Please use this identifier to cite or link to this item: https://doi.org/10.15480/882.1336
Publisher URL: http://www.dr.hut-verlag.de/9783843928793.html
Title: Complexity of spatially interconnected systems
Language: English
Authors: Al-Taie, Fatimah 
Keywords: Spatially Interconnected Systems;Model Order Reduction
Issue Date: Nov-2016
Publisher: Verlag Dr. Hut
Abstract (german): Im Gegensatz zu konzentriert-parametrischen Systemen haben räumlich verteilte (räumlich vernetzte) Systeme sowohl Zeit- als auch Raumkoordinaten als unabhängige Variablen. Räumlich vernetzte Systeme, d.h. Systeme, die aus räumlich verteilten, interagierenden Subsystemen bestehen, sind in der Regel komplex und erfordern eine Modellreduktion, um Analyse- und Syntheseprobleme numerisch lösen zu können. Dabei muss die Struktur der räumlichen Interaktion erhalten werden. Hierbei ist zu unterscheiden zwischen zeit- und rauminvarianten (parameterinvarianten) und zeit- und raumveränderlichen (parameterveränderlichen) Systemen. Was die Modellreduktion erschwert ist der Umstand, dass räumlich vernetzte Systeme kausal in Bezug auf die Zeit, aber non-kausal in Bezug auf den Raum sind. In dieser Arbeit werden Methoden für die Modellreduktion räumlich vernetzter Systeme vorgeschlagen. Für die reduzierten Modelle werden Fehlerschranken bewiesen. Die Effizienz der vorgeschlagenen Verfahren wird am experimentell bestimmten Modell eines mit Piezoaktuatoren ausgestatteten Biegebalkens demonstriert.
Abstract (english): In contrast to lumped-parameter systems which are defined with respect to the temporal variable only, spatially interconnected (distributed-parameter) systems are defined with respect to temporal as well as spatial variables. Spatially interconnected systems are represented as a spatial-interconnection of subsystems. In practice the resulting complexity often renders the associated analysis and synthesis problems intractable. Therefore, constructing reduced complexity models without losing the characteristic features of the original model is practical. The spatial interconnection structure of the system should be preserved in the reduced model as well. Spatially interconnected systems can be distinguished into temporal- and spatial-invariant (parameter-invariant) systems, and temporal- and spatial-varying (parameter-varying) systems. A main feature of spatially interconnected systems is that they are causal with respect to time (temporal variable), but non-causal with respect to space (spatial variable). This thesis provides methods for solving the reduction problem for both parameter-invariant and parameter-varying systems, respectively, where different kinds of complexity for such systems are considered. In addition, error bounds are proved. The proposed methods take into account the non-causality of the system. Theoretical results are illustrated on an experimentally identified model of an actuated beam.
URI: http://tubdok.tub.tuhh.de/handle/11420/1339
DOI: 10.15480/882.1336
ISBN: ISBN 978-3-8439-2879-3
Institute: Regelungstechnik E-14 
Type: Dissertation
Advisor: Werner, Herbert 
Thesis grantor: Technische Universität Hamburg
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