أنا. مايكل روس

إسحاق مايكل روس أستاذ متميز ومدير برنامج التحكم والتحسين في كلية الدراسات العليا البحرية في مونتيري، كاليفورنيا. وقد نشر كتابًا مرجعيًا مرموقًا للغاية حول نظرية التحكم الأمثل [ 1 ] وأوراقًا بحثية رائدة في نظرية التحكم الأمثل شبه الطيفي ، [ 2 ] ونظرية مصارف الطاقة، [ 3 ] وتحسين وانحراف الكويكبات والمذنبات القريبة من الأرض ، [ 4 ] والروبوتات ، [ 5 ] [ 6 ] وديناميكيات التحكم في الوضع ، وميكانيكا المدارات، [ 7 ] والتحكم الأمثل في الوقت الحقيقي، [ 8 ] [ 9 ] والتحكم الأمثل غير الخطي، [ 10 ] والتحسين المستمر [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] وتوجيه ومراقبة المناورات الجوية. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] سُميت نظرية كانغ-روس-غونغ، [ 18 ] [ 19 ] ونظرية روس باي ، وثابت روس الزمني، ونظرية روس-فاهرو ، وطريقة روس-فاهرو الطيفية الزائفة ، جميعها نسبةً إليه. [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] ووفقًا لتقرير نشرته جامعة ستانفورد، [ 25 ] يُعد روس من بين أفضل 2% من علماء العالم.

المساهمات النظرية

على الرغم من إسهامات روس في نظرية مصارف الطاقة، وديناميكيات التحكم في الوضع [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] ، والدفاع الكوكبي [ 29 ] ، إلا أنه اشتهر [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 24 ] [ 30 ] بعمله في مجال التحكم الأمثل شبه الطيفي [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] . في عام 2001، أعلن روس وفارو [ 2 ] مبدأ رسم الخرائط المتجهة ، أولًا كنتيجة خاصة في التحكم الأمثل شبه الطيفي ، ثم [ 31 ] كنتيجة عامة في التحكم الأمثل . استند هذا المبدأ إلى مبرهنة روس-فارو التي تثبت [ 21 ] أن الازدواجية والتقطيع ليسا بالضرورة عمليتين تبادليتين، وأنه يجب اتخاذ خطوات معينة لتعزيز التبادلية. عندما يكون التقطيع تبادليًا مع الازدواجية، فإنه في ظل شروط مناسبة، يظهر مبدأ بونترياجين الأدنى كنتيجة لتقارب التقطيع . وقد أثبت روس، بالتعاون مع ف. فاهرو ، و. كانغ، و ك. غونغ، سلسلة من النتائج حول تقارب التقطيعات الطيفية الزائفة لمسائل التحكم الأمثل. [ 19 ] كما بيّن روس وزملاؤه أن تقطيعات ليجندر وتشيبشيف الطيفية الزائفة تتقارب إلى حل أمثل للمسألة في ظل شرط محدودية التغيرات. [ 19 ]

مساهمات البرمجيات

في عام ٢٠٠١، ابتكر روس برنامج DIDO ، وهو حزمة برمجية لحل مسائل التحكم الأمثل . [ ٣٥ ] [ ٣٦ ] [ ٣٧ ] وبفضل استخدام أساليب الأطياف الزائفة ، صمم روس مجموعة من العناصر سهلة الاستخدام لا تتطلب أي معرفة بنظريته لتشغيل DIDO. وقد استُخدم هذا العمل في مجال أساليب الأطياف الزائفة لحل مسائل التحكم الأمثل. [ ٣٨ ] يُستخدم DIDO لحل مسائل التحكم الأمثل في تطبيقات الفضاء الجوي، [ ٣٩ ] [ ٤٠ ] ونظرية البحث، [ ٤١ ] والروبوتات . وقد رُخِّصت بنى روس لمنتجات برمجية أخرى، واستخدمتها وكالة ناسا لحل مسائل بالغة الأهمية لرحلات محطة الفضاء الدولية . [ ٤٢ ]

مساهمات الرحلات

في عام 2006، استخدمت وكالة ناسا برنامج DIDO لتنفيذ مناورة بدون وقود [ 43 ] لمحطة الفضاء الدولية . وفي عام 2007، نشرت مجلة SIAM News مقالًا في الصفحة الأولى [ 42 ] يُعلن عن استخدام نظرية روس. وقد دفع هذا باحثين آخرين [ 38 ] إلى استكشاف رياضيات نظرية التحكم الأمثل شبه الطيفي . يُستخدم برنامج DIDO أيضًا لمناورة محطة الفضاء وتشغيل مختلف المعدات الأرضية والجوية لدمج الاستقلالية وكفاءة الأداء لأنظمة التحكم غير الخطية . [ 18 ]

الجوائز والتكريمات

في عام ٢٠١٠، انتُخب روس زميلًا في الجمعية الأمريكية للملاحة الفضائية تقديرًا لإسهاماته الرائدة في نظرية وبرمجيات وتطبيقات التحكم الأمثل شبه الطيفي . كما حصل (بالاشتراك مع فريبا فهرو ) على جائزة AIAA لميكانيكا الطيران والتحكم فيه، تقديرًا لإسهاماته في تغيير مجال ميكانيكا الطيران جذريًا. وقد تصدّرت أبحاثه عناوين الصحف في مجلات SIAM News [ ٤٢ ] و IEEE Control Systems Magazine [ ٤٤ ] و IEEE Spectrum [ ٢٣ ] و Space Daily [ ٤٥ ] .

انظر أيضاً

مراجع

  1. IM Ross, A Primer on Pontryagin's Principle in Optimal Control , Second Edition, Collegiate Publishers, San Francisco, CA, 2015.
  2. 1 2 مايكل روس، آي.؛ فهرو، فريبا (2001). "تحويل طيفي زائف لمتجهات أنظمة التحكم الأمثل". مجلدات وقائع الاتحاد الدولي للتحكم الآلي . 34 (13): 543-548 . doi : 10.1016/S1474-6670(17)39048-1 .
  3. روس، آي إم (1996). "صياغة شروط الاستقرار للأنظمة التي تحتوي على دوارات مدفوعة". مجلة التوجيه والتحكم والديناميكا . 19 (2): 305-308 . Bibcode : 1996JGCD...19..305R . doi : 10.2514/3.21619 . hdl : 10945/30326 . S2CID 121987998 . 
  4. روس، آي إم؛ بارك، إس واي؛ بورتر، إس إي (2001). "تأثيرات جاذبية الأرض في تحسين دلتا-في لتغيير مسار الكويكبات العابرة للأرض". مجلة المركبات الفضائية والصواريخ . 38 (5): 759-764 . doi : 10.2514/2.3743 . S2CID 123431410 . 
  5. هورني، مايكل أ.؛ سيكافات، بويا؛ روس، آي. مايكل (2010). "مخطط مسار مُركّز على المعلومات للمركبات الأرضية غير المأهولة". ديناميكيات نظم المعلومات . سبرينغر. التحسين وتطبيقاته. المجلد 40. الصفحات 213-232 . doi : 10.1007/978-1-4419-5689-7_11 . ISBN   978-1-4419-5688-0.
  6. غونغ، كيو؛ لويس، إل آر؛ روس، آي إم (2009). "تخطيط الحركة الطيفي الزائف للمركبات ذاتية القيادة". مجلة التوجيه والتحكم والديناميكا . 32 (3): 1039-1045 . Bibcode : 2009JGCD...32.1039G . doi : 10.2514/1.39697 .
  7. آي إم روس، إتش يان، وإف فارو، "مشكلة غريبة وغير مألوفة في ميكانيكا المدارات"، الجمعية الأمريكية للملاحة الفضائية، ورقة بحثية رقم 01-430، يوليو-أغسطس 2001
  8. روس، آي إم؛ فاهروه، إف. (2006). "قضايا في الحساب الفوري للتحكم الأمثل". النمذجة الرياضية والحاسوبية . 43 ( 9-10 ): 1172-1188 . doi : 10.1016/j.mcm.2005.05.021 .
  9. روس، آي إم؛ سيكافات، بي؛ فليمنج، إيه؛ جونغ، كيو (2008). "التحكم الأمثل بالتغذية الراجعة: أسس وأمثلة ونتائج تجريبية لنهج جديد". مجلة التوجيه والتحكم والديناميكا . 31 (2): 307-321 . Bibcode : 2008JGCD...31..307R . CiteSeerX 10.1.1.301.1423 . doi : 10.2514/1.29532 . 
  10. IM Ross و RJ Proulx و M. Karpenko، "التحكم الأمثل غير المعتمد على الروائح لرحلات الفضاء"، وقائع الندوة الدولية الرابعة والعشرين حول ديناميكيات رحلات الفضاء (ISSFD) ، 5-9 مايو 2014، لوريل، ماريلاند.
  11. روس، آي إم (يوليو 2019). "نظرية التحكم الأمثل للتحسين غير الخطي" . مجلة الرياضيات الحسابية والتطبيقية . 354 : 39-51 . doi : 10.1016/j.cam.2018.12.044 . ISSN 0377-0427 . 
  12. روس، إسحاق م. (31 مارس 2023). "اشتقاق خوارزميات هبوط الإحداثيات من نظرية التحكم الأمثل" . منتدى بحوث العمليات . 4 (2) 31. arXiv : 2309.03990 . doi : 10.1007/s43069-023-00215-6 . ISSN 2662-2556 . 
  13. روس، آي إم (مايو 2023). "توليد خوارزمية التدرج المُسرّع لنيستروف باستخدام نظرية التحكم الأمثل للتحسين" . مجلة الرياضيات الحسابية والتطبيقية . 423 114968. arXiv : 2203.17226 . doi : 10.1016/j.cam.2022.114968 . ISSN 0377-0427 . 
  14. روس، آي. مايكل؛ نيكلسون، جون سي. (مايو 1998). "أمثلية مناورة الطيران المقيدة بمعدل التسخين" . مجلة المركبات الفضائية والصواريخ . 35 (3): 361-364 . Bibcode : 1998JSpRo..35..361R . doi : 10.2514/2.3335 . ISSN 0022-4650 . 
  15. سبريسترباخ، توماس؛ روس، آي. (10 أغسطس 1992). "تأثير معدل التسخين على كفاءة استهلاك الوقود في مناورات الطيران الانسيابي والانعطاف الحاد" . مؤتمر ديناميكا الفضاء . المعهد الأمريكي للملاحة الجوية والفضائية. doi : 10.2514/6.1992-4642 .
  16. روس، آي إم (1991). "إيروبانغ: مناورة جديدة لتغيير المستوى التآزري". التقدم في علوم الملاحة الفضائية: الديناميكا الفضائية 1991. 76 : 1789-1808 .
  17. روس، آي إم (1997). "بعض الشروط الضرورية لتحقيق أمثلية المناورات التآزرية". التقدم في علوم الملاحة الفضائية: ميكانيكا رحلات الفضاء 1997. 95 : 569-581 .
  18. 1 2 روس، آي إم؛ كاربينكو، إم. (2012). "مراجعة للتحكم الأمثل الطيفي الزائف: من النظرية إلى الطيران". المراجعات السنوية في التحكم . 36 (2): 182-197 . doi : 10.1016/j.arcontrol.2012.09.002 .
  19. 1 2 3 كانغ، وي؛ روس، آي. مايكل؛ غونغ، تشي (2008). "التحكم الأمثل شبه الطيفي ونظريات تقاربه". تحليل وتصميم أنظمة التحكم غير الخطية . ص 109-124 . doi : 10.1007/978-3-540-74358-3_8 . ISBN  978-3-540-74357-6.
  20. 1 2 ب.س. موردوخوفيتش، التحليل التغايري والتمايز المعمم، I: النظرية الأساسية، المجلد. 330 من سلسلة Grundlehren der Mathematischen Wissenschaften [المبادئ الأساسية للعلوم الرياضية]، سبرينغر، برلين، 2005.
  21. 1 2 3 كانغ، وي (2010). "معدل التقارب للتحكم الأمثل الطيفي الزائف لليجندر للأنظمة الخطية ذات التغذية الراجعة". مجلة نظرية التحكم وتطبيقاتها . 8 (4): 391-405 . doi : 10.1007/s11768-010-9104-0 .
  22. 1 2 Jr-؛ لي، إس؛ روثس، جيه؛ يو، تي واي؛ أرثاناري، إتش؛ فاغنر، جي. (2011). " التصميم الأمثل للنبضات في التحكم الكمي: طريقة حسابية موحدة" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 108 (5): 1879-1884 . Bibcode : 2011PNAS..108.1879L . doi : 10.1073/pnas.1009797108 . PMC 3033291. PMID 21245345 .  
  23. 1 2 بيدروسيان، نازاريث؛ كاربينكو، مارك؛ بهات، ساجار (2012). "زيادة سرعة قمري الصناعي". مجلة IEEE Spectrum . 49 (11): 54-62 . doi : 10.1109/MSPEC.2012.6341207 .
  24. 1 2 ستيفنز، ر. إي.؛ ويزل، و. (2008). "التحكم الأمثل واسع النطاق الزمني لقمر صناعي كهروديناميكي مربوط بحبل" . مجلة التوجيه والتحكم والديناميكا . 32 (6): 1716-1727 . Bibcode : 2008JGCD...31.1716S . doi : 10.2514/1.34897 .
  25. ^ يوانيديس ، جون بنسلفانيا (2023/10/04). ""تحديث بيانات أكتوبر 2023 لـ "قواعد بيانات المؤلفين المحدثة على مستوى العلوم لمؤشرات الاستشهاد الموحدة""" . مستودع بيانات إلسيفير . 6 . doi : 10.17632/btchxktzyw.6 .
  26. فليمنج، أ.؛ سيكافات، ب.؛ روس، إم. إم. (2010). "إعادة توجيه جسم صلب في أقل وقت ممكن". مجلة التوجيه والتحكم والديناميكا . 33 (1): 160-170 . Bibcode : 2010JGCD...33..160F . doi : 10.2514/1.43549 . S2CID 120117410 . 
  27. روس، آي. مايكل (2003-07-01). "معادلات ديناميكية خطية للمركبات الفضائية الخاضعة لاضطرابات J2" . مجلة التوجيه والتحكم والديناميكا . 26 (4): 657-659 . Bibcode : 2003JGCD...26..657R . doi : 10.2514/2.5095 .
  28. روس، آي. مايكل (1 يوليو 2002). "آلية للتحكم الدقيق في المدار مع تطبيقات للحفاظ على التشكيل" . مجلة التوجيه والتحكم والديناميكا . 25 (4): 818-820 . Bibcode : 2002JGCD...25..818R . doi : 10.2514/2.4951 .
  29. بارك، إس واي؛ روس، آي إم (1999). "تحسين ثنائي الجسم لتغيير مسار الكويكبات العابرة للأرض". مجلة التوجيه والتحكم والديناميكا . 22 (3): 415-420 . Bibcode : 1999JGCD...22..415P . doi : 10.2514/2.4413 .
  30. ويليامز، بول (2004). "تطبيق أساليب الطيف الزائف للتحكم في الأفق المتراجع". مجلة التوجيه والتحكم والديناميكا . 27 (2): 310-314 . Bibcode : 2004JGCD...27..310W . doi : 10.2514/1.5118 .
  31. 1 2 روس، إم آي؛ فاهرو، إف. (2004). "التحقق المنفصل من الشروط اللازمة لأنظمة التحكم الأمثل غير الخطية المبدلة". وقائع مؤتمر التحكم الأمريكي لعام 2004. الصفحات 1610-1615، المجلد 2. doi : 10.23919/ACC.2004.1386807 . ISBN  0-7803-8335-4.
  32. روس، آي. مايكل؛ فهرو، فريبا (2004). "تقريبات ليجندر شبه الطيفية لمسائل التحكم الأمثل". اتجاهات جديدة في الديناميكيات غير الخطية والتحكم وتطبيقاتها . سلسلة محاضرات في علوم التحكم والمعلومات. المجلد 295. الصفحات 327-342 . doi : 10.1007/978-3-540-45056-6_21 . ISBN   978-3-540-40474-3.
  33. روس، آي إم؛ فاهروه، إف. (2004). "طرق العقد الطيفية الزائفة لحل مسائل التحكم الأمثل" . مجلة التوجيه والتحكم والديناميكا . 27 (3): 3. doi : 10.2514/1.3426 .
  34. روس، آي إم؛ فاهروه، إف. (2004). "طرق شبه طيفية للتخطيط الأمثل لحركة الأنظمة المسطحة تفاضليًا" . معاملات IEEE في التحكم الآلي . 49 (8): 1410-1413 . Bibcode : 2004ITAC...49.1410R . doi : 10.1109/tac.2004.832972 . hdl : 10945/29675 . S2CID 7106469 . 
  35. كونواي، بروس أ. (15 سبتمبر 2011). "دراسة استقصائية للطرق المتاحة للتحسين العددي للأنظمة الديناميكية المستمرة" . مجلة نظرية التحسين وتطبيقاتها . 152 (2): 271-306 . doi : 10.1007/s10957-011-9918-z . ISSN 0022-3239 . S2CID 10469414 .  
  36. ب. هونغر، "إنجاز برمجي لأستاذ في كلية الدراسات العليا البحرية يسمح بمناورات بدون وقود في الفضاء". Navy.mil. البحرية الأمريكية. 20 أبريل 2007. (11 سبتمبر 2011) http://www.elissarglobal.com/wp-content/uploads/2011/07/Navy_News.pdf مؤرشف في 4 مارس 2016 على موقع Wayback Machine .
  37. روس، إسحاق (2020). "تحسينات على مجموعة أدوات التحكم الأمثل DIDO". arXiv : 2004.13112 [ math.OC ].
  38. 1 2 تشي غونغ؛ وي كانغ؛ بيدروسيان، نازاريث س.؛ فهرو، فريبا؛ بويا سيخافات؛ بولينو، كيفن (2007). "التحكم الأمثل شبه الطيفي للتطبيقات العسكرية والصناعية". المؤتمر السادس والأربعون لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات حول التحكم واتخاذ القرارات، 2007. الصفحات 4128-4142 . doi : 10.1109/CDC.2007.4435052 . ISBN  978-1-4244-1497-0.
  39. إيه إم هوكينز، تحسين المسار المقيد للهبوط الناعم على سطح القمر من مدار ركن، رسالة ماجستير، قسم هندسة الطيران والفضاء، معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، 2005. http://dspace.mit.edu/handle/1721.1/32431
  40. جيه آر ريا، طريقة ليجندر شبه الطيفية للتحسين السريع لمسارات مركبات الإطلاق، رسالة ماجستير، قسم هندسة الطيران والفضاء، معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، 2001. http://dspace.mit.edu/handle/1721.1/8608
  41. ستون، لورانس؛ رويسيت، يوهانس؛ واشبورن، آلان (2016). البحث الأمثل عن الأهداف المتحركة . سويسرا: سبرينغر. ص 155-188 . ISBN  978-3-319-26897-2.
  42. 1 2 3 W. Kang and N. Bedrossian, "Pseudospectral Optimal Control Theory Makes Debut Flight", SIAM News , Vol. 40, Page 1, 2007.
  43. "عرض مناورة بدون وقود (ZPM) لمحطة الفضاء الدولية - 29/07/2014" . ناسا.
  44. NS Bedrossian, S. Bhatt, W. Kang, and IM Ross, Zero-Propellant Maneuver Guidance, IEEE Control Systems Magazine , October 2009 (Feature Article), pp 53–73.
  45. إجراءات التوجيه الجديدة لمركبة TRACE الفضائية، سبيس ديلي ، 28 ديسمبر 2010