Trigonometric embeddings in polynomial extended mode decomposition-experimental application to an inverted pendulum
Autores: Garcia-Tenorio, Camilo; Delansnay, Gilles; Mojica-Nava, Eduardo; Vande Wouwer, Alain
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Trigonometric embeddings in polynomial extended mode decomposition-experimental application to an inverted pendulum
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Algoritmo
Expansión lineal
Funciones de base
Polinomios ortogonales
Dinámica no lineal
Funciones trigonométricas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
El algoritmo de descomposición dinámica extendida es una herramienta para aproximar con precisión el espectro puntual del operador Koopman. Este algoritmo proporciona una expansión lineal aproximada de sistemas no lineales en tiempo discreto, lo que puede ser útil para el análisis de sistemas y el diseño de controladores. La precisión de este algoritmo depende en gran medida de la disponibilidad de un conjunto de funciones base que permitan capturar la dinámica no lineal del sistema subyacente. Recientemente, se ha utilizado con éxito el uso de polinomios ortogonales, junto con técnicas de reducción para la dimensión y el orden máximo de la base polinómica, para aproximar sistemas no lineales con el beneficio adicional de utilizar conjuntos de datos más pequeños. Este documento amplía los métodos actuales para seleccionar el conjunto de observables para sistemas no lineales con comportamiento periódico, que tienden a ser representados en términos de funciones trigonométricas. El beneficio de trabajar con polinomios ortogonales se conserva al incorporar las funciones trigonométricas en la base ortogonal. El algoritmo se ilustra con la modelización basada en datos de un péndulo invertido en simulación y experimentos en la vida real.
Descripción
El algoritmo de descomposición dinámica extendida es una herramienta para aproximar con precisión el espectro puntual del operador Koopman. Este algoritmo proporciona una expansión lineal aproximada de sistemas no lineales en tiempo discreto, lo que puede ser útil para el análisis de sistemas y el diseño de controladores. La precisión de este algoritmo depende en gran medida de la disponibilidad de un conjunto de funciones base que permitan capturar la dinámica no lineal del sistema subyacente. Recientemente, se ha utilizado con éxito el uso de polinomios ortogonales, junto con técnicas de reducción para la dimensión y el orden máximo de la base polinómica, para aproximar sistemas no lineales con el beneficio adicional de utilizar conjuntos de datos más pequeños. Este documento amplía los métodos actuales para seleccionar el conjunto de observables para sistemas no lineales con comportamiento periódico, que tienden a ser representados en términos de funciones trigonométricas. El beneficio de trabajar con polinomios ortogonales se conserva al incorporar las funciones trigonométricas en la base ortogonal. El algoritmo se ilustra con la modelización basada en datos de un péndulo invertido en simulación y experimentos en la vida real.