
BOOKS - TECHNICAL SCIENCES - Fractional Order Systems and Applications in Engineering

Fractional Order Systems and Applications in Engineering
Author: Dumitru Baleanu, Valentina Emilia Balas, Praveen Agarwal
Year: 2022
Pages: 392
Format: PDF
File size: 22,7 MB
Language: ENG

Year: 2022
Pages: 392
Format: PDF
File size: 22,7 MB
Language: ENG

The book will be useful to researchers and practitioners working in the field of control engineering and its applications. The book is divided into 12 chapters that cover topics such as the definition of fractional derivatives and integrals, the Laplace transform, and the application of fractional calculus to control systems. Fractional Order Systems and Applications in Engineering begins by introducing the concept of fractional calculus and its historical development. It then discusses the mathematical foundations of fractional calculus, including the definition of fractional derivatives and integrals, and their properties. The book also explores the relationship between fractional calculus and other areas of mathematics, such as differential equations and operator theory. The second chapter delves into the Laplace transform and its application to fractional-order systems. This chapter provides an overview of the Laplace transform and its significance in control system analysis. The following chapters focus on the application of fractional calculus to various control systems, including linear and nonlinear systems. Chapter three examines the application of fractional calculus to linear systems, while chapter four explores the use of fractional calculus in nonlinear systems. Chapter five discusses the use of fractional calculus in state-space representation, while chapter six covers the application of fractional calculus to parameter identification and adaptive control. Chapter seven delves into the use of fractional calculus in robust control, while chapter eight explores the relationship between fractional calculus and machine learning.
Книга будет полезна исследователям и практикам, работающим в области инженерии управления и его приложений. Книга разделена на 12 глав, которые охватывают такие темы, как определение дробных производных и интегралов, преобразование Лапласа и применение дробного исчисления к системам управления. Системы и приложения дробного порядка в инженерии начинаются с введения понятия дробного исчисления и его исторического развития. Затем обсуждаются математические основы дробного исчисления, включая определение дробных производных и интегралов, и их свойства. Книга также исследует взаимосвязь между дробным исчислением и другими областями математики, такими как дифференциальные уравнения и теория операторов. Вторая глава углубляется в преобразование Лапласа и его применение к системам дробного порядка. В этой главе представлен обзор преобразования Лапласа и его значение в анализе системы управления. Следующие главы посвящены применению дробного исчисления к различным системам управления, включая линейные и нелинейные системы. В третьей главе рассматривается применение дробного исчисления к линейным системам, в то время как в четвёртой главе рассматривается использование дробного исчисления в нелинейных системах. В пятой главе обсуждается использование дробного исчисления в представлении пространства состояний, в то время как в шестой главе рассматривается применение дробного исчисления для идентификации параметров и адаптивного управления. Глава седьмая углубляется в использование дробного исчисления в надежном управлении, в то время как глава восьмая исследует взаимосвязь между дробным исчислением и машинным обучением.
livre sera utile aux chercheurs et aux praticiens travaillant dans le domaine de l'ingénierie de gestion et de ses applications. livre est divisé en 12 chapitres qui couvrent des sujets tels que la définition des dérivés et intégrales fractionnaires, la transformation de Laplace et l'application du calcul fractionnaire aux systèmes de gestion. s systèmes et les applications de l'ordre fractionnaire dans l'ingénierie commencent par l'introduction de la notion de calcul fractionnaire et son développement historique. s bases mathématiques du calcul fractionnel sont ensuite discutées, y compris la définition des dérivés fractionnaires et des intégrales, et leurs propriétés. livre explore également la relation entre le calcul fractionnel et d'autres domaines des mathématiques, tels que les équations différentielles et la théorie des opérateurs. deuxième chapitre est approfondi dans la transformation de Laplace et son application aux systèmes d'ordre fractionnaire. Ce chapitre donne un aperçu de la transformation de Laplace et de son importance dans l'analyse du système de contrôle. s chapitres suivants sont consacrés à l'application du calcul fractionné à différents systèmes de contrôle, y compris les systèmes linéaires et non linéaires. troisième chapitre traite de l'application du calcul fractionnaire aux systèmes linéaires, tandis que le quatrième chapitre traite de l'utilisation du calcul fractionnaire dans les systèmes non linéaires. cinquième chapitre traite de l'utilisation du calcul fractionné dans la représentation de l'espace d'état, tandis que le sixième chapitre traite de l'application du calcul fractionné pour identifier les paramètres et la gestion adaptative. chapitre 7 est consacré à l'utilisation du calcul fractionné dans une gestion fiable, tandis que le chapitre 8 examine la relation entre le calcul fractionné et l'apprentissage automatique.
libro será útil para los investigadores y profesionales que trabajan en el campo de la ingeniería de control y sus aplicaciones. libro está dividido en 12 capítulos que abarcan temas como la definición de derivadas fraccionarias e integrales, la transformación de Laplace y la aplicación del cálculo fraccionado a los sistemas de control. sistemas y aplicaciones de orden fraccionario en ingeniería comienzan con la introducción del concepto de cálculo fraccionario y su desarrollo histórico. Luego se discuten los fundamentos matemáticos del cálculo fraccionario, incluyendo la definición de derivados fraccionarios e integrales, y sus propiedades. libro también explora la relación entre el cálculo fraccionario y otras áreas de las matemáticas, como las ecuaciones diferenciales y la teoría de operadores. segundo capítulo profundiza en la transformación de Laplace y su aplicación a sistemas de orden fraccionario. Este capítulo ofrece una visión general de la transformación de Laplace y su importancia en el análisis del sistema de control. siguientes capítulos se centran en la aplicación del cálculo fraccionado a diferentes sistemas de control, incluyendo sistemas lineales y no lineales. tercer capítulo examina la aplicación del cálculo fraccionado a los sistemas lineales, mientras que el cuarto capítulo examina el uso del cálculo fraccionado en sistemas no lineales. En el quinto capítulo se discute el uso del cálculo fraccionado en la representación del espacio de estados, mientras que en el sexto capítulo se aborda la aplicación del cálculo fraccionado para la identificación de parámetros y el control adaptativo. capítulo siete profundiza en el uso del cálculo fraccionado en el control confiable, mientras que el capítulo ocho explora la relación entre el cálculo fraccionado y el aprendizaje automático.
O livro será útil para pesquisadores e práticas que trabalham na engenharia de controle e seus aplicativos. O livro é dividido em 12 capítulos, que abrangem temas como a definição de derivados e integrais fracionados, a conversão de Laplas e a aplicação do cálculo fracionado para sistemas de controle. Os sistemas e aplicações de ordem fracionária na engenharia começam com a introdução da noção de cálculo fracionado e seu desenvolvimento histórico. Em seguida, são discutidas as bases matemáticas do cálculo fracionado, incluindo a definição de derivados e integrais fracionados, e suas propriedades. O livro também explora a relação entre o cálculo fracionado e outras áreas da matemática, como as equações diferenciais e a teoria dos operadores. O segundo capítulo é aprofundado na conversão de Laplas e sua aplicação a sistemas de ordem fracionada. Este capítulo apresenta uma visão geral da conversão de Laplas e sua importância na análise do sistema de controle. Os capítulos seguintes tratam da aplicação do cálculo fracionado em vários sistemas de controle, incluindo sistemas lineares e não lineares. O terceiro capítulo aborda a aplicação do cálculo fracionado em sistemas lineares, enquanto o quarto capítulo aborda o uso do cálculo fracionado em sistemas não lineares. O quinto capítulo discute a utilização do cálculo fracionado na representação do espaço de estado, enquanto o sexto capítulo aborda a aplicação do cálculo fracionado para a identificação de parâmetros e controle adaptativo. O capítulo sete é aprofundado no uso do cálculo fracionário em uma gestão segura, enquanto o capítulo oito explora a relação entre o cálculo fracionado e o aprendizado de máquina.
Il libro sarà utile per i ricercatori e i professionisti che lavorano nel campo dell'ingegneria gestionale e delle sue applicazioni. Il libro è suddiviso in 12 capitoli che riguardano temi quali la definizione di derivati e integrali frazionali, la conversione di Laplas e l'applicazione del calcolo frazionale ai sistemi di controllo. I sistemi e le applicazioni di ordine frazionale dell'ingegneria iniziano con l'introduzione del concetto di calcolo frazionale e il suo sviluppo storico. Vengono poi discusse le basi matematiche del calcolo frazionale, inclusa la definizione dei derivati e degli integrali frazionali, e le loro proprietà. Il libro indaga anche la relazione tra il calcolo frazionale e altre aree della matematica, come le equazioni differenziali e la teoria degli operatori. Il secondo capitolo viene approfondito nella conversione di Laplas e la sua applicazione ai sistemi di ordine frazionale. Questo capitolo fornisce una panoramica della trasformazione di Laplas e del suo valore nell'analisi del sistema di controllo. I seguenti capitoli riguardano l'applicazione del calcolo frazionale a diversi sistemi di gestione, inclusi i sistemi lineari e non lineari. Nel terzo capitolo viene esaminata l'applicazione del calcolo frazionale ai sistemi lineari, mentre nel quarto capitolo viene esaminato l'uso del calcolo frazionale nei sistemi non lineari. Nel quinto capitolo viene discusso l'uso del calcolo frazionale nella visualizzazione dello spazio degli stati, mentre nel sesto capitolo viene esaminata l'applicazione del calcolo frazionale per identificare i parametri e la gestione adattiva. Il capitolo sette si approfondisce sull'uso del calcolo frazionale in una gestione affidabile, mentre il capitolo otto esamina la relazione tra il calcolo frazionale e l'apprendimento automatico.
Das Buch wird Forschern und Praktikern auf dem Gebiet der Regelungstechnik und ihrer Anwendungen nützlich sein. Das Buch ist in 12 Kapitel unterteilt, die Themen wie die Definition von Bruchderivaten und Integralen, die Laplace-Transformation und die Anwendung der Bruchrechnung auf Managementsysteme abdecken. Systeme und Anwendungen der Bruchordnung in der Technik beginnen mit der Einführung des Begriffs der Bruchrechnung und ihrer historischen Entwicklung. Dann werden die mathematischen Grundlagen der Bruchrechnung einschließlich der Definition von Bruchderivaten und Integralen und deren Eigenschaften diskutiert. Das Buch untersucht auch die Beziehung zwischen Bruchrechnung und anderen Bereichen der Mathematik, wie Differentialgleichungen und Operatorentheorie. Das zweite Kapitel befasst sich mit der Laplace-Transformation und ihrer Anwendung auf fraktionierte Ordnungssysteme. Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die Laplace-Transformation und ihre Bedeutung in der Analyse des itsystems. Die folgenden Kapitel befassen sich mit der Anwendung der Bruchrechnung auf verschiedene Steuerungssysteme, einschließlich linearer und nichtlinearer Systeme. Das dritte Kapitel befasst sich mit der Anwendung der Bruchrechnung auf lineare Systeme, während das vierte Kapitel die Verwendung der Bruchrechnung in nichtlinearen Systemen untersucht. Im fünften Kapitel wird die Verwendung der Bruchrechnung bei der Darstellung des Zustandsraums diskutiert, während im sechsten Kapitel die Anwendung der Bruchrechnung zur Parameteridentifikation und adaptiven Steuerung behandelt wird. Kapitel sieben befasst sich mit der Verwendung der Bruchrechnung in der zuverlässigen Verwaltung, während Kapitel acht die Beziehung zwischen Bruchrechnung und maschinellem rnen untersucht.
Książka będzie przydatna dla naukowców i praktyków pracujących w dziedzinie inżynierii zarządzania i jego zastosowań. Książka podzielona jest na 12 rozdziałów, które obejmują takie tematy jak definicja pochodnych i całek frakcyjnych, transformata Laplace'a oraz zastosowanie obliczeń frakcyjnych do systemów sterowania. Systemy i zastosowania ułamkowe w inżynierii zaczynają się od wprowadzenia koncepcji obliczeń frakcyjnych i ich rozwoju historycznego. Następnie omówiono matematyczne podstawy obliczeń frakcyjnych, w tym definicję pochodnych i całek frakcyjnych oraz ich właściwości. Książka bada również relacje między obliczeniami frakcyjnymi a innymi dziedzinami matematyki, takimi jak równania różniczkowe i teoria operatora. Drugi rozdział przechodzi w transformatę Laplace'a i jego zastosowanie w systemach ułamkowych. Rozdział ten zawiera przegląd transformaty Laplace'a i jej znaczenia w analizie systemu sterowania. Poniższe rozdziały obejmują zastosowanie obliczeń frakcyjnych do różnych systemów sterowania, w tym systemów liniowych i nieliniowych. Rozdział trzeci dotyczy zastosowania obliczeń frakcyjnych do układów liniowych, natomiast rozdział czwarty dotyczy stosowania obliczeń frakcyjnych w systemach nieliniowych. Rozdział piąty omawia użycie obliczeń frakcyjnych w reprezentacji przestrzeni państwowej, natomiast rozdział szósty omawia zastosowanie obliczeń frakcyjnych do identyfikacji parametrów i kontroli adaptacyjnej. Rozdział siódmy odkłada się na zastosowanie obliczeń frakcyjnych w niezawodnej kontroli, natomiast rozdział ósmy bada związek między obliczeniami frakcyjnymi a nauką maszynową.
הספר יועיל לחוקרים ולעוסקים בתחום הנדסת הניהול וביישומיו. הספר מחולק ל-12 פרקים, אשר מכסים נושאים כגון הגדרת נגזרות ואינטגרל שברי, התמרת לפלס ויישום של חדו "א שברי לשליטה במערכות. מערכות ויישומים של סדר שברי בהנדסה מתחילים עם הצגת הרעיון של חדו "א שברי והתפתחותו ההיסטורית. היסודות המתמטיים של חשבון דיפרנציאלי שברי, כולל ההגדרה של נגזרות שבריות ואינטגרל, והתכונות שלהם אז נדונות. הספר גם בוחן את הקשר בין חשבון דיפרנציאלי ותחומים אחרים במתמטיקה, כמו משוואות דיפרנציאליות ותורת האופרטורים. הפרק השני מתעמק בהתמרת לפלס וביישום שלו למערכות סדר שבורות. פרק זה מספק סקירה של התמרת לפלס וחשיבותו בניתוח מערכת הבקרה. הפרקים הבאים מכסים את היישום של חדו "א שברי למערכות בקרה שונות, כולל מערכות לינאריות ולא לינאריות. הפרק השלישי עוסק ביישום של חדו ”א שברי למערכות לינאריות, בעוד הפרק הרביעי עוסק בשימוש בחדו” א שברי במערכות לא לינאריות. הפרק החמישי דן בשימוש בחדו ”א שברי לייצוג מרחב המצב, בעוד הפרק השישי דן ביישום של חדו” א שברי לזיהוי פרמטרים ובקרה אדפטיבית. פרק שבע מתעמק בשימוש בחדו ”א שברי בשליטה אמינה, בעוד פרק שמונה בוחן את היחסים בין חדו” א שברי ולימוד מכונה.''
Kitap, yönetim mühendisliği ve uygulamaları alanında çalışan araştırmacılar ve uygulayıcılar için yararlı olacaktır. Kitap, fraksiyonel türevlerin ve integrallerin tanımı, Laplace dönüşümü ve fraksiyonel hesabın kontrol sistemlerine uygulanması gibi konuları kapsayan 12 bölüme ayrılmıştır. Kesirli düzen sistemleri ve mühendislik uygulamaları kesirli kalkülüs kavramının tanıtılması ve tarihsel gelişimi ile başlar. Kesirli türevlerin ve integrallerin tanımı da dahil olmak üzere kesirli hesabın matematiksel temelleri ve özellikleri daha sonra tartışılmıştır. Kitap ayrıca kesirli kalkülüs ile diferansiyel denklemler ve operatör teorisi gibi matematiğin diğer alanları arasındaki ilişkiyi de araştırıyor. İkinci bölüm Laplace dönüşümünü ve kesirli düzen sistemlerine uygulanmasını inceler. Bu bölüm, Laplace dönüşümüne ve kontrol sistemi analizindeki önemine genel bir bakış sunmaktadır. Aşağıdaki bölümler kesirli kalkülüsün doğrusal ve doğrusal olmayan sistemler de dahil olmak üzere çeşitli kontrol sistemlerine uygulanmasını kapsar. Üçüncü bölüm, kesirli kalkülüsün doğrusal sistemlere uygulanması ile ilgilenirken, dördüncü bölüm, doğrusal olmayan sistemlerde kesirli kalkülüsün kullanımı ile ilgilidir. Beşinci bölüm, durum uzayını temsil etmede kesirli hesabın kullanımını tartışırken, altıncı bölüm parametre tanımlaması ve uyarlanabilir kontrol için kesirli hesabın uygulanmasını tartışır. Yedinci bölüm, güvenilir kontrolde kesirli hesabın kullanımını incelerken, sekizinci bölüm kesirli hesap ve makine öğrenimi arasındaki ilişkiyi araştırıyor.
سيكون الكتاب مفيدا للباحثين والممارسين العاملين في مجال الهندسة الإدارية وتطبيقاتها. ينقسم الكتاب إلى 12 فصلاً، والتي تغطي مواضيع مثل تعريف المشتقات والتكاملات الكسرية، وتحويل لابلاس، وتطبيق حساب التفاضل والتكامل الكسري على أنظمة التحكم. تبدأ أنظمة وتطبيقات الترتيب الجزئي في الهندسة بإدخال مفهوم حساب التفاضل والتكامل الجزئي وتطوره التاريخي. ثم تتم مناقشة الأسس الرياضية لحساب التفاضل والتكامل الجزئي، بما في ذلك تعريف المشتقات والتكاملات الجزئية، وخصائصها. يستكشف الكتاب أيضًا العلاقة بين حساب التفاضل والتكامل الجزئي والمجالات الأخرى للرياضيات، مثل المعادلات التفاضلية ونظرية المشغل. يتعمق الفصل الثاني في تحويل لابلاس وتطبيقه على أنظمة الطلبات الجزئية. يقدم هذا الفصل لمحة عامة عن تحويل لابلاس وأهميته في تحليل نظام التحكم. تغطي الفصول التالية تطبيق حساب التفاضل والتكامل الجزئي على أنظمة التحكم المختلفة، بما في ذلك الأنظمة الخطية وغير الخطية. ويتناول الفصل الثالث تطبيق حساب التفاضل والتكامل الجزئي على النظم الخطية، بينما يتناول الفصل الرابع استخدام حساب التفاضل والتكامل الجزئي في النظم غير الخطية. يناقش الفصل الخامس استخدام حساب التفاضل والتكامل الجزئي في تمثيل فضاء الحالة، بينما يناقش الفصل السادس تطبيق حساب التفاضل والتكامل الجزئي لتحديد المعلمات والتحكم التكيفي. يتعمق الفصل السابع في استخدام حساب التفاضل والتكامل الجزئي في التحكم الموثوق، بينما يستكشف الفصل الثامن العلاقة بين حساب التفاضل والتكامل الجزئي والتعلم الآلي.
이 책은 관리 엔지니어링 및 응용 분야에서 일하는 연구원 및 실무자에게 유용합니다. 이 책은 12 개의 챕터로 나뉘며, 여기에는 분수 도함수 및 적분의 정의, 라플라스 변환 및 분수 미적분학을 제어 시스템에 적용하는 것과 같은 주제가 포함됩니다. 엔지니어링의 분수 순서 시스템 및 응용 프로그램은 분수 미적분학 개념과 역사적 개발의 도입으로 시작됩니다. 분수 유도체 및 적분의 정의를 포함하여 분수 미적분학의 수학적 기초와 그 특성에 대해 논의합니다. 이 책은 또한 분수 미적분학과 미분 방정식 및 연산자 이론과 같은 다른 수학 영역 사이의 관계를 탐구합니다. 두 번째 장은 Laplace 변환과 분수 순서 시스템에 적용됩니다. 이 장은 Laplace 변환과 제어 시스템 분석에서의 중요성에 대한 개요를 제공합니다. 다음 장에서는 선형 및 비선형 시스템을 포함한 다양한 제어 시스템에 분수 미적분학을 적용하는 것을 다룹니다. 세 번째 장은 선형 시스템에 분수 미적분학을 적용하는 반면, 네 번째 장은 비선형 시스템에서 분수 미적분학을 사용하는 것을 다룹니다. 다섯 번째 장은 상태 공간을 나타내는 데 분수 미적분학의 사용에 대해 설명하고, 여섯 번째 장은 매개 변수 식별 및 적응 제어를위한 분수 미적분학의 적용에 대해 설명합니다. 7 장은 신뢰할 수있는 제어에서 분수 미적분학의 사용을 탐구하는 반면, 8 장에서는 분수 미적분학과 기계 학습의 관계를 탐구합니다.
本書は、マネジメントエンジニアリングとそのアプリケーションの分野で働く研究者や実務家に役立ちます。この本は12章に分かれており、小数微分と積分の定義、ラプラス変換、制御系への小数微積分の適用などのトピックをカバーしている。エンジニアリングにおけるフラクショナル・オーダー・システムとアプリケーションは、フラクショナル計算の概念の導入とその歴史的発展から始まります。次に、分数微分と積分の定義を含む分数計算の数学的基礎とその性質について議論する。この本はまた、微分方程式や演算子理論のような数式計算と数学の他の領域との関係についても探求している。第2章では、ラプラス変換とフラクショナルオーダーシステムへの適用について詳しく説明します。この章では、ラプラス変換の概要と制御システム解析における重要性について説明します。次の章では、線形系と非線形系を含む様々な制御系へのフラクショナル微積分の適用について説明します。第3章では、線形系へのフラクショナル微分の応用、第4章では非線形系へのフラクショナル微分の応用を扱っている。第5章では、状態空間を表すためのフラクショナル計算の使用について、第6章ではパラメータ同定と適応制御のためのフラクショナル計算の適用について説明します。第7章では、信頼性の高い制御におけるフラクショナル微分の使用について考察し、第8章ではフラクショナル微分と機械学習の関係について考察します。
本書將對從事管理工程及其應用的研究人員和從業人員有用。該書分為12章,涵蓋了諸如分數導數的定義和積分,拉普拉斯變換以及分數微積分在控制系統中的應用等主題。工程中分數階的系統和應用從引入分數微積分的概念及其歷史發展開始。然後討論了分數微積分的數學基礎,包括分數導數和積分的定義及其性質。該書還探討了分數微積分與其他數學領域(例如微分方程和算子理論)之間的關系。第二章深入探討了拉普拉斯變換及其在分數階系統中的應用。本章概述了拉普拉斯變換及其在控制系統分析中的意義。以下章節涉及將分數演算應用於各種控制系統,包括線性和非線性系統。第三章論述了分數演算在線性系統中的應用,第四章論述了分數演算在非線性系統中的應用。第五章討論了分數演算在狀態空間表示中的使用,而第六章則討論了分數演算在參數識別和自適應控制中的應用。第七章深入探討了分數微積分在可靠控制中的應用,第八章探討了分數微積分與機器學習之間的關系。
