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离散时滞混沌系统稳定性分析中的不确定性量化。 (英语) Zbl 1442.34118号

摘要:在许多现实世界的物理和生物系统中,时间延迟是普遍存在的。它通常会产生丰富的动力学行为,从非周期到混沌。对于过程控制而言,这种动态行为的稳定性非常重要。虽然确定性条件下的稳定性分析已被广泛研究,但解决不确定性下稳定性问题的工作并不多。然而,在复杂系统研究中,建模或参数估计中的不确定性是不可避免的。即使对于高保真模型,与确定性研究相比,输入参数的不确定性也可能导致不同的行为。当系统处于或接近分岔点时尤其如此。为此,我们研究了广义多项式混沌(GPC),以量化不确定参数对时滞系统稳定性的影响。我们的研究表明,与确定性分析相比,时滞系统中的不确定性量化为系统稳定性提供了更丰富的信息。与健壮但耗时的蒙特卡罗或拉丁超立方体采样方法相比,GPC方法实现了相同的精度,但只需要很少的计算开销。

理学硕士:

34千克23 泛函微分方程解的复杂(混沌)行为
34K50美元 随机泛函微分方程
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 只是,W。;佩尔斯特,A。;Schanz,M。;Schöll,E.,《延迟复杂系统:概述》,Philos Trans R Soc,368303-304(2010)·Zbl 1181.34003号
[2] 拉克希曼南,M。;Senthilkumar,D.V.,非线性时滞系统动力学(2011),Springer Science&Business Media
[3] J.Pittner。;Simaan,M.A.,《串联冷金属轧机控制:使用实用先进方法》(2010年),施普林格科学与商业媒体
[4] 李,J。;Kuang,Y。;Li,B.,带时滞的IVGTT葡萄糖-胰岛素相互作用模型分析,离散连续动态系统Ser B,1,1,103-124(2001)·Zbl 1006.92015号
[5] 铃木,Y。;卢,M。;本·雅各布,E。;Onuchic,J.N.,具有时间延迟的简单基因元件中的周期、准周期和混沌动力学,科学代表,621037(2016)
[6] Boccaletti,S.,《复杂系统的同步动力学》,专著《Ser非线性科学复杂性》,6,1-239(2008)·Zbl 1191.37001号
[7] Yi,S。;Nelson,P。;Ulsoy,A.,通过矩阵Lambert(W\)函数和分叉分析的延迟微分方程:在机床颤振中的应用,Math Biosci Eng,4,2355(2007)·Zbl 1131.34056号
[8] Insperger,T。;Stépán,G.,时滞系统的半离散化:稳定性和工程应用,178(2011),Springer Science&Business Media·Zbl 1245.93004号
[9] Vyasarayani,C.P.,《时滞微分方程稳定性的Galerkin逼近》,《计算非线性动力学杂志》,10(2015),061008-1
[10] Cheng,C。;Bukkapatnam,S.T.S。;拉夫·L·M。;哈根,M。;Komanduri,R.,使用非线性动力学预测对碳纳米管成核和生长进行蒙特卡罗模拟,《化学物理快报》,530,81-85(2012)
[11] 拉尔夫·史密斯。,不确定性量化:理论、实施和应用(2014),SIAM·Zbl 1284.65019号
[12] Sheikholeslami,R。;Razavi,S.,《渐进拉丁超立方体采样:基于稳健采样的环境模型分析的有效方法》,环境模型软件,93,109-126(2017)
[13] MacCalman,医学博士。;维埃拉,H。;Lucas,T.,探索随机模拟的二阶近正交拉丁超立方体,J Simul,11,2,137-150(2017)
[14] 德彪谢,B.J。;Najm,H.N。;佩贝,P.P。;O.M.科尼奥。;Ghanem,R.G。;Le Maítre,O.P.,随机过程多项式混沌表示法使用中的数值挑战,Soc Ind Appl Math J Sci Compute,26,2,698-719(2004)·Zbl 1072.60042号
[15] Rezaei,H。;郑,S.-M。;Rassias,T.M.,拉普拉斯变换和线性微分方程的Hyers-Ulam稳定性,数学分析应用杂志,403,1,244-251(2013)·Zbl 1286.34077号
[16] 克拉克,F.H。;Ledyaev,Y.S。;Stern,R.J.,渐近稳定性与光滑Lyapunov函数,微分方程J,149,1,69-114(1998)·Zbl 0907.34013号
[17] 科科托维奇,P。;香港哈利勒。;O'Reilly,J.,奇异摄动方法控制:分析和设计(1999),工业和应用数学学会·Zbl 0989.93001号
[18] 布里托,P.B。;法比奥,M.F。;St.Aubyn,A.G.,时滞微分方程解的Lambert函数,数值函数分析优化,32,11,1116-1126(2011)·兹比尔1251.34079
[19] 黄,C。;Cheng,Y.C.,关于Lambert(W)函数在时滞系统稳定性分析中的应用的注记,Automatica,41,111979-1985(2005)·Zbl 1125.93440号
[20] 贝利,P.V。;哈雷,J.E。;曼恩,B.P。;Davies,M.A.,通过时间有限元分析中断切割的稳定性,《制造科学与工程杂志》,125,2,220-225(2003)
[21] Stein,M.,使用拉丁超立方体采样的模拟大样本特性,技术计量学,29,2,143-151(1987)·Zbl 0627.62010号
[22] 秀,D。;Karniadakis,G.E.,通过广义多项式混沌建模流动模拟中的不确定性,《计算物理杂志》,187,1137-167(2003)·Zbl 1047.76111号
[23] 秀,D。;Karniadakis,G.E.,随机微分方程的Wiener-Askey多项式混沌,Soc Ind应用数学科学计算杂志,24,2,619-644(2002)·Zbl 1014.65004号
[24] Rajan,A。;匡,Y.C。;Ooi,M.P.-L。;Demidenko,S.N.,《测量中扩展不确定度估计的矩和最大熵法》(2017 IEEE国际仪器和测量技术会议(I2MTC)(2017)),1-6
[25] Latchman,D.,基因调控(2007),Taylor&Francis
[26] 阿隆,U。,《网络主题:理论和实验方法》,《Nat Rev Genet》,第8、6、450页(2007年)
[27] Cheng,C。;Wang,Z。;Hung,W。;Bukkapatnam,S.T.S。;Komanduri,R.,《超精密加工过程动力学和表面质量监测》,《Procedia Manuf》,第1607-618页(2015年)
[28] Khasawneh,F.A。;曼恩,B.P。;Insperger,T。;Stépán,G.,《通过分布式力和连续延迟模型提高低速转弯稳定性》,《计算非线性动力学杂志》,4,4,第041003页,(2009)
[29] Kan,C。;Cheng,C。;Yang,H.,超精密加工过程动态瞬态的非均匀重复监测,《制造系统杂志》,41,C,178-187(2016)
[30] 萨伏诺夫,洛杉矶。;托默,E。;斯特里金,V.V。;阿什肯纳西,Y。;Havlin,S.,《模拟道路交通的延迟微分方程系统中的多重分形混沌吸引子》,Chaos,12,4,1006-1014(2002)·Zbl 1080.34564号
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