Dynamics and Control of Nonholonomic and Quantum Systems

非完整和量子系统的动力学和控制

基本信息

项目摘要

This project is a continuation of principal investigator's study of the geometry, dynamics and control of mechanical systems and in particular nonholonomic and quantum systems. The investigator proposes to study the dynamics and control of various mechanical systems with nonholonomic constraints, certain optimal control and navigation problems; and problems in quantum control with particular application to ion traps. In particular the investigator will study nonholonomic systems with symmetries and the relationship of symmetry to dynamics, and nonholonomic integrability and its relationship to measure preservation. The role of the nonholonomic Hamilton-Jacobi equation in integrability will also be studied, as well as the relationship between the inverse theory of Lagrangian systems and nonholonomic systems. The investigator will also consider he dynamics of nonholonomic systems with an infinite number of degrees of freedom with possible applications to the dynamics of elastic rolling solids and sliding flexible blades. He will also study the control of quantum systems, in particular models of coupled oscillator/spin systems which model ion traps. This leads to problems in infinite-dimensional controllability and the study of the control of such systems in the presence of decoherence and dissipation.The theory of nonholonomic dynamics is the study of mechanical systems subject to constraints imposed on velocities. Such constraints are typical for systems consisting of rigid bodies rolling on surfaces without slipping. Nonholonomic systems occur frequently in practical mechanical problems including wheeled vehicles such as cars, bicycles and robots. A particular problem of interest is navigating robots around obstacles. Nonholonomic dynamics is playing an important role in the development of nonlinear control and mechanical systems theory. Quantum control is closely related to the control of nonholonomic systems because of the type of mathematics involved. Many interesting new issues arise however such as the role of dissipation, decoherence and measurement. Quantum control has become very important recently because of applications to quantum computers. We study here a particular system which has been proposed for computing computing: the ion trap. Quantum control provides a very interesting extension of nonholonomic and nonlinear control and has important mathematical issues associated with it. It is hoped that this research will lead to advances in engineering. The proposer continues to collaborate with many engineers and physicists. The proposed program has a strong educational impact. Material related to this research will be used in an advanced dynamics class. The research will also involve the work of Ph.D students and undergraduates.
该项目是首席研究者对机械系统(尤其是非道理和量子系统的几何形状和控制)的研究的延续。研究人员建议研究具有非独立限制,某些最佳控制和导航问题的各种机械系统的动态和控制;以及特定应用于离子陷阱的量子控制中的问题。 特别是,研究者将研究具有对称性的非单面体系统,对称性与动力学的关系以及非实体性的整合性及其与衡量保存的关系。还将研究非自然学的汉密尔顿 - 雅各比方程在集成性中的作用,以及拉格朗日系统与非义学系统的反向理论之间的关系。 研究人员还将考虑具有无限数量自由度的非自我工艺系统的动态,并可能应用于弹性滚动固体和滑动柔性叶片的动力学。他还将研究量子系统的控制,特别是对离子陷阱建模的振荡器/自旋系统的模型。这导致了无限二维可控性的问题,并研究了在具有破坏性和耗散的存在下对此类系统的控制。非实体动力学理论是对受到速度施加约束的机械系统的研究。这些限制是典型的,对于由刚体在表面上滚动而不滑的系统组成的系统。 非独立系统经常发生在实际机械问题中,包括车辆,自行车和机器人等车辆。一个特定的兴趣问题是在障碍物周围导航机器人。 非单学动力学在非线性控制和机械系统理论的发展中起着重要作用。 由于所涉及的数学类型,量子控制与非单身系统的控制密切相关。 然而,出现了许多有趣的新问题,例如耗散,矫正和测量的作用。 由于对量子计算机的应用,量子控制已变得非常重要。我们在这里研究了一种用于计算计算的特定系统:离子陷阱。 量子控制提供了非常有趣的非虚构和非线性控制的扩展,并具有与之相关的重要数学问题。 希望这项研究将导致工程发展。提议者继续与许多工程师和物理学家合作。 拟议的计划具有强大的教育影响。与这项研究相关的材料将用于高级动力学类。 这项研究还将涉及博士学位学生和本科生的工作。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Anthony Bloch其他文献

On the Geometry of Virtual Nonlinear Nonholonomic Constraints
虚拟非线性非完整约束的几何
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Efstratios Stratoglou;A. Simoes;Anthony Bloch;Leonardo J. Colombo
  • 通讯作者:
    Leonardo J. Colombo
Completeness of Riemannian metrics: an application to the control of constrained mechanical systems
黎曼度量的完备性:约束机械系统控制的应用
  • DOI:
    10.48550/arxiv.2311.14969
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jos'e 'Angel Acosta;Anthony Bloch;David Mart'in de Diego
  • 通讯作者:
    David Mart'in de Diego
On two notions of total positivity for partial flag varieties
关于部分标志品种的完全积极性的两个概念
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Anthony Bloch;Steven Karp
  • 通讯作者:
    Steven Karp
Optimal Control with Obstacle Avoidance for Incompressible Ideal Flows of an Inviscid Fluid
无粘流体不可压缩理想流动的避障最优控制
  • DOI:
    10.48550/arxiv.2311.01774
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    A. Simoes;Anthony Bloch;Leonardo J. Colombo
  • 通讯作者:
    Leonardo J. Colombo
Gradient Flows, Adjoint Orbits, and the Topology of Totally Nonnegative Flag Varieties Anthony M. Bloch & Steven N. Karp
梯度流、伴随轨道和完全非负旗簇的拓扑 Anthony M. Bloch

Anthony Bloch的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Anthony Bloch', 18)}}的其他基金

Dynamics, Integrability, and Control of Mechanical and Physical Systems
机械和物理系统的动力学、可积性和控制
  • 批准号:
    2103026
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 21.41万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Dynamics, Integrability, and Control of Mechanical and Nonholonomic Systems
机械和非完整系统的动力学、可积性和控制
  • 批准号:
    1613819
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 21.41万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Dynamics, Integrability and Control of Mechanical and Nonholonomic Systems
机械和非完整系统的动力学、可积性和控制
  • 批准号:
    1207693
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 21.41万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Dynamics, Stability and Stochastic Analysis of Astrophysical Systems
天体物理系统的动力学、稳定性和随机分析
  • 批准号:
    0806756
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 21.41万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Dynamics, Geometry, and Control of Constrained Mechanical Systems
协作研究:约束机械系统的动力学、几何和控制
  • 批准号:
    0604307
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 21.41万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Dynamics, Stabilization and Control of Nonholonomic Systems
合作研究:非完整系统的动力学、稳定性和控制
  • 批准号:
    0305837
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 21.41万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Dynamics and Control of Mechanical Systems
机械系统动力学与控制
  • 批准号:
    0103895
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 21.41万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Dynamics and Control of Mechanical Systems
机械系统动力学与控制
  • 批准号:
    9803181
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    $ 21.41万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Mathematical Sciences: Presidential Young Investigator Award
数学科学:总统青年研究员奖
  • 批准号:
    9496221
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 21.41万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Mathematical Sciences: Presidential Young Investigator Award
数学科学:总统青年研究员奖
  • 批准号:
    9157556
  • 财政年份:
    1991
  • 资助金额:
    $ 21.41万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

高马赫数发动机密封界面液膜急变跨速汽化机理与型槽热平衡控制设计
  • 批准号:
    52375212
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于矩阵方法的电价博弈分析与控制策略研究
  • 批准号:
    62303170
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
在轨扰动影响下空间燃料电池系统的流动沸腾传质机理与抗扰控制研究
  • 批准号:
    52377215
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
分布式电驱动智能车辆主动交互机理及控制机制研究
  • 批准号:
    52372377
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
面向在轨大型结构的空间机器人多机协同接管控制方法研究
  • 批准号:
    52305036
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Dynamics, Integrability, and Control of Mechanical and Nonholonomic Systems
机械和非完整系统的动力学、可积性和控制
  • 批准号:
    1613819
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 21.41万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Dynamics, Integrability and Control of Mechanical and Nonholonomic Systems
机械和非完整系统的动力学、可积性和控制
  • 批准号:
    1207693
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 21.41万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Design of Mechanical and Control Systems for Undulatory Locomotors Based on Dynamics and its Experimental Verification
基于动力学的波动电机机械与控制系统设计及实验验证
  • 批准号:
    22560230
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 21.41万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Study on Dynamics based Intelligence of Hyper-redundant Mechanical Systems with Variable Constraints
变约束超冗余机械系统动力学智能研究
  • 批准号:
    17360105
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 21.41万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Collaborative Research: Dynamics, Stabilization and Control of Nonholonomic Systems
合作研究:非完整系统的动力学、稳定性和控制
  • 批准号:
    0305837
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 21.41万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了