جامع در مورد طراحی می‌دهد.

شامل شبیه‌سازی‌های MATLAB® برای نشان دادن مفاهیم و ارتقای درک

این کتاب با یک مرور کلی مقدماتی آغاز می‌شود و مثال‌هایی از ساخت وسایل نقلیه زیرآبی، بررسی مبانی سینماتیکی، فرمول‌بندی مسئله و کنترل‌پذیری، در میان سایر موضوعات کلیدی، ارائه می‌دهد. پوشش دقیق تحلیل ریاضیاتی کتاب در مورد کنترل‌پذیری، برنامه‌ریزی حرکت، بازخورد، مدل‌سازی و سایر مفاهیم دخیل در طراحی کنترل غیرخطی، به‌ویژه برای محققان ارزشمند است. در سرتاسر کتاب، نویسندگان هدف ضمنی در طراحی وسایل نقلیه زیرآبی را تقویت می‌کنند: تثبیت و هدایت دقیق وسیله نقلیه در یک مسیر مشخص.

پویایی‌های AUVها که اساساً غیرخطی هستند، یک مسئله دشوار در طراحی سیستم کنترل را ایجاد می‌کنند که به راحتی با روش‌های طراحی خطی سنتی قابل حل نیست. نتایج ارائه شده در اینجا می‌تواند برای دستیابی به استراتژی‌های کنترل پیشرفته و طرح‌های طراحی نه تنها برای وسایل نقلیه خودگردان زیرآبی، بلکه برای سایر مسائل مشابه در زمینه کنترل غیرخطی نیز گسترش یابد.

Underwater vehicles present some difficult and very particular control system design problems. These are often the result of nonlinear dynamics and uncertain models, as well as the presence of sometimes unforeseeable environmental disturbances that are difficult to measure or estimate.

Autonomous Underwater Vehicles: Modeling, Control Design, and Simulation outlines a novel approach to help readers develop models to simulate feedback controllers for motion planning and design. The book combines useful information on both kinematic and dynamic nonlinear feedback control models, providing simulation results and other essential information, giving readers a truly unique and all-encompassing new perspective on design.

Includes MATLAB® Simulations to Illustrate Concepts and Enhance Understanding

Starting with an introductory overview, the book offers examples of underwater vehicle construction, exploring kinematic fundamentals, problem formulation, and controllability, among other key topics. Particularly valuable to researchers is the book’s detailed coverage of mathematical analysis as it applies to controllability, motion planning, feedback, modeling, and other concepts involved in nonlinear control design. Throughout, the authors reinforce the implicit goal in underwater vehicle design—to stabilize and make the vehicle follow a trajectory precisely.

Fundamentally nonlinear in nature, the dynamics of AUVs present a difficult control system design problem which cannot be easily accommodated by traditional linear design methodologies. The results presented here can be extended to obtain advanced control strategies and design schemes not only for autonomous underwater vehicles but also for other similar problems in the area of nonlinear control.