کنترل پیش بین مبتنی برمدل و کاربرد آن در مهندسی پزشکی

کتاب کنترل پیش بین مبتنی برمدل و کاربرد آن در مهندسی پزشکی تالیف دکتر فرزاد توحیدخواه و دکتر گلناز بغدادی توسط انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر به چاپ رسیده است. از آنجایی که کنترل جزئی جدایی ناپذیر از سیستم‌های طبیعی و یا ساخته دست انسان است، توسعه و بهبود الگوریتم‌های کنترل به منظور به کارگیری آنها برای فرایندها و دستگاه‌هایی با ویژگی‌های مختلف، همواره مورد توجه محققین بوده است. در کتاب حاضر علاوه بر ارائه مبانی نظری و الگوریتم‌های مطرح، کاربردهایی از روش کنترل پیش بین در حوزه مهندسی پزشکی نیز آورده شده است. به این ترتیب این کتاب به عنوان ابزاری جهت پر نمودن فاصله بین تئوری‌های مهندسی مطرح در صنعت و دانش موجود از سیستم‌های زیستی نیز قابل ارائه است.

کتاب کتاب کنترل پیش بین مبتنی بر مدل و کاربرد آن در مهندسی پزشکی به بررسی جامع کنترل پیش‌بین مبتنی بر مدل (Model Predictive Control) و کاربردهای آن در مهندسی پزشکی می‌پردازد. 

اثر حاضر تلاش دارد پلی میان تئوری‌های مهندسی کنترل و نیازهای عملی سیستم‌های زیستی برقرار کند. کتاب در سه بخش اصلی تنظیم شده است: بخش نخست به مرور مفاهیم پایه کنترل کلاسیک، مدرن و بهینه اختصاص دارد تا پیش‌نیازهای لازم برای درک کنترل پیش‌بین را فراهم کند. بخش دوم به معرفی الگوریتم‌ها و روش‌های مختلف کنترل پیش‌بین مبتنی بر مدل می‌پردازد و بخش سوم به توسعه و کاربردهای نوین این روش در سیستم‌های غیرخطی، هوشمند، وقایع گسسته و سیستم‌های با مرتبه کسری اختصاص یافته است.

 کتاب کتاب کنترل پیش بین مبتنی بر مدل و کاربرد آن در مهندسی پزشکی در کنار مباحث نظری، مثال‌ها و کاربردهای متعددی در حوزه‌ی مهندسی پزشکی ارائه می‌دهد تا خواننده با چالش‌ها و راهکارهای عملی در این حوزه آشنا شود. فرزاد توحیدخواه و گلناز بغدادی پیوستی الکترونیک به کتاب افروده‌اند که شامل کدهای پیاده‌سازی الگوریتم‌ها و اطلاعات تکمیلی است و دسترسی به آن از طریق لینک ارائه‌شده در کتاب ممکن است.

کتاب ابتدا با مرور مفاهیم پایه‌ای مانند سیستم‌های مدار باز/بسته، کنترل PID و شاخص‌های عملکرد آغاز می‌شود. سپس به کنترل مدرن و کنترل بهینه می‌پردازد.

بخش اصلی کتاب روی کنترل پیش‌بین (MPC) تمرکز دارد و موضوعاتی چون طراحی الگوریتم‌ها، اعمال قیود، توابع لاگر و کاربرد آن در سیستم‌های غیرخطی، چندمتغیره (MIMO) و مرتبه کسری را پوشش می‌دهد. 

از ویژگی‌های برجسته این اثر، پیاده‌سازی عملی این روش‌ها در مهندسی پزشکی (مانند کنترل عمق بیهوشی و حرکت بیماران فلج) است. در نهایت، کتاب با بررسی روش‌های هوشمند نظیر شبکه‌های عصبی، منطق فازی و ساختارهای ترکیبی به پایان می‌رسد.