کتاب مدل سازی و تحلیل سیستم های دینامیکی با استفاده از MATLAB و Python برای مهندسان کنترل

کتاب مدل‌سازی و تحلیل سیستم‌های دینامیکی با استفاده از MATLAB و Python برای مهندسان کنترل نوشته‌ی جانگری کیم و با ترجمه‌ی امیر سالکی منتشر شده است. نشر فناوری نوین آن را منتشر کرده است. این کتاب به آموزش مدل‌سازی، شبیه‌سازی و تحلیل سیستم‌های دینامیکی و طراحی سیستم‌های کنترلی با تکیه‌بر دو ابزار متلب و پایتون می‌پردازد و مثال‌های آن از حوزه‌هایی مانند هوافضا، رباتیک، سامانه‌های خودران و سیستم‌های زیستی انتخاب شده است. تمرکز اصلی اثر بر پیوند دادن مفاهیم نظری کنترل با پیاده‌سازی محاسباتی و برنامه‌نویسی است. نسخه‌ی الکترونیکی این اثر را می‌توانید از طاقچه خرید و دانلود کنید.

درباره کتاب مدل سازی و تحلیل سیستم های دینامیکی با استفاده از MATLAB و Python برای مهندسان کنترل

کتاب مدل‌سازی و تحلیل سیستم‌های دینامیکی با استفاده از MATLAB و Python برای مهندسان کنترل اثری از جانگری کیم است که به‌طور مشخص برای دانشجویان مهندسی کنترل، هوافضا، رباتیک و حوزه‌های نزدیک نوشته شده است. مترجم در مقدمه توضیح داده است که هدف اصلی، پر کردن فاصله‌ی میان آموزش تئوری کنترل و مهارت عملی در برنامه‌نویسی و شبیه‌سازی است؛ فاصله‌ای که معمولاً با یک درس مقدماتی برنامه‌نویسی در دوره‌ی کارشناسی پوشش داده نمی‌شود. کتاب مدل‌سازی و تحلیل سیستم‌های دینامیکی با استفاده از MATLAB و Python برای مهندسان کنترل در چند فصل پیوسته، از مثال‌های ساده شروع کرده و به مسائل پیچیده‌تر می‌رسد. در فصل اول، مفاهیم پایه با مثال‌هایی مانند جسم در حال سقوط آزاد و تعاملات لیگاند–رسپتور معرفی شده‌اند و خواننده هم‌زمان با حل معادلات دیفرانسیل، اولین برنامه‌ها را در متلب و پایتون می‌نویسد. فصل دوم به تخمین و کنترل وضعیت اختصاص دارد و موضوعاتی مانند سینماتیک کواترنیون، مدل سنسور ژیروسکوپ، نویز سفید گاوسی، فیلتر کالمن و فیلتر کالمن توسعه‌یافته را پوشش می‌دهد. در ادامه‌ی کتاب مدل‌سازی و تحلیل سیستم‌های دینامیکی با استفاده از MATLAB و Python برای مهندسان کنترل فصل‌هایی درباره‌ی دینامیک و کنترل وضعیت، برنامه‌ریزی مسیر و ره‌گیری هدف در وسایل نقلیه‌ی خودران، مدل‌سازی سیستم‌های زیستی و تحلیل مقاومت مدل‌ها آمده است. در فصل‌های پایانی نیز مباحثی مانند شبکه‌های بولین، دینامیک‌های فضایی–زمانی، شبکه‌های عصبی با یادگیری عمیق و یادگیری تقویتی معرفی شده‌اند. هر فصل شامل مثال‌های عددی، کدهای متلب و پایتون و تمرین‌هایی است که در پیوست‌ها پاسخ برخی از آن‌ها ارائه شده است.

خلاصه کتاب مدل سازی و تحلیل سیستم های دینامیکی با استفاده از MATLAB و Python برای مهندسان کنترل

این کتاب بر محور یادگیری مدل‌سازی و تحلیل سیستم‌های دینامیکی ازطریق پیاده‌سازی عددی در متلب و پایتون شکل گرفته است. نویسنده ابتدا معادلات دیفرانسیل معمولی را در قالب فضای حالت بازنویسی می‌کند و نشان می‌دهد چگونه می‌توان آن‌ها را با انتگرال‌گیرهایی مانند ode45 در متلب و solve_ivp در پایتون حل کرد. سپس خواننده با مثال‌هایی از سقوط آزاد، سینتیک لیگاند–رسپتور و سیستم‌های زیستی، مفهوم متغیر حالت، شرایط اولیه و تبدیل معادلات مرتبه‌ی بالا به دستگاه مرتبه‌ی اول را تمرین می‌کند. در بخش‌های بعدی، کتاب به تخمین وضعیت با کواترنیون، مدل‌سازی نویز سنسورها، طراحی فیلتر کالمن و کنترل وضعیت و ارتفاع می‌پردازد. مباحثی مانند برنامه‌ریزی مسیر وسایل نقلیه‌ی خودران، ره‌گیری هدف متحرک، بهینه‌سازی ورودی کنترل، برازش مدل‌های زیستی، شبیه‌سازی تصادفی (روش گیلسپی) و تحلیل مقاومت مدل‌ها نیز مطرح شده است. در انتها، نمونه‌هایی از شبکه‌های بولین، شبکه‌های عصبی و یادگیری تقویتی به‌عنوان مسیرهای ادامه‌ی مطالعه معرفی شده‌اند.

چرا باید کتاب مدل سازی و تحلیل سیستم های دینامیکی با استفاده از MATLAB و Python برای مهندسان کنترل را بخوانیم؟

این کتاب ترکیب منسجمی از نظریه‌ی سیستم‌های دینامیکی، کنترل و برنامه‌نویسی در متلب و پایتون ارائه کرده است. خواننده با دیدن کدهای کامل، از سطح حل یک معادله‌ی دیفرانسیل ساده تا طراحی فیلتر کالمن و الگوریتم‌های ره‌گیری هدف پیش می‌رود و در هر مرحله می‌بیند معادلات چگونه به برنامه تبدیل می‌شوند. تنوع مثال‌ها از هوافضا تا زیست‌شناسی سامانه‌ها، نگاه میان‌رشته‌ای اثر را پررنگ کرده است.

خواندن این کتاب را به چه کسانی پیشنهاد می‌کنیم؟

این کتاب به دانشجویان کارشناسی پیشرفته و تحصیلات تکمیلی مهندسی کنترل، هوافضا، مکانیک، رباتیک و علاقه‌مندان به سیستم‌های زیستی پیشنهاد می‌شود. همچنین به مهندسانی پیشنهاد می‌شود که با مفاهیم پایه‌ی کنترل آشنا هستند و می‌خواهند مهارت مدل‌سازی عددی و شبیه‌سازی در متلب و پایتون را تقویت کنند.