对一类两时间尺度系统进行近似的汉密尔顿 - 雅各比可达性分析,并应用于生物模型
Dylan Hirsch1, Sylvia Herbert1
1Department of Mechanical and Aerospace Engineering, University of California at San Diego, 9500 Gilman Drive MC 0411, La Jolla, CA 92093.
对于复杂的系统来说,汉密尔顿 - 雅各比可访问性 (HJR) 计算具有挑战性. 本研究确定了一个有效的模型缩减的系统类别,改善对安全关键系统的控制,特别是在生物应用中.
科学领域:
- 控制理论 控制理论
- 动态系统 动态系统
- 计算数学 计算数学 计算数学
背景情况:
- 汉密尔顿-雅各比可达性 (HJR) 对于控制非线性,不确定的系统至关重要.
- 维度的诅咒显著限制了HJR的可扩展性.
- 单一扰动方法为多时间尺度系统提供模型缩小,但很难在HJR的差异性游戏环境中应用.
研究的目的:
- 在复杂系统中解决HJR的计算挑战.
- 开发一种方法来减少由HJR.分析的系统的维度.
- 在HJR框架内确定一个特定类型的系统可接受模型缩减.
主要方法:
- 利用现有关于异常扰乱微分游戏的研究.
- 确定一类系统,其中单一扰动方法可以有效地应用于HJR.
- 将已识别的系统属性与关键HJR量联系起来.
主要成果:
- 确定了一种减少HJR系统维度的方法.
- 这种方法促进了对HJR的单一扰动技术的应用.
- 该方法的实用性在生物系统示例上得到证明.
结论:
- 开发的方法增强了HJR对复杂的多时间尺度系统的适用性.
- 这项工作为克服HJR的维度诅咒提供了一条途径.
- 这些发现特别适用于生物系统中的控制问题.
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