Algebraic-geometric techniques for the feedback classification and robustness of the optimal control of a pair of Bloch equations with application to Magnetic Resonance Imaging

submittedThe aim of this article is to classify the singular trajectories associated with the optimal control problems of a pair of controlled Bloch equations. The motivation is to analyze the robustness of the optimal solutions to the contrast and the time-minimal saturation problem, in magnetic resonance imaging, with respect to the parameters and B1-inhomogeneity. For this purpose, we use various computer algebra algorithms and methods to study solutions of polynomial systems of equations and inequalities which are used for classification issues: Gröbner basis, cylindrical algebraic decomposition of semi-algebraic sets, Thom's isotopy lemma.L'objectif de cet article est de classifier les trajectoires singulières associées aux problèmes de contrôle optimaux d'une paire d'équations de Bloch contrôlées. La motivation est d'analyser la robustesse de la solution optimale du problème de contraste et de multisaturation en temps minimal, en imagerie par résonance magnétique nucléaire, par rapport aux paramètres et les inhomogénéités B1. On utilise le calcul symbolique pour étudier les solutions de systèmes polynomiaux d'équations et d'inéquations dans les problèmes de classification : base de Gröbner, décomposition algébrique cylindrique des ensembles semi-algébriques et le lemme d'isotopie de Thom