×

非齐次初始条件下端口哈密顿系统的近似有限时间Gramian降阶。 (英语) Zbl 1510.93057号

摘要:基于近似有限时间Gramian方法,研究了具有非齐次初始条件的端口哈密顿系统的模型降阶方法。有限时间区间\([T_1,T_2]\)\((0\leq T_1<T_2<infty)\)上的近似可控制性和可观察性Gramian可以由移位的Legendre多项式得到,并且降端口Hamiltonian系统由主本征空间的并集构造。由于端口哈密顿系统是平方的,因此时间间隔([T_1,T_2])上的交叉格拉姆量也可以使用移位勒让德多项式进行近似。然后,对近似有限时间交叉Gramian进行截断奇异值分解,得到投影矩阵。最后,通过两个数值例子验证了所提方法。

MSC公司:

93B11号机组 系统结构简化
65页第10页 含辛积分器哈密顿系统的数值方法
93二氧化碳 控制理论中的线性系统

软件:

算法432
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 江永乐,《模型降阶方法》(2010),科学出版社:北京科学出版社
[2] Ibrir,S。;Bettayeb,M.,一类离散非线性系统的模型降阶,应用。数学。计算。,250, 78-93 (2015) ·Zbl 1328.93069号
[3] Grimme,E.,模型简化的Krylov投影方法(1997),伊利诺伊大学香槟分校:伊利诺伊州香槟分校,博士论文
[4] Bistritz,Y。;Langholz,G.,通过切比雪夫多项式技术进行模型简化,IEEE Trans。自动。控制,24,5,741-747(1979)·Zbl 0437.93016号
[5] Moore,B.,《线性系统的主成分分析:可控性、可观测性和模型简化》,IEEE Trans。自动。控制,26,1,17-32(1981)·Zbl 0464.93022号
[6] Daraghmeh,A。;Qatanani,北卡罗来纳州。;Hartmann,C.,平衡降阶模型线性系统的最优控制:扰动近似,应用。数学。计算。,337, 119-136 (2018) ·Zbl 1427.93078号
[7] 安托拉斯,A.C。;比蒂,C。;Gugercin,S.,模型简化的插值方法(2020年),SIAM:SIAM Philadelphia·Zbl 1159.93318号
[8] 古吉丁,S。;安托拉斯,A.C。;Beattie,C.,大型线性动力系统的(H{}_2)模型简化,SIAM J.矩阵分析。申请。,30, 2, 609-638 (2008) ·Zbl 1159.93318号
[9] van der Schaft,A.J.,L({}_2)-非线性控制中的增益和无源性技术(1999),施普林格出版社:柏林
[10] 奥尔特加,R。;范德沙夫特,A.J。;Maschke,B。;Escobar,G.,端口控制哈密顿系统的互连和阻尼分配无源控制,Automatica,38,4,585-596(2002)·Zbl 1009.93063号
[11] 西班牙马德里·Zbl 1108.93012号
[12] van der Schaft,A.J。;Maschke,B.M.,图上的Port-Hamiltonian系统,SIAM J.控制优化。,51, 2, 906-937 (2013) ·Zbl 1268.05099号
[13] Breedweld,P.,机电系统基于端口的建模,数学。计算。模拟。,66, 2, 99-128 (2004) ·Zbl 1066.70520号
[14] Breedveld,P.,《基于端口的动态系统建模》(Duindam,V.;Macchelli,A.;Stramigioli,S.;Bruyninckx,H.,《复杂物理系统的建模与控制》(2009),施普林格:施普林格-柏林),1-52·Zbl 1179.93007号
[15] 波利加,R.V。;van der Schaft,A.J.,端口哈密顿系统结构保持模型简化的作用力和流量约束简化方法,系统。对照Lett。,61, 3, 412-421 (2012) ·Zbl 1250.93019号
[16] 波利加,R.V。;Van Der Schaft,A.J.,通过无穷远处的矩匹配对端口哈密顿系统进行结构保持模型简化,Automatica,46,4,665-672(2010)·Zbl 1193.93085号
[17] Afkham,B.M。;Hesthaven,J.S.,参数哈密顿系统的保结构模型约简,SIAM J.Sci。计算。,39、6、A2616-A2644(2017)·兹比尔1379.78019
[18] Maboudi Afkham,B。;Hesthaven,J.S.,耗散哈密顿系统的结构保持模型还原,科学杂志。计算。,81, 1, 3-21 (2019) ·Zbl 1433.37074号
[19] Chaturantabut,S。;比蒂,C。;Gugercin,S.,非线性端口哈密顿系统的结构保持模型简化,SIAM J.Sci。计算。,38、5、B837-B865(2016)·Zbl 1376.37120号
[20] 艾格,H。;库格勒,T。;Liljegren-Sailer,B。;北卡罗来纳州马尔海内克。;Mehrmann,V.,《关于传输网络中阻尼波传播的保结构模型简化》,SIAM J.Sci。计算。,40、1、A331-A365(2018)·Zbl 1383.65110号
[21] 古吉丁,S。;波利加,R.V。;比蒂,C。;Van Der Schaft,A.J.,用于端口哈密顿系统模型简化的保结构切向插值,Automatica,48,9,1963-1974(2012)·Zbl 1257.93021号
[22] 佐藤,K。;Sato,H.,基于黎曼信任域方法的结构保持(H{}^2)最优模型约简,IEEE Trans。自动。控制,63,2,505-512(2018)·Zbl 1390.93190号
[23] 舒尔茨,P。;Unger,B.,低秩切换线性系统的模型降阶,SIAM J.控制优化。,56, 6, 4365-4384 (2018) ·Zbl 1403.93058号
[24] Hauschild,S.A。;北卡罗来纳州马尔海内克。;Mehrmann,V.,线性常系数端口哈密顿微分代数系统的模型简化技术,控制网络。,48, 1, 125-152 (2019) ·Zbl 1453.93033号
[25] 本纳,P。;戈亚尔,P。;Van Dooren,P.,从频率响应数据识别端口哈密顿系统,系统。对照Lett。,143, 104741 (2020) ·Zbl 1451.93063号
[26] Schwerdtner,P。;Voigt,M.,通过参数优化实现结构保持模型降阶,arXiv电子版,arXiv:2011.07567(2020)
[27] 佐勒菲卡尔,美国。;伊姆兰,M。;加富尔,A。;Liaqat,M.,《时间/频率限制的正实时截断平衡实现》,IMA J.数学。控制信息,37,1,64-81(2020)·Zbl 1436.93027号
[28] 戈亚尔,P。;Redmann,M.,时间限制的(H{}_2)-最优模型降阶,应用。数学。计算。,355, 184-197 (2019) ·Zbl 1428.93029号
[29] 海德尔,S。;Ghafoor,A。;伊姆兰,M。;Malik,F.M.,二阶形式系统基于时间限制的gramian模型降阶,Trans。仪器测量。控制,41,8,2310-2318(2019)
[30] 加沃隆斯基,W。;Juang,J.N.,有限时间和频率间隔内的模型简化,国际期刊系统。科学。,21, 2, 349-376 (1990) ·Zbl 0692.93007号
[31] Jazlan,A。;Sreeram,V。;Togneri,R.,基于Cross-Gramian的时间间隔模型简化,2015年第五届澳大利亚控制会议(AUCC),274-276(2015),IEEE
[32] 肖振华。;蒋永乐(Jiang,Y.L.)。;Qi,Z.Z.,通过移位勒让德多项式实现线性系统的有限时间平衡截断,系统。对照Lett。,126, 48-57 (2019) ·Zbl 1425.93067号
[33] 沈杰。;Lam,J.,具有非均匀初始条件的离散正系统的(H{}_\infty)模型降阶,国际鲁棒非线性控制,25,1,88-102(2015)·Zbl 1305.93044号
[34] Heinkenschloss,M。;Reis,T。;Antoulas,A.C.,具有非均匀初始条件的系统的平衡截断模型简化,Automatica,47,3,559-564(2011)·Zbl 1216.93018号
[35] Daraghmeh,A。;哈特曼,C。;Qatanani,N.,具有非零初始条件的线性系统的平衡模型简化:奇异摄动近似,应用。数学。计算。,353, 295-307 (2019) ·Zbl 1428.93026号
[36] 施罗德,C。;Voigt,M.,具有先验误差界的非零初值LTI系统的平衡截断模型约简,arXiv e-print,arXiv:2006.02495(2020)
[37] 比蒂,C。;古吉丁,S。;Mehrmann,V.,非均匀初始条件系统的模型简化,系统。对照Lett。,99, 99-106 (2017) ·Zbl 1353.93019号
[38] 贝蒂,C。;梅尔曼,V。;Xu,H。;Zwart,H.,线性端口-哈密顿描述符系统,数学。控制信号系统。,30, 17, 1-27 (2017) ·Zbl 1401.37070号
[39] 布罗格里亚托,B。;罗扎诺,R。;Maschke,B。;Egeland,O.,《耗散系统分析与控制:理论与应用》(2001),Springer-Verlag:Springer-Verlag London
[40] Spiegel,M.R.,《傅里叶分析的理论和问题》,Schaum’s Outline Series(1974),McGraw-Hill Inc.:McGraw-Hill Inc.纽约
[41] 古吉丁,S。;Antoulas,A.,《限时平衡约简法》,第42届IEEE国际决策与控制会议,第5卷,5250-5253(2003),IEEE
[42] Simoncini,V.,线性矩阵方程的计算方法,SIAM Rev.,58,3,377-441(2016)·Zbl 1386.65124号
[43] 安,L。;Wachspress,E.L.,通过交替方向隐式迭代求解Lyapunov方程,计算。数学。申请。,21, 9, 43-58 (1991) ·Zbl 0724.65041号
[44] Bartels,R.H。;Stewart,G.W.,矩阵方程的解(A X+X B=C):算法432,Commun。美国医学会,15,9,820-826(1972)·Zbl 1372.65121号
[45] Golub,G.H。;纳什,S。;Van Loan,C.,问题的Hessenberg-Schur方法(A X+X B=C),IEEE Trans。自动。控制,24,6909-913(1979)·Zbl 0421.65022号
[46] Rebecca,L.J。;Jacob,W.,Lyapunov方程的低阶解,SIAM J.矩阵分析。申请。,24, 1, 260-280 (2002) ·Zbl 1016.65024号
[47] Xiang,S.H.,关于正交多项式展开式和高斯型求积的误差界,SIAM J.Numer。分析。,50, 3, 1240-1263 (2012) ·Zbl 1263.65027号
[48] 达夫,I.S。;埃里斯曼,A.M。;Reid,J.K.,《稀疏矩阵的直接方法》(2017),牛津大学出版社:牛津大学出版社伦敦·Zbl 1364.65067号
[49] 费尔南多,K。;Nicholson,H.,《关于SISO系统的平衡表示和其他主要表示的结构》,IEEE Trans。自动。控制,28,2,228-231(1983)·Zbl 0507.93021号
[50] 希佩,C。;Ohlberger,M.,基于Cross-Gramian的大规模控制系统的组合状态和参数约简,数学。问题。工程,2014年,第843869条,pp.(2014)·Zbl 1407.93079号
[51] Himpe,C。;Ohlberger,M.,关于非对称系统交叉Gramian的注记,系统。科学。控制工程,4,1,199-208(2016)
[52] Shishkin,S.L。;Shalaginov,A。;Bopardikar,S.D.,快速近似截断SVD,Numer。线性代数。申请。,26、4、e2246(2019)·Zbl 1449.65082号
[53] Golub,G.H。;Van Loan,C.,《矩阵计算》(2013),约翰霍普金斯大学出版社:约翰霍普金大学出版社巴尔的摩·Zbl 1268.65037号
[54] 罗西,T。;Toivanen,J.,具有任意维可分离矩阵的块三对角系统的并行快速直接求解器,SIAM J.Sci。计算。,20, 5, 1778-1793 (1999) ·Zbl 0931.65020号
[55] Gutknecht,M.H.,《多右手边线性系统的Block Krylov空间方法:导论》,现实世界系统的现代数学模型、方法和算法,420-447(2007),阿纳玛亚出版社:阿纳玛雅出版社新德里
[56] Soodhalter,K.M。;de Sturler,E。;Kilmer,M.,《子空间循环迭代方法的调查》,GAMM-Mitteilungen,43,e2020年,2016(2020)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。