Un marco alternativo para la descomposición de modos dinámica con control
Autores: Nedzhibov, Gyurhan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Un marco alternativo para la descomposición de modos dinámica con control
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas aplicadas
Palabras clave
Descomposición en modo dinámico
Control
Sistemas de entrada-salida
Algoritmo
Eficiencia computacional
Modelado basado en datos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
La descomposición de modos dinámicos con control (DMDc) es una técnica ampliamente utilizada para analizar sistemas dinámicos influenciados por entradas de control externas. Es un desarrollo reciente y una extensión de la descomposición de modos dinámicos (DMD) adaptada para sistemas de entrada-salida. En este trabajo, investigamos y analizamos un enfoque alternativo para calcular DMDc. En comparación con la formulación tradicional, el método propuesto reestructura el cálculo al desacoplar la influencia de los componentes de estado y control, lo que permite una implementación más modular e interpretable. El algoritmo evita aproximaciones de operadores compuestos típicas de los enfoques estándar, lo que lo hace potencialmente más eficiente en aplicaciones en tiempo real o sistemas con datos en streaming. El nuevo esquema tiene como objetivo mejorar la eficiencia computacional mientras se mantiene la fiabilidad y precisión de la descomposición. Proporcionamos una prueba teórica de que los modos dinámicos producidos por el método propuesto son vectores propios exactos del operador de Koopman correspondiente. En comparación con el enfoque estándar de DMDc, se ha demostrado que el nuevo algoritmo es más eficiente, requiriendo menos cálculos y menos memoria. Se presentan ejemplos numéricos para demostrar los resultados teóricos e ilustrar aplicaciones potenciales del enfoque modificado. Los resultados destacan la promesa de esta formulación alternativa para avanzar en la modelización y control basados en datos en diversos dominios de la ingeniería y la ciencia.
Descripción
La descomposición de modos dinámicos con control (DMDc) es una técnica ampliamente utilizada para analizar sistemas dinámicos influenciados por entradas de control externas. Es un desarrollo reciente y una extensión de la descomposición de modos dinámicos (DMD) adaptada para sistemas de entrada-salida. En este trabajo, investigamos y analizamos un enfoque alternativo para calcular DMDc. En comparación con la formulación tradicional, el método propuesto reestructura el cálculo al desacoplar la influencia de los componentes de estado y control, lo que permite una implementación más modular e interpretable. El algoritmo evita aproximaciones de operadores compuestos típicas de los enfoques estándar, lo que lo hace potencialmente más eficiente en aplicaciones en tiempo real o sistemas con datos en streaming. El nuevo esquema tiene como objetivo mejorar la eficiencia computacional mientras se mantiene la fiabilidad y precisión de la descomposición. Proporcionamos una prueba teórica de que los modos dinámicos producidos por el método propuesto son vectores propios exactos del operador de Koopman correspondiente. En comparación con el enfoque estándar de DMDc, se ha demostrado que el nuevo algoritmo es más eficiente, requiriendo menos cálculos y menos memoria. Se presentan ejemplos numéricos para demostrar los resultados teóricos e ilustrar aplicaciones potenciales del enfoque modificado. Los resultados destacan la promesa de esta formulación alternativa para avanzar en la modelización y control basados en datos en diversos dominios de la ingeniería y la ciencia.