دانلود مقاله ISI انگلیسی شماره 94058
ترجمه فارسی عنوان مقاله

مشکلات برآورد برای سیستم های دینامیکی غیر خطی نامشخص با محدودیت های حالت بیضوی

عنوان انگلیسی
Estimation problems for uncertain nonlinear dynamical systems with ellipsoidal state constraints
کد مقاله سال انتشار تعداد صفحات مقاله انگلیسی
94058 2017 6 صفحه PDF
منبع

Publisher : Elsevier - Science Direct (الزویر - ساینس دایرکت)

Journal : Procedia Engineering, Volume 199, 2017, Pages 607-612

ترجمه کلمات کلیدی
سیستم های کنترل غیرخطی برآورد در نااطمینانی، مجموعه های قابل دسترس محاسبات بیضوی
کلمات کلیدی انگلیسی
Nonlinear control systems; estimation under uncertainty; reachable sets; ellipsoidal calculus;
ترجمه چکیده
این مقاله با مشکلات برآورد شده برای سیستم های دینامیکی غیر خطی نامشخص در مورد زمانی که یک توصیف احتمالی صدا و خطا در دسترس نیست، اما تنها محدودیت های آنها شناخته شده است. چنین مدلهایی در بسیاری از زمینههای کاربردی یافت میشوند از مسائل مهندسی از فیزیک به اقتصاد و نیز مدلسازی بیولوژیکی و اکولوژیکی زمانی که اتفاق میافتد که ماهیت تصادفی خطاها به علت دادههای محدود یا به دلیل پیچیدگی و غیر خطی بودن مدل مشکوک است. به عنوان جایگزین برای توصیف تصادفی، یک روش به اصطلاح مجموعه عضویت در دهه های گذشته پیشنهاد و شدیدا توسعه یافته است. راه حل بسیاری از مشکلات کنترل و برآورد در عدم قطعیت شامل ایجاد مجموعه های قابل دسترس و آنالوگ های آنها می شود. برای مدل های با پویایی خطی تحت چنین عدم قطعیت عضویت مجموعه ای، روش های سازنده متعددی وجود دارد که می توانند برآوردهای موثر مجموعه های قابل دستیابی را بیابند. مسلما مشکلات بتنی در اغلب پارامترهای غیر خطی هستند و مجموعه ای از حالت های سیستم امکان پذیر است که معمولا غیر محدب و یا حتی غیر وابسته است. مسئله کلیدی در برآورد عضویت در مجموعه غیرخطی، یافتن تکنیک های مناسب است که مرزهای مربوط به مجموعه ای از سیستم های ناشناخته سیستم را تولید می کند بدون آن که نیاز به محاسبات زیاد باشد. در اینجا، مسئله برآورد مجموعه های قابل دستیابی سیستم های کنترل دینامیکی غیر خطی با غیر خطی ترکیبی بیلیاری و درجه دوم و عدم قطعیت در حالت های اولیه مورد بررسی قرار می گیرد. با استفاده از نتایج تئوری لوله های مسیریابی سیستم های کنترل و تکنیک های مربوط به آن از تئوری های گسسته دیفرانسیل، روشی ارائه می شود که می تواند برآوردهای برش های بیضوی بالایی مجموعه های قابل دسترسی را پیدا کند. نتیجه اصلی اصلی این است که به دست آوردن برآوردهای بیضوی برای مجموعه های قابل دستیابی از سیستم دینامیکی غیر خطی با محدودیت حالت اضافی از نوع بیضوی. الگوریتم های عددی مرتبط، مثال ها و نتایج شبیه سازی کامپیوتری گنجانده شده است.
پیش نمایش مقاله
پیش نمایش مقاله  مشکلات برآورد برای سیستم های دینامیکی غیر خطی نامشخص با محدودیت های حالت بیضوی

چکیده انگلیسی

The paper deals with the estimation problems for uncertain nonlinear dynamical systems in the case when a probabilistic description of noise and errors is not available, but only bounds on them known. Such models are found in many applied areas ranged from engineering problems from physics to economics as well as to biological and ecological modeling when it occurs that a stochastic nature of the errors is questionable because of limited data or because of complexity and nonlinearity of the model. As alternative to a stochastic characterization, a so-called set-membership approach has been proposed and intensively developed in the last decades. The solution of many control and estimation problems under uncertainty involves constructing reachable sets and their analogs. For models with linear dynamics under such set-membership uncertainty, there are several constructive approaches, which allow finding effective estimates of reachable sets. Certainly, concrete problems are mostly nonlinear in their parameters and the set of feasible system states is usually non-convex or even non-connected. The key issue in nonlinear set-membership estimation is to find suitable techniques, which produce related bounds for the set of unknown system states without being too computationally demanding. Here the problem of estimating reachable sets of nonlinear dynamical control systems with combined bilinear and quadratic nonlinearity and with uncertainty in initial states is studied. Applying results of the theory of trajectory tubes of control systems and related techniques of differential inclusions theory we present approaches that allow finding the upper ellipsoidal estimates of reachable sets. The main new result consists in obtaining ellipsoidal estimates for reachable sets of nonlinear dynamical system with additional state constraint of ellipsoidal type. Related numerical algorithms, examples and results of computer simulations are included.