Μοντελοποίηση, Σχεδιασμός και Ανάλυση Κυβερνοφυσικών Συστημάτων

• Κύριοι συγγραφείς: Κωνσταντόπουλος, Γεώργιος, Konstantopoulos, Georgios
• Μορφή: 1
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2022
• Θέματα: Κυβερνοφυσικά συστήματα; Δυναμικά συστήματα; Διακριτά Συστήματα; Δικτυωμένα Συστήματα; Υβριδικά συστήματα; Ενσωματωμένα συστήματα; Έλεγχος; Αλγεβρική θεωρία γράφων; Μικροϋπολογιστές; Cyber-Physical Systems; Dynamic systems; Discrete systems; Networked systems; Hybrid systems; Embedded systems; Control; Algebraic graph theory; Microcomputers

Το Κυβερνοφυσικό Σύστημα (Cyber-Physical System – CPS) αποτελείται από πολλαπλές υπολογιστικές συσκευές οι οποίες επικοινωνούν μεταξύ τους και με τον φυσικό κόσμο μέσω αισθητήρων και ενεργοποιητών σε μια μορφή κλειστού βρόχου. Σκοπός του συγγράμματος είναι να περιγράψει την έννοια του κυβερνοφυσικού συστήματος εστιάζοντας στη μοντελοποίηση, στον σχεδιασμό και στην ανάλυση σύγχρονων συστημάτων ως κυβερνοφυσικών συστημάτων. Περιλαμβάνει αρκετά παραδείγματα τέτοιων συστημάτων από τις περιοχές της ρομποτικής, των δικτύων αισθητήρων και των έξυπνων δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας για την κατανόηση της έννοιας του κυβερνοφυσικού συστήματος. Αρχικά, αναλύονται τα δυναμικά συστήματα συνεχούς χρόνου, ο σχεδιασμός ελέγχου και οι μέθοδοι ανάλυσης ευστάθειας για τη μοντελοποίηση του φυσικού επιπέδου και την αλληλεπίδρασή του με το cyber επίπεδο. Στη συνέχεια, παρουσιάζεται η έννοια των δικτυωμένων συστημάτων και γίνεται η ανάλυσή τους με χρήση θεωρίας πινάκων και αλγεβρικής θεωρίας γράφων. Έπειτα, ακολουθεί η περιγραφή των διακριτών συστημάτων με χρήση μηχανών κατάστασης (μηχανές πεπερασμένης κατάστασης, εκτεταμένης κατάστασης, μη ντετερμινιστικές μηχανές), τα οποία συνδυάζονται με τα δυναμικά συστήματα συνεχούς χρόνου για τον σχεδιασμό υβριδικών συστημάτων που αποτελούνται από μια σύνθεση συνεχών και διακριτών δυναμικών, όπως εμφανίζονται στα κυβερνοφυσικά συστήματα. Τέλος, καθώς για τον σχεδιασμό των κυβερνοφυσικών συστημάτων απαιτείται η κατάλληλη επιλογή των συσκευών που είναι απαραίτητες για την αλληλεπίδραση του φυσικού και του cyber επιπέδου, το σύγγραμμα περιλαμβάνει επίσης με συντομία τις βασικές επιμέρους δομικές μονάδες που χρησιμοποιούνται για τον σχεδιασμό ενός κυβερνοφυσικού συστήματος (αισθητήρες, ενεργοποιητές, ενσωματωμένοι μικροεπεξεργαστές, αρχιτεκτονική μνήμης και μονάδες εισόδου/εξόδου).