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Blind identification of two-channel IIR systems with application to central cardiovascular monitoring / Jin-Oh Hahn in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 131 N° 5 (Septembre 2009) 

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 131 N° 5 (Septembre 2009) . - 15 p. Titre : Blind identification of two-channel IIR systems with application to central cardiovascular monitoring Type de document : texte imprimé Auteurs : Jin-Oh Hahn, Auteur ; Andrew T. Reisner, Auteur ; Harry Asada, H., Auteur Année de publication : 2009 Article en page(s) : 15 p. Note générale : dynamic systems Langues : Anglais (eng) Mots-clés : two-channel  infinite  impulse  response  systems;  blind  identifiability;  input  signal  deconvolution  algorithm Résumé : This paper presents a new approach to blind identification of a class of two-channel infinite impulse response (IIR) systems with applicability to clinical cardiovascular monitoring. Specifically, this paper deals with a class of two-channel IIR systems describing wave propagation dynamics. For this class of systems, this paper first derives a blind identifiability condition and develops a blind identification algorithm, which is able to determine both the numerator and denominator polynomials of the channel dynamics uniquely. This paper also develops a new input signal deconvolution algorithm that can reconstruct the input signal from the identified two-channel dynamics and the associated two-channel measurements. These methods are applied to identify the pressure wave propagation dynamics in the cardiovascular system and reconstruct the aortic blood pressure and flow signals from blood pressure measurements taken at two distinct extremity locations. Persistent excitation, model identifiability, and asymptotic variance are analyzed to quantify the method’s validity, accuracy, and reliability without employing direct measurement of the aortic blood pressure and flow signals. The experimental results based on 83 data segments obtained from a swine subject illustrate how the cardiovascular dynamics can be identified accurately and reliably, and the aortic blood pressure and flow signals can be stably reconstructed from two distinct peripheral blood pressure signals under diverse physiologic conditions. DEWEY : 629.8 ISSN : 0022-0434 En ligne : http://dynamicsystems.asmedigitalcollection.asme.org/Issue.aspx?issueID=26502&di [...] [article] Blind identification of two-channel IIR systems with application to central cardiovascular monitoring [texte imprimé] / Jin-Oh Hahn, Auteur ; Andrew T. Reisner, Auteur ; Harry Asada, H., Auteur . - 2009 . - 15 p. dynamic systems Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 131 N° 5 (Septembre 2009) . - 15 p. Mots-clés : two-channel  infinite  impulse  response  systems;  blind  identifiability;  input  signal  deconvolution  algorithm Résumé : This paper presents a new approach to blind identification of a class of two-channel infinite impulse response (IIR) systems with applicability to clinical cardiovascular monitoring. Specifically, this paper deals with a class of two-channel IIR systems describing wave propagation dynamics. For this class of systems, this paper first derives a blind identifiability condition and develops a blind identification algorithm, which is able to determine both the numerator and denominator polynomials of the channel dynamics uniquely. This paper also develops a new input signal deconvolution algorithm that can reconstruct the input signal from the identified two-channel dynamics and the associated two-channel measurements. These methods are applied to identify the pressure wave propagation dynamics in the cardiovascular system and reconstruct the aortic blood pressure and flow signals from blood pressure measurements taken at two distinct extremity locations. Persistent excitation, model identifiability, and asymptotic variance are analyzed to quantify the method’s validity, accuracy, and reliability without employing direct measurement of the aortic blood pressure and flow signals. The experimental results based on 83 data segments obtained from a swine subject illustrate how the cardiovascular dynamics can be identified accurately and reliably, and the aortic blood pressure and flow signals can be stably reconstructed from two distinct peripheral blood pressure signals under diverse physiologic conditions. DEWEY : 629.8 ISSN : 0022-0434 En ligne : http://dynamicsystems.asmedigitalcollection.asme.org/Issue.aspx?issueID=26502&di [...]

Blind System Identification of Noncoprime Multichannel Systems and Its Application to Noninvasive Cardiovascular Monitoring / Zhang, Yi in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 126 N° 4 (Décembre 2004)

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 4 (Décembre 2004) . - 834-847 p. Titre : Blind System Identification of Noncoprime Multichannel Systems and Its Application to Noninvasive Cardiovascular Monitoring Titre original : Identification Sans Visibilité de Système des Systèmes Multicanaux de Noncoprime et de Son Application à la Surveillance Cardiovasculaire Non Envahissante Type de document : texte imprimé Auteurs : Zhang, Yi, Auteur ; Harry Asada, H., Auteur Article en page(s) : 834-847 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Visibilité  multicanale  de  système  Système  dynamique  Méthode  MBSI  Méthode  IIID  Système  cardiovasculaire Index. décimale : 629.8 Résumé : Multichannel blind system identification (MBSI) is a technique for estimating both an unknown input and unknown channel dynamics from outputs measured at different points of the system. MBSI is a powerful tool particularly for the identification and estimation of dynamical systems in which a sensor, for measuring the input, is difficult to place. MBSI algorithms, however, are not applicable unless the transfer functions of individual channels are coprime, i.e., sharing no common dynamics among the channels. This paper presents a MBSI method, called intermediate input identification (IIID), applicable to multichannel, noncoprime systems containing common dynamics. A variable is introduced to split the original multichannel system into coprime multichannel subsystems and the one consisting of common dynamics. A modified MBSI method is used for identifying the coprime distinct channel dynamics, while the common dynamics is identified based on its unforced response. Identifiability conditions using linear complexity are obtained for both known and unknown model structures. Uniqueness and other properties of the solution are examined. The IIID method is then applied to noninvasive monitoring of the cardiovascular system. The arterial network is modeled as a multichannel system where the blood flow generated by the left ventricle is the input and pressure profiles measured at different branches of the artery, e.g., brachial, carotid, and femoral arteries, are the outputs. While the direct measurement of the input requires a catheter to be inserted into the heart, the IIID method does not need invasive catheterization. It would allow us to estimate both the wave form of the input flow and the arterial channel dynamics from outputs obtained with noninvasive sensors placed at different branches of the arterial network. Numerical examples and simulations verify the major theoretical results and the feasibility of the method. L'identification sans visibilité multicanale de système (MBSI) est une technique pour estimer une dynamique inconnue de canal d'entrée et d'inconnu des sorties mesurées à différents points du système. MBSI est un outil puissant en particulier pour l'identification et l'évaluation des systèmes dynamiques dans lesquels il est difficile placer une sonde, pour mesurer l'entrée. Les algorithmes de MBSI, cependant, ne sont pas applicables à moins que les fonctions de transfert de différents canaux soient copremières, c.-à-d., ne mettant en commun aucune dynamique commune entre les canaux. Cet article présente une méthode de MBSI, appelée l'identification intermédiaire d'entrée (IIID), applicable à multicanal, systèmes de noncoprime contenant la dynamique commune. Une variable est présentée pour couper le système multicanal original en sous-ensembles multicanaux copremiers et une dynamique commune se composante. Une méthode modifiée de MBSI est employée pour identifier la dynamique distincte copremière de canal, alors que la dynamique commune est identifiée basait sur le son unforced la réponse. Des états d'identifiabilité employant la complexité linéaire sont obtenus pour les structures modèles connues et inconnues. L'unicité et d'autres propriétés de la solution sont examinées. La méthode d'IIID est alors appliquée à la surveillance non envahissante du système cardiovasculaire. Le réseau artériel est modelé comme système multicanal où l'écoulement de sang produit par le ventricule gauche est les profils d'entrée et de pression mesurés à différentes branches de l'artère, par exemple, artères brachiales, carotides, et fémorales, sont les sorties. Tandis que la mesure directe de l'entrée exige d'un cathéter d'être inséré dans le coeur, la méthode d'IIID n'a pas besoin de cathéterisation invahissante. Elle nous permettrait d'estimer tous les deux la forme de vague de l'écoulement d'entrée et la dynamique artérielle de canal des sorties obtenues avec les sondes non envahissantes placées à différentes branches du réseau artériel. Les exemples et les simulations numériques vérifient les résultats théoriques principaux et la praticabilité de la méthode. [article] Blind System Identification of Noncoprime Multichannel Systems and Its Application to Noninvasive Cardiovascular Monitoring = Identification Sans Visibilité de Système des Systèmes Multicanaux de Noncoprime et de Son Application à la Surveillance Cardiovasculaire Non Envahissante [texte imprimé] / Zhang, Yi, Auteur ; Harry Asada, H., Auteur . - 834-847 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 4 (Décembre 2004) . - 834-847 p. Mots-clés : Visibilité  multicanale  de  système  Système  dynamique  Méthode  MBSI  Méthode  IIID  Système  cardiovasculaire Index. décimale : 629.8 Résumé : Multichannel blind system identification (MBSI) is a technique for estimating both an unknown input and unknown channel dynamics from outputs measured at different points of the system. MBSI is a powerful tool particularly for the identification and estimation of dynamical systems in which a sensor, for measuring the input, is difficult to place. MBSI algorithms, however, are not applicable unless the transfer functions of individual channels are coprime, i.e., sharing no common dynamics among the channels. This paper presents a MBSI method, called intermediate input identification (IIID), applicable to multichannel, noncoprime systems containing common dynamics. A variable is introduced to split the original multichannel system into coprime multichannel subsystems and the one consisting of common dynamics. A modified MBSI method is used for identifying the coprime distinct channel dynamics, while the common dynamics is identified based on its unforced response. Identifiability conditions using linear complexity are obtained for both known and unknown model structures. Uniqueness and other properties of the solution are examined. The IIID method is then applied to noninvasive monitoring of the cardiovascular system. The arterial network is modeled as a multichannel system where the blood flow generated by the left ventricle is the input and pressure profiles measured at different branches of the artery, e.g., brachial, carotid, and femoral arteries, are the outputs. While the direct measurement of the input requires a catheter to be inserted into the heart, the IIID method does not need invasive catheterization. It would allow us to estimate both the wave form of the input flow and the arterial channel dynamics from outputs obtained with noninvasive sensors placed at different branches of the arterial network. Numerical examples and simulations verify the major theoretical results and the feasibility of the method. L'identification sans visibilité multicanale de système (MBSI) est une technique pour estimer une dynamique inconnue de canal d'entrée et d'inconnu des sorties mesurées à différents points du système. MBSI est un outil puissant en particulier pour l'identification et l'évaluation des systèmes dynamiques dans lesquels il est difficile placer une sonde, pour mesurer l'entrée. Les algorithmes de MBSI, cependant, ne sont pas applicables à moins que les fonctions de transfert de différents canaux soient copremières, c.-à-d., ne mettant en commun aucune dynamique commune entre les canaux. Cet article présente une méthode de MBSI, appelée l'identification intermédiaire d'entrée (IIID), applicable à multicanal, systèmes de noncoprime contenant la dynamique commune. Une variable est présentée pour couper le système multicanal original en sous-ensembles multicanaux copremiers et une dynamique commune se composante. Une méthode modifiée de MBSI est employée pour identifier la dynamique distincte copremière de canal, alors que la dynamique commune est identifiée basait sur le son unforced la réponse. Des états d'identifiabilité employant la complexité linéaire sont obtenus pour les structures modèles connues et inconnues. L'unicité et d'autres propriétés de la solution sont examinées. La méthode d'IIID est alors appliquée à la surveillance non envahissante du système cardiovasculaire. Le réseau artériel est modelé comme système multicanal où l'écoulement de sang produit par le ventricule gauche est les profils d'entrée et de pression mesurés à différentes branches de l'artère, par exemple, artères brachiales, carotides, et fémorales, sont les sorties. Tandis que la mesure directe de l'entrée exige d'un cathéter d'être inséré dans le coeur, la méthode d'IIID n'a pas besoin de cathéterisation invahissante. Elle nous permettrait d'estimer tous les deux la forme de vague de l'écoulement d'entrée et la dynamique artérielle de canal des sorties obtenues avec les sondes non envahissantes placées à différentes branches du réseau artériel. Les exemples et les simulations numériques vérifient les résultats théoriques principaux et la praticabilité de la méthode.

Cellular stochastic control of the collective output of a class of distributed hysteretic systems / Levi B. Wood in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 133 N° 6 (Novembre 2011) 

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 133 N° 6 (Novembre 2011) . - 11 p. Titre : Cellular stochastic control of the collective output of a class of distributed hysteretic systems Type de document : texte imprimé Auteurs : Levi B. Wood, Auteur ; Harry Asada, H., Auteur Année de publication : 2012 Article en page(s) : 11 p. Note générale : Dynamic systems Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Distributed  control  Feedback  Hysteresis  Intelligent  actuators  Robust  control  Shape  memory  effects Index. décimale : 553 Géologie économique. Minérographie. Minéraux. Formation et gisements de minerais Résumé : Stable stochastic feedback control of an aggregate output from a multitude of cellular units is presented in this paper. Similar to a skeletal muscle comprising a number of muscle fibers, the plant considered in this paper consists of many independent units (called cellular units), each of which contributes to an aggregate output of the whole system. The central controller regulates the aggregate output by stochastically recruiting as many cellular units as needed for producing a required output. Two challenges are considered. The first is how to deal with individual units having pronounced hysteresis and long latency time in transient response. It will be shown that slow response and poor stability due to the hysteresis and latency time can significantly be improved by coordinating the multitude of cellular units, which are in diverse phases in the hysteresis loop. The second challenge is how to build a central controller that coordinates the multitude of cellular units without knowing the state of individual units. Stochastic broadcast feedback is presented as a solution that meets those requirements. The central controller observes only the aggregate output value rather than the output and state of each unit, compares the aggregate output against a reference, and broadcasts an error signal to all the units, which are anonymous. In turn, each cellular unit makes a control decision stochastically with state transition probabilities that are modulated by the broadcast error signal from the central controller. Stability analysis based on supermatingale theory guarantees that this stochastic broadcast feedback is stable and robust against cell failures. The method is applied to the control of shape-memory-alloy muscle actuators with cellular architecture. Despite pronounced hysteresis and long latency time, stochastic broadcast feedback can achieve fast and stable control. Simulation experiments verify the theoretical results. DEWEY : 553 ISSN : 0022-0434 En ligne : http://asmedl.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=JDSMAA000133000006 [...] [article] Cellular stochastic control of the collective output of a class of distributed hysteretic systems [texte imprimé] / Levi B. Wood, Auteur ; Harry Asada, H., Auteur . - 2012 . - 11 p. Dynamic systems Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 133 N° 6 (Novembre 2011) . - 11 p. Mots-clés : Distributed  control  Feedback  Hysteresis  Intelligent  actuators  Robust  control  Shape  memory  effects Index. décimale : 553 Géologie économique. Minérographie. Minéraux. Formation et gisements de minerais Résumé : Stable stochastic feedback control of an aggregate output from a multitude of cellular units is presented in this paper. Similar to a skeletal muscle comprising a number of muscle fibers, the plant considered in this paper consists of many independent units (called cellular units), each of which contributes to an aggregate output of the whole system. The central controller regulates the aggregate output by stochastically recruiting as many cellular units as needed for producing a required output. Two challenges are considered. The first is how to deal with individual units having pronounced hysteresis and long latency time in transient response. It will be shown that slow response and poor stability due to the hysteresis and latency time can significantly be improved by coordinating the multitude of cellular units, which are in diverse phases in the hysteresis loop. The second challenge is how to build a central controller that coordinates the multitude of cellular units without knowing the state of individual units. Stochastic broadcast feedback is presented as a solution that meets those requirements. The central controller observes only the aggregate output value rather than the output and state of each unit, compares the aggregate output against a reference, and broadcasts an error signal to all the units, which are anonymous. In turn, each cellular unit makes a control decision stochastically with state transition probabilities that are modulated by the broadcast error signal from the central controller. Stability analysis based on supermatingale theory guarantees that this stochastic broadcast feedback is stable and robust against cell failures. The method is applied to the control of shape-memory-alloy muscle actuators with cellular architecture. Despite pronounced hysteresis and long latency time, stochastic broadcast feedback can achieve fast and stable control. Simulation experiments verify the theoretical results. DEWEY : 553 ISSN : 0022-0434 En ligne : http://asmedl.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=JDSMAA000133000006 [...]

Co-Simulation of Algebraically Coupled Dynamic Subsystems Without Disclosure of Proprietary Subsystem Models / Gu, Bei in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 126 N° 2 (Juin 2004)

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 2 (Juin 2004) . - 1-13 p. Titre : Co-Simulation of Algebraically Coupled Dynamic Subsystems Without Disclosure of Proprietary Subsystem Models Titre original : Co-Simulation des Sous-Ensembles Dynamiques Algébriquement Couplés Sans Révélation des Modèles de Propriété Industrielle de Sous-Ensemble Type de document : texte imprimé Auteurs : Gu, Bei, Auteur ; Harry Asada, H., Auteur Article en page(s) : 1-13 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Simulateur  dynamique  couplé  Frontière  algébrique  Système  de  sous-ensemble  Equation  différentielle  algébrique  Commande  coulissante  Stabilité  Convergence  Commande  non-linéaire Index. décimale : 629.8 Résumé : A method for simultaneously running a collection of dynamic simulators coupled by algebraic boundary conditions is presented. Dynamic interactions between subsystems are simulated without disclosing proprietary information about the subsystem models, as all the computations are performed based on input-output numerical data of encapsulated subsystem simulators coded by independent groups. First, this paper describes a system of interacting subsystems with a causal conflict as a high-index, Differential-Algebraic Equation (DAE), and develops a systematic solution method using Discrete-Time Sliding Mode control. Stability and convergence conditions as well as error bounds are analyzed by using nonlinear control theory. Second, the algorithm is modified such that the subsystem simulator does not have to disclose its internal model and state variables for solving the overall DAE. The new algorithm is developed based on the generalized Kirchhoff Laws that allow us to represent algebraic boundary constraints as linear equations of the subsystems' outputs interacting to each other. Third, a multi-rate algorithm is developed for improving efficiency, accuracy, and convergence characteristics. Numerical examples verify the major theoretical results and illustrate features of the proposed method. Une méthode pour courir simultanément une collection de simulateurs dynamiques couplés par des états de frontière algébriques est présentée. Des interactions dynamiques entre les sous-ensembles sont simulées sans révéler des informations de propriété industrielle sur les modèles de sous-ensemble, comme tous les calculs sont exécutés ont basé sur des données numériques d'entrée-sortie des simulateurs encapsulés de sous-ensemble codés par les groupes indépendants. D'abord, cet article décrit un système des sous-ensembles agissants l'un sur l'autre avec un conflit causal comme haut-index, l'équation Différentiel-Algébrique (DAE), et développe une méthode systématique de solution en utilisant la commande coulissante de mode de Discret-Temps. Des conditions de stabilité et de convergence comme des limites d'erreur sont analysées en employant la théorie de commande non-linéaire. En second lieu, l'algorithme est modifié tels que le simulateur de sous-ensemble ne doit pas révéler ses variables internes de modèle et d'état pour résoudre le DAE global. Le nouvel algorithme est développé a basé sur les lois généralisées de Kirchhoff qui nous permettent de représenter des contraintes algébriques de frontière pendant que des équations linéaires des sorties des sous-ensembles agissant l'un sur l'autre entre eux. Troisièmement, un algorithme de multi-taux est développé pour améliorer l'efficacité, l'exactitude, et les caractéristiques de convergence. Les exemples numériques vérifient les résultats théoriques principaux et illustrent des dispositifs de la méthode proposée. [article] Co-Simulation of Algebraically Coupled Dynamic Subsystems Without Disclosure of Proprietary Subsystem Models = Co-Simulation des Sous-Ensembles Dynamiques Algébriquement Couplés Sans Révélation des Modèles de Propriété Industrielle de Sous-Ensemble [texte imprimé] / Gu, Bei, Auteur ; Harry Asada, H., Auteur . - 1-13 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 2 (Juin 2004) . - 1-13 p. Mots-clés : Simulateur  dynamique  couplé  Frontière  algébrique  Système  de  sous-ensemble  Equation  différentielle  algébrique  Commande  coulissante  Stabilité  Convergence  Commande  non-linéaire Index. décimale : 629.8 Résumé : A method for simultaneously running a collection of dynamic simulators coupled by algebraic boundary conditions is presented. Dynamic interactions between subsystems are simulated without disclosing proprietary information about the subsystem models, as all the computations are performed based on input-output numerical data of encapsulated subsystem simulators coded by independent groups. First, this paper describes a system of interacting subsystems with a causal conflict as a high-index, Differential-Algebraic Equation (DAE), and develops a systematic solution method using Discrete-Time Sliding Mode control. Stability and convergence conditions as well as error bounds are analyzed by using nonlinear control theory. Second, the algorithm is modified such that the subsystem simulator does not have to disclose its internal model and state variables for solving the overall DAE. The new algorithm is developed based on the generalized Kirchhoff Laws that allow us to represent algebraic boundary constraints as linear equations of the subsystems' outputs interacting to each other. Third, a multi-rate algorithm is developed for improving efficiency, accuracy, and convergence characteristics. Numerical examples verify the major theoretical results and illustrate features of the proposed method. Une méthode pour courir simultanément une collection de simulateurs dynamiques couplés par des états de frontière algébriques est présentée. Des interactions dynamiques entre les sous-ensembles sont simulées sans révéler des informations de propriété industrielle sur les modèles de sous-ensemble, comme tous les calculs sont exécutés ont basé sur des données numériques d'entrée-sortie des simulateurs encapsulés de sous-ensemble codés par les groupes indépendants. D'abord, cet article décrit un système des sous-ensembles agissants l'un sur l'autre avec un conflit causal comme haut-index, l'équation Différentiel-Algébrique (DAE), et développe une méthode systématique de solution en utilisant la commande coulissante de mode de Discret-Temps. Des conditions de stabilité et de convergence comme des limites d'erreur sont analysées en employant la théorie de commande non-linéaire. En second lieu, l'algorithme est modifié tels que le simulateur de sous-ensemble ne doit pas révéler ses variables internes de modèle et d'état pour résoudre le DAE global. Le nouvel algorithme est développé a basé sur les lois généralisées de Kirchhoff qui nous permettent de représenter des contraintes algébriques de frontière pendant que des équations linéaires des sorties des sous-ensembles agissant l'un sur l'autre entre eux. Troisièmement, un algorithme de multi-taux est développé pour améliorer l'efficacité, l'exactitude, et les caractéristiques de convergence. Les exemples numériques vérifient les résultats théoriques principaux et illustrent des dispositifs de la méthode proposée.

Co-Simulation of Algebraically Coupled Dynamic Subsystems Without Disclosure of Proprietary Subsystem Models / Gu, Bei in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 126 N° 1 (Mars 2004)

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 1 (Mars 2004) . - 1-13 p. Titre : Co-Simulation of Algebraically Coupled Dynamic Subsystems Without Disclosure of Proprietary Subsystem Models Titre original : Co-Simulation des sous-ensembles dynamiques algébriquement couplés sans révélation des modèles de propriété industrielle de sous-ensemble Type de document : texte imprimé Auteurs : Gu, Bei, Auteur ; Harry Asada, H., Auteur Article en page(s) : 1-13 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Simulateur  dynamque  couplé  Intéraction  dynamique  Sous-ensemble  Simulateur  encapsulé  Equation  différentiel-algébrique  Commande  coulissante  Stabilité  Convergence  Commande  non-linéaire  Simulateur  de  sous-ensemble  Contrainte  algébrique Index. décimale : 629.8 Résumé : A method for simultaneously running a collection of dynamic simulators coupled by algebraic boundary conditions is presented. Dynamic interactions between subsystems are simulated without disclosing proprietary information about the subsystem models, as all the computations are performed based on input-output numerical data of encapsulated subsystem simulators coded by independent groups. First, this paper describes a system of interacting subsystems with a causal conflict as a high-index, Differential-Algebraic Equation (DAE), and develops a systematic solution method using Discrete-Time Sliding Mode control. Stability and convergence conditions as well as error bounds are analyzed by using nonlinear control theory. Second, the algorithm is modified such that the subsystem simulator does not have to disclose its internal model and state variables for solving the overall DAE. The new algorithm is developed based on the generalized Kirchhoff Laws that allow us to represent algebraic boundary constraints as linear equations of the subsystems' outputs interacting to each other. Third, a multi-rate algorithm is developed for improving efficiency, accuracy, and convergence characteristics. Numerical examples verify the major theoretical results and illustrate features of the proposed method. Une méthode pour courir simultanément une collection de simulateurs dynamiques couplés par des états de frontière algébriques est présentée. Des interactions dynamiques entre les sous-ensembles sont simulées sans révéler des informations de propriété industrielle sur les modèles de sous-ensemble, comme tous les calculs sont exécutés ont basé sur des données numériques d'entrée-sortie des simulateurs encapsulés de sous-ensemble codés par les groupes indépendants. D'abord, cet article décrit un système des sous-ensembles agissants l'un sur l'autre avec un conflit causal comme haut-index, l'équation Différentiel-Algébrique (DAE), et développe une méthode systématique de solution en utilisant la commande coulissante de mode de Discret-Temps. Des conditions de stabilité et de convergence comme des limites d'erreur sont analysées en employant la théorie de commande non-linéaire. En second lieu, l'algorithme est modifié tels que le simulateur de sous-ensemble ne doit pas révéler ses variables internes de modèle et d'état pour résoudre le DAE global. Le nouvel algorithme est développé a basé sur les lois généralisées de Kirchhoff qui nous permettent de représenter des contraintes algébriques de frontière pendant que des équations linéaires des sorties des sous-ensembles agissant l'un sur l'autre entre eux. Troisièmement, un algorithme de multi-taux est développé pour améliorer l'efficacité, l'exactitude, et les caractéristiques de convergence. Les exemples numériques vérifient les résultats théoriques principaux et illustrent des dispositifs de la méthode proposée. [article] Co-Simulation of Algebraically Coupled Dynamic Subsystems Without Disclosure of Proprietary Subsystem Models = Co-Simulation des sous-ensembles dynamiques algébriquement couplés sans révélation des modèles de propriété industrielle de sous-ensemble [texte imprimé] / Gu, Bei, Auteur ; Harry Asada, H., Auteur . - 1-13 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 1 (Mars 2004) . - 1-13 p. Mots-clés : Simulateur  dynamque  couplé  Intéraction  dynamique  Sous-ensemble  Simulateur  encapsulé  Equation  différentiel-algébrique  Commande  coulissante  Stabilité  Convergence  Commande  non-linéaire  Simulateur  de  sous-ensemble  Contrainte  algébrique Index. décimale : 629.8 Résumé : A method for simultaneously running a collection of dynamic simulators coupled by algebraic boundary conditions is presented. Dynamic interactions between subsystems are simulated without disclosing proprietary information about the subsystem models, as all the computations are performed based on input-output numerical data of encapsulated subsystem simulators coded by independent groups. First, this paper describes a system of interacting subsystems with a causal conflict as a high-index, Differential-Algebraic Equation (DAE), and develops a systematic solution method using Discrete-Time Sliding Mode control. Stability and convergence conditions as well as error bounds are analyzed by using nonlinear control theory. Second, the algorithm is modified such that the subsystem simulator does not have to disclose its internal model and state variables for solving the overall DAE. The new algorithm is developed based on the generalized Kirchhoff Laws that allow us to represent algebraic boundary constraints as linear equations of the subsystems' outputs interacting to each other. Third, a multi-rate algorithm is developed for improving efficiency, accuracy, and convergence characteristics. Numerical examples verify the major theoretical results and illustrate features of the proposed method. Une méthode pour courir simultanément une collection de simulateurs dynamiques couplés par des états de frontière algébriques est présentée. Des interactions dynamiques entre les sous-ensembles sont simulées sans révéler des informations de propriété industrielle sur les modèles de sous-ensemble, comme tous les calculs sont exécutés ont basé sur des données numériques d'entrée-sortie des simulateurs encapsulés de sous-ensemble codés par les groupes indépendants. D'abord, cet article décrit un système des sous-ensembles agissants l'un sur l'autre avec un conflit causal comme haut-index, l'équation Différentiel-Algébrique (DAE), et développe une méthode systématique de solution en utilisant la commande coulissante de mode de Discret-Temps. Des conditions de stabilité et de convergence comme des limites d'erreur sont analysées en employant la théorie de commande non-linéaire. En second lieu, l'algorithme est modifié tels que le simulateur de sous-ensemble ne doit pas révéler ses variables internes de modèle et d'état pour résoudre le DAE global. Le nouvel algorithme est développé a basé sur les lois généralisées de Kirchhoff qui nous permettent de représenter des contraintes algébriques de frontière pendant que des équations linéaires des sorties des sous-ensembles agissant l'un sur l'autre entre eux. Troisièmement, un algorithme de multi-taux est développé pour améliorer l'efficacité, l'exactitude, et les caractéristiques de convergence. Les exemples numériques vérifient les résultats théoriques principaux et illustrent des dispositifs de la méthode proposée.