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FP7

A-DAP Résultat en bref

Project ID: 329084
Financé au titre de: FP7-PEOPLE
Pays: Royaume-Uni

La théorie du contrôle d'un point de vue algébro-géométrique

La théorie du contrôle rapproche les mathématiques de l'asservissement (un domaine d'ingénierie). Quasiment toutes les branches des mathématiques trouvent leur application dans la théorie du contrôle, et les problèmes rencontrés dans les systèmes et le contrôle engendrent de nouveaux défis pour les mathématiques. Ce projet a appliqué des techniques d'algèbre externe, de géométrie algébrique et d'optimisation, pour découvrir des fréquences critiques comme les pôles et les zéros de systèmes linéaires sous compensation (transformation). Ces problèmes sont réduits pour trouver des solutions réelles d'équations non linéaires exprimés sous la forme d'intersection de variétés. Le projet a proposé une méthode pour définir des solutions exactes ou approchées.
La théorie du contrôle d'un point de vue algébro-géométrique
L'entrée d'un système dynamique est définie par un contrôleur avec des stimuli et des commandes, afin d'obtenir la réponse voulue par l'utilisateur. Le principal objectif de la théorie du contrôle est de partir du résultat voulu et de déterminer l'action nécessaire pour rattraper les différences avec le résultat constaté, via des rétroactions adéquates.

Le projet A-DAP (Approximate solutions of the determinantal assignment problem and distance problems), financé par l'UE, visait une telle formulation abstraite du problème. Le problème DAP (determinantal assignment problem) peut être décomposé en un problème linéaire et un autre multilinéaire. Le premier introduit une variété linéaire, le second est défini par des quadratiques qui caractérisent la variété grassmannienne d'un espace projectif. La résolution du problème DAP est réduite à l'obtention de solutions réelles des équations linéaires et non linéaires, qui représentent des intersections réelles entre les deux variétés. Ces solutions définissent les compensateurs qui attribuent des fréquences critiques du système, comme les pôles et les zéros.

Le projet A-DAP a proposé une méthode utilisant une représentation matricielle de la variété grassmannienne, des problèmes de distance entre les variétés, et des notions de décomposition approximative des tenseurs, afin de produire des solutions exactes (si le problème en a) et des solutions approchées (lorsqu'il n'existe pas d'intersection exacte des variétés). La difficulté consistait à résoudre la composante linéaire. Le projet applique un changement qualitatif de l'approche classique de découverte d'intersections réelles par géométrie algébrique, en étudiant les problèmes de distance entre les variétés impliquées.

En termes mathématiques, une variété grassmannienne dans un espace projectif caractérise tous les sous-espaces linéaires d'un espace vectoriel de dimension donnée. Les scientifiques ont proposé un ensemble de nouveaux outils permettant de calculer la distance d'un vecteur donné, qui décrit la variété impliquée par la composante linéaire de la variété grassmannienne. Ils ont appliqué des techniques d'optimisation contrainte et de décomposition de tenseur pour s'attaquer au problème de la distance entre les variétés linéaire et grassmannienne. Lorsque la distance est nulle, on a trouvé une solution au problème d'intersection correspondant. À défaut, cette méthode peut fournir une solution approchée du DAP.

La solution approchée du DAP a pu être complètement résolue en 2D et une solution analytique a été obtenue. En outre, les chercheurs ont obtenu un algorithme numérique dédié pour les approximations de DAP avec plus de dimensions, à l'aide de la nouvelle représentation de la variété grassmannienne et de ses propriétés de dualité. Dans ce cas, la solution est obtenue en décomposant le tenseur paramétré dérivé du système d'équations linéaires.

Le projet A-DAP s'est conclu sur d'importantes extensions de cette méthode pour la révision de circuits électriques RLC (comprenant une résistance, une inductance et un condensateur). Il a également proposé une nouvelle formulation pour un problème de prise de décision, ouvrant la voie à des applications pratiques dans le management et la finance.

Informations connexes

Mots-clés

Théorie du contrôle, équations non linéaires, A-DAP, determinantal assignment problem, optimisation contrainte, géométrie algébrique informatisée
Numéro d'enregistrement: 181120 / Dernière mise à jour le: 2016-04-26
Domaine: Technologies industrielles