アイザック・マイケル・ロスは、カリフォルニア州モントレーにある海軍大学院の制御と最適化の特別教授兼プログラムディレクターです。彼は、最適制御理論に関する高く評価されている教科書[1]を出版しており、擬スペクトル最適制御理論[2] [3] [4] [5] [6] エネルギーシンク理論[7] [8]地球近傍小惑星と彗星の最適化と偏向[ 9 ] [10] ロボット工学[ 11] [12] 姿勢力学と制御[ 13]軌道力学[14] [15] [16]リアルタイム最適制御[17] [18] 無香料最適制御[19] [20] [21] および連続最適化に関する独創的な論文を発表しています。[22] [23] [24]カン・ロス・ゴング定理、[25] [26] ロスのπ補題、ロスの時定数、ロス・ファールー補題、ロス・ファールー擬スペクトル法は、すべてロスにちなんで名付けられました。[27] [28] [29] [30] [31]スタンフォード大学が発表した報告書によると、[32]ロスは世界のトップ2%の科学者の一人です。
理論的貢献
ロスはエネルギーシンク理論、姿勢力学と制御、惑星防衛に貢献してきましたが、擬似スペクトル最適制御に関する研究で最もよく知られています[27] [28] [29] [ 31] [33]。2001年にロスとファーローは、最初は擬似スペクトル最適制御の特殊な結果として、後に[5]最適制御 の一般的な結果として、共 ベクトルマッピング原理を発表しました。この原理はロス–ファーローの補題に基づいており、これは[28]双対化と離散化が必ずしも可換な操作ではなく、交換を促進するために特定の手順を実行する必要があることを証明しています。離散化が双対化と可換で ある場合、適切な条件下では、離散化の収束の結果としてポンチャギンの最小原理が出現します。ロスは、 F. ファールー、W. カン、Q. ゴングとともに、最適制御問題の擬スペクトル離散化の収束に関する一連の結果を証明した。[26] ロスと彼の同僚は、ルジャンドルとチェビシェフの擬スペクトル離散化が、変動の有界性の緩やかな条件下で問題の最適解に収束することを示した。[26]
ソフトウェア貢献
2001年、ロスは最適制御問題を解くソフトウェアパッケージDIDOを作成した。[34] [35] [36]擬似スペクトル法を利用して、ロスはDIDOを実行するために彼の理論の知識を必要としないユーザーフレンドリなオブジェクトセットを作成した。この研究は、最適制御問題を解くための擬似スペクトル法の研究に使用された。[37] DIDOは、航空宇宙アプリケーション、[38] [39]探索理論、[40]ロボット工学における最適制御問題の解決に使用されている。ロスの構成は他のソフトウェア製品にライセンス供与されており、NASAでは国際宇宙ステーションの飛行に不可欠な問題を解決するために使用されている。[41]
フライト貢献
2006年、NASAはDIDOを使用して国際宇宙ステーションのゼロ燃料操縦[42]を実施した。2007年、SIAM Newsはロスの理論の使用を発表する1ページ記事[41]を掲載した。これにより、他の研究者[37]が擬似スペクトル最適制御理論 の数学を研究するようになった。DIDOは、宇宙ステーションの操縦や、非線形制御システムの自律性と性能効率を組み込むためのさまざまな地上および飛行機器の操作にも使用されている。[25]
受賞歴
2010年、ロスは「擬似スペクトル最適制御の理論、ソフトウェア、飛行実証への先駆的な貢献」によりアメリカ宇宙学会フェローに選出された。また、彼は(ファリバ・ファルーと共同で)「飛行力学の状況を根本的に変え」たとしてAIAA飛行力学制御賞を受賞した。彼の研究はSIAM News、[41] IEEE Control Systems Magazine、[43] IEEE Spectrum、[30]およびSpace Dailyで大きく取り上げられた。[44]
参照
参考文献
- ^ IM Ross、「最適制御におけるポンチャギンの原理入門」、第2版、Collegiate Publishers、サンフランシスコ、カリフォルニア州、2015年。
- ^ ab IM Ross および F. Fahroo、「最適制御システムの共ベクトルの擬似スペクトル変換」、システム構造と制御に関する第 1 回 IFAC シンポジウムの議事録、チェコ共和国プラハ、2001 年 8 月 29 ~ 31 日。
- ^ IM Ross と F. Fahroo、「最適制御問題のルジャンドル擬スペクトル近似」、Lecture Notes in Control and Information Sciences、Vol. 295、Springer-Verlag、2003 年。
- ^ Ross, IM; Fahroo, F. (2004). 「最適制御問題を解決するための擬似スペクトルノッティング法」. Journal of Guidance, Control and Dynamics . 27 (3): 3. doi :10.2514/1.3426.
- ^ ab IM Ross および F. Fahroo、「スイッチ非線形最適制御システムの必要条件の離散検証」、アメリカ制御会議の議事録、招待論文、2004 年 6 月、マサチューセッツ州ボストン。
- ^ Ross, IM; Fahroo, F. (2004). 「微分平坦システムの最適動作計画のための擬似スペクトル法」. IEEE Transactions on Automatic Control . 49 (8): 1410–1413. doi :10.1109/tac.2004.832972. hdl : 10945/29675 . S2CID 7106469.
- ^ Ross, IM (1996). 「駆動ロータを含むシステムの安定条件の定式化」. Journal of Guidance, Control and Dynamics . 19 (2): 305–308. Bibcode :1996JGCD...19..305R. doi :10.2514/3.21619. hdl : 10945/30326 . S2CID 121987998.
- ^ Ross, IM (1993). 「準剛性ジャイロスタットの章動安定性とコアエネルギー」. Journal of Guidance, Control and Dynamics . 16 (4): 641–647. Bibcode :1993JGCD...16..641R. doi :10.2514/3.21062. hdl : 10945/30324 . S2CID 122480792.
- ^ Ross, IM; Park, SY; Porter, SE (2001). 「地球を横切る小惑星の軌道を偏向させるためのデルタVの最適化における地球の重力効果」。Journal of Spacecraft and Rockets . 38 (5): 759–764. doi :10.2514/2.3743. S2CID 123431410.
- ^ Park, SY; Ross, IM (1999). 「地球を横切る小惑星の偏向のための2体最適化」. Journal of Guidance, Control and Dynamics . 22 (3): 415–420. Bibcode :1999JGCD...22..415P. doi :10.2514/2.4413.
- ^ MA Hurni、P. Sekhavat、IM Ross、「無人地上車両のための情報中心の軌道プランナー」、情報システムのダイナミクス:理論とアプリケーション、Springer Optimization and its Applications、2010年、213〜232ページ。
- ^ Gong, Q.; Lewis, LR; Ross, IM (2009). 「自律走行車のための擬似スペクトル運動計画」. Journal of Guidance, Control and Dynamics . 32 (3): 1039–1045. Bibcode :2009JGCD...32.1039G. doi :10.2514/1.39697.
- ^ Fleming, A.; Sekhavat, P.; Ross, IM (2010). 「剛体の最短時間再配向」. Journal of Guidance, Control and Dynamics . 33 (1): 160–170. Bibcode :2010JGCD...33..160F. doi :10.2514/1.43549. S2CID 120117410.
- ^ Ross, I. Michael (2003-07-01). 「J2 摂動を受ける宇宙船の線形動的方程式」. Journal of Guidance, Control, and Dynamics . 26 (4): 657–659. Bibcode :2003JGCD...26..657R. doi :10.2514/2.5095.
- ^ Ross, I. Michael (2002-07-01). 「フォーメーションキーピングへの応用を伴う精密軌道制御のメカニズム」Journal of Guidance, Control, and Dynamics . 25 (4): 818–820. Bibcode :2002JGCD...25..818R. doi :10.2514/2.4951.
- ^ IM Ross、H. Yan、F. Fahroo、「軌道力学における奇妙で突飛な問題」、アメリカ宇宙学会、AAS 論文 01-430、2001 年 7 月~8 月
- ^ Ross, IM; Fahroo, F. (2006). 「最適制御のリアルタイム計算における問題」.数学およびコンピュータモデリング. 43 (9–10): 1172–1188. doi :10.1016/j.mcm.2005.05.021.
- ^ Ross, IM; Sekhavat, P.; Fleming, A.; Gong, Q. (2008). 「最適フィードバック制御: 新しいアプローチの基礎、例、実験結果」. Journal of Guidance, Control and Dynamics . 31 (2): 307–321. Bibcode :2008JGCD...31..307R. CiteSeerX 10.1.1.301.1423 . doi :10.2514/1.29532.
- ^ IM Ross、RJ Proulx、M. Karpenko、「宇宙飛行のための無香料最適制御」、第24回国際宇宙飛行力学シンポジウム(ISSFD)議事録、2014年5月5~9日、メリーランド州ローレル。
- ^ Ross, I. Michael; Proulx, Ronald J.; Karpenko, Mark; Gong, Qi (2015). 「不確実な動的システムに対するリーマン–スティルチェスの最適制御問題」. Journal of Guidance, Control, and Dynamics . 38 (7): 1251–1263. Bibcode :2015JGCD...38.1251R. doi :10.2514/1.G000505. hdl : 10945/48189 .
- ^ Ross, I. Michael; Proulx, Ronald J.; Karpenko, Mark (2015). 「無香料ガイダンス」2015 American Control Conference (ACC) . pp. 5605–5610. doi :10.1109/ACC.2015.7172217. ISBN 978-1-4799-8684-2。
- ^ Ross, IM (2019年7月). 「非線形最適化のための最適制御理論」.計算および応用数学ジャーナル. 354 :39–51. doi : 10.1016/j.cam.2018.12.044 . ISSN 0377-0427.
- ^ Ross, Isaac M. (2023-03-31). 「最適制御理論からの座標降下アルゴリズムの導出」.オペレーションズ・リサーチ・フォーラム. 4 (2). arXiv : 2309.03990 . doi :10.1007/s43069-023-00215-6. ISSN 2662-2556.
- ^ Ross, IM (2023年5月). 「最適化のための最適制御理論を使用したネステロフの加速勾配アルゴリズムの生成」. Journal of Computational and Applied Mathematics . 423 :114968 . arXiv : 2203.17226 . doi :10.1016/j.cam.2022.114968. ISSN 0377-0427.
- ^ ab Ross, IM; Karpenko, M. (2012). 「擬似スペクトル最適制御のレビュー: 理論から飛行まで」。Annual Reviews in Control . 36 (2): 182–197. doi :10.1016/j.arcontrol.2012.09.002.
- ^ abc W. Kang、IM Ross、Q. Gong、「擬似スペクトル最適制御とその収束定理」、非線形制御システムの分析と設計、Springer、pp. 109–124、2008年。
- ^ ab BS Mordukhovich、変分解析と一般化微分、I: 基本理論、Vol. Grundlehren der Mathematischen Wissenschaften [数学科学の基本原理] シリーズの 330、シュプリンガー、ベルリン、2005 年。
- ^ abc W. Kang、「フィードバック線形化システムのルジャンドル擬似スペクトル最適制御の収束率」、Journal of Control Theory and Application、Vol.8、No.4、2010年。pp.391-405。
- ^ ab Jr-; Li, S; Ruths, J.; Yu, TY; Arthanari, H.; Wagner, G. (2011). 「量子制御における最適パルス設計: 統一計算法」。米国科学 アカデミー紀要。108 ( 5): 1879–1884。Bibcode :2011PNAS..108.1879L。doi : 10.1073 / pnas.1009797108。PMC 3033291。PMID 21245345。
- ^ ab N. Bedrossian、M. Karpenko、S. Bhatt、「Overclock My Satellite: Sophisticated Algorithms Boost Satellite Performance on the Cheap」、 IEEE Spectrum、2012年11月。
- ^ ab Stevens, RE; Wiesel, W. (2008). 「電気力学的テザー衛星の大規模時間スケール最適制御」. Journal of Guidance, Control and Dynamics . 32 (6): 1716–1727. Bibcode :2008JGCD...31.1716S. doi :10.2514/1.34897.
- ^ Ioannidis , John PA (2023-10-04). 「2023年10月のデータ更新:「標準化された引用指標の科学全体の著者データベースの更新」」Elsevierデータリポジトリ. 6. doi :10.17632/btchxktzyw.6.
- ^ P. Williams、「Receding Horizon Controlへの擬似スペクトル法の応用」、Journal of Guidance, Control and Dynamics、Vol.27、No.2、pp.310-314、2004年。
- ^ Conway, Bruce A. ( 2011-09-15). 「連続動的システムの数値最適化に利用可能な方法の調査」。最適化理論と応用ジャーナル。152 (2): 271–306。doi : 10.1007 /s10957-011-9918-z。ISSN 0022-3239。S2CID 10469414 。
- ^ B. Honegger、「NPS教授のソフトウェアのブレークスルーにより宇宙でのゼロ推進剤操縦が可能に」Navy.mil。米国海軍。2007年4月20日。(2011年9月11日) http://www.elissarglobal.com/wp-content/uploads/2011/07/Navy_News.pdf 2016年3月4日にWayback Machineにアーカイブ。
- ^ Ross, Isaac (2020). 「DIDO 最適制御ツールボックスの機能強化」. arXiv : 2004.13112 [math.OC].
- ^ ab Q. Gong、W. Kang、N. Bedrossian、F. Fahroo、P. Sekhavat、K. Bollino、「軍事および産業用アプリケーション向け擬似スペクトル最適制御」、第 46 回 IEEE 意思決定および制御会議、ルイジアナ州ニューオーリンズ、pp. 4128–4142、2007 年 12 月。
- ^ AM Hawkins、「駐機軌道からの軟月着陸の制約軌道最適化」、 SM 論文、マサチューセッツ工科大学航空宇宙学部、2005 年。http://dspace.mit.edu/handle/1721.1/32431
- ^ JR Rea、「打ち上げロケットの軌道を迅速に最適化するためのルジャンドル擬似スペクトル法」、 SM 論文、マサチューセッツ工科大学航空宇宙学部、2001 年。http://dspace.mit.edu/handle/1721.1/8608
- ^ ストーン、ローレンス、ロイセット、ヨハネス、ウォッシュバーン、アラン(2016)。動くターゲットの最適探索。スイス:シュプリンガー。pp. 155–188。ISBN 978-3-319-26897-2。
- ^ abc W. Kang および N. Bedrossian、「擬似スペクトル最適制御理論が初飛行」、SIAM News、第 40 巻、1 ページ、2007 年。
- ^ 「国際宇宙ステーションのゼロ推進剤操作(ZPM)デモンストレーション(ZPM) - 07.29.14」NASA。
- ^ NS Bedrossian、S. Bhatt、W. Kang、およびIM Ross、「Zero-Propellant Maneuver Guidance」、IEEE Control Systems Magazine、2009年10月(特集記事)、pp 53–73。
- ^ TRACE 宇宙船の新しい旋回手順、Space Daily、2010 年 12 月 28 日
外部リンク
- エリサーグローバル
