[論文レビュー] Interactive forces

Denis V. Juriev|arXiv (Cornell University)|Sep 9, 1999

Mechanics and Biomechanics Studies参考文献 1被引用数 1

ひとこと要約

本稿では、オープンで制御された系における外部の自由な制御と系のダイナミクスの間のフィードバックによって生じる内部力としてのインタラクティブフォースを導入する。これらの力を動的結合としてモデル化することにより、システムの解析と設計を簡略化する。フィールド理論的拡張により、より広範な物理的応用を可能にするフレームワークが提供される。

ABSTRACT

This short article is devoted to the dynamics of controlled (and, therefore, open) systems. The internal forces, which appear only in the presence of external free controls and depend explicitely on them, are considered. Such interactive forces may be regarded as feedbacks generated in the system by the external free controls. In particular, one is able to interpret the interactive controls as couplings of free controls with the action of interactive forces; such dynamical approach to the interactive systems often simplifies their analysis and allows to perform their synthesis on a systematic level. The field theoretic counterparts of interactive forces, the fields of interactive forces, are also considered.

研究の動機と目的

• 外部の自由な制御に明示的に依存する内部力のダイナミクス的枠組みを、オープンで制御された系の解析に用いること。
• 外部の自由な制御に明示的に依存する内部力の役割を明確化すること。
• 力フィードバック結合を通じて、制御された系のシステマティックな合成手法を確立すること。
• より広範な物理的適用性を実現するため、概念をフィールド理論的表現に拡張すること。

提案手法

• 内部力を外部の自由な制御の明示的関数としてモデル化し、それらをフィードバック機構として扱う。
• 自由な制御とインタラクティブフォースの間の動的結合を導入することで、システムの挙動を単純化する。
• フィードバックに基づく力モデルを適用し、制御された系のシステマティックな解析と設計を可能にする。
• 連続体および場のレベルの応用を可能にするために、インタラクティブフォースのフィールド理論的対応を導出する。
• 制御理論的視点から、インタラクティブフォースを動的フィードバックループとして解釈する。
• 離散的および連続的システム、ならびにフィールド理論的拡張を含めた両方のシステムに、このフレームワークを適用する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 外部の制御に明示的に依存する制御された系における内部力は、どのようにシステマティックにモデル化できるか？
• RQ2 フィードバックは、オープンなダイナミカルシステム内でのインタラクティブフォースの生成に果たす役割は何か？
• RQ3 インタラクティブフォースは、制御された系の解析と設計をどのように簡略化するか？
• RQ4 連続体系におけるインタラクティブフォースのフィールド理論的類似物は何か？
• RQ5 自由な制御とインタラクティブフォースの間の結合は、どのように統一的なダイナミカル記述を可能にするか？

主な発見

• インタラクティブフォースは、外部の自由な制御へのフィードバック応答として生じ、動的結合フレームワークを形成する。
• 内部力を制御されたフィードバック効果として扱うことで、システムの解析が簡略化される。
• インタラクティブフォース形式を用いることで、制御された系のシステマティックな合成が可能になる。
• インタラクティブフォースのフィールド理論的拡張が導出され、連続体および場のレベルのシステムへの応用が可能になる。
• このアプローチにより、外部の制御と内部力の生成を結ぶ統一的なダイナミカル記述が提供される。
• 一貫したフィードバック原理に従い、離散的および連続的システムの両方のモデリングがフレームワークでサポートされる。