System-theoretic model reduction for nonlinear systems
Systeemtheoretische modelreductie voor niet-lineaire systemen
Complexiteitsreductie en gereduceerde-orde modellering van dynamische systemen behoren tot de fundamentele en geliefde onderzoeksthema's binnen de systeem- en regeltechniekgemeenschap. Het is geen geheim dat de cruciale behoefte aan modelreductie voortkomt uit praktische toepassingen, vanwege de vraag naar snellere simulaties, vereenvoudigde analyses en goedkoper regelontwerp. Desalniettemin is systeemtheoretische garantie een van de belangrijke facetten van het modelreductieparadigma.
In zijn proefschrift beschouwt Arijit Sarkar verschillende structurele eigenschappen van niet-lineaire dynamische systemen die behouden moeten blijven met behulp van een balanceringsgebaseerde modelreductiebenadering. Ten eerste bekijkt hij een generieke niet-lineaire Port-Hamilton-structuur om een structuurbehoudende modelreductiebenadering voor te stellen. Ten tweede stelt Sarkar een computationeel haalbare tensorgebaseerde benadering voor om een niet-lineaire balanceringstransformatie te vinden voor polynomiale dynamische systemen. Sarkar analyseert ook de computationele effectiviteit van de voorgestelde benadering.
Ten derde stelt Sarkar een uitgebreide differentiële balanceringstheorie voor, door het raamwerk van differentiële balancering uit te breiden. Deze theorie biedt niet alleen flexibiliteit om bepaalde structurele eigenschappen te behouden, maar ook een minder conservatieve a priori foutgrens. Ten vierde introduceert Sarkar een nieuwe balanceringstheorie, gebaseerd op stabiliteit, exciteerbaarheid en transparantie.
Ten vijfde beschouwt Sarkar in dit proefschrift beperkte niet-lineaire systemen en stelt hij een balanceringsgebaseerde modelreductiebenadering voor die rekening houdt met de beperkingen van het systeem. Ten slotte presenteert hij een schaalbaar geconcentreerd parametermodel voor flexibele structuren, die terug te vinden zijn in verschillende mechanische componenten van technische systemen. Sarkar kiest het paradigma van port-Hamiltoniaanse systemen om het model te introduceren en analyseert de toepasbaarheid ervan om bepaalde essentiële fysische eigenschappen te behouden.
Arijit Sarkar voerde zijn onderzoek uit bij het Engineering and Technology institute Groningen (ENTEG), afdeling Discrete Technologie en Productie Automatisering, met financiering van NWO. Hij vervolgt zijn loopbaan als postdoc bij het Energy Innovation Center aan de Brandenburg University of Technology.