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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.