ДОСЛІДЖЕННЯ СТРУКТУРНОЇ ВЛАСТИВОСТІ КЕРОВАНОСТІ ЗА ВИХОДОМ ДИНАМІЧНОЇ СИСТЕМИ З ГІРОСКОПІЧНОЮ СТРУКТУРОЮ У РАЗІ ДІЇ ДИСИПАТИВНИХ СИЛ ТА СИЛ РАДІАЛЬНОЇ КОРЕКЦІЇ З УРАХУВАННЯМ ПЕВНОГО НЕЛІНІЙНОГО ЗМІШАНОГО ВИДУ ЗОВНІШНІХ ЗБУРЕНЬ

Ключові слова: динамічна система, гіроскопічна система, зовнішні збурення, модель у змінних стану, керованість за виходом, матриця керованості за виходом

Анотація

Дослідження присвячене питанню аналізу керованості за виходом динамічної системи з гіроскопічною структурою у разі дії дисипативних сил та сил радіальної корекції з урахуванням певного нелінійного змішаного виду зовнішніх збурень, динаміка руху якої описується за допомогою побудованих за вихідними математичними моделями «вхід – вихід» математичних моделей «вхід – стан – вихід» для n - та 2n -мірної розмірності простору стану, які являють собою системи лінійних неоднорідних диференціальних та алгебраїчних рівнянь зі складеною нелінійною правою частиною, та кожна з яких подається у двох формах залежно від існування та відсутності можливості об’єднання зовнішніх збурень, що діють на досліджувану систему. За кожною з одержаних форм моделей «вхід – стан – вихід» проведено аналіз керованості за виходом системи, на основі якого встановлено, що для аналізованої системи виконуються умови повної керованості відносно вихідних змінних, що означає, що область керованості за виходом системи співпадає зі всім простором виходу системи, у який може бути переведено вихід системи за кінцевий час, причому на результати аналізу керованості за виходом досліджуваної системи впливають тільки результати дослідження однієї з отриманих матриць керованості, складеної для випадку наявної можливості об’єднання збурюючих сил у моделі в n - або 2n -мірному просторі стану системи. Використання інших форм подання моделей системи виявилось менш затребуваним у зв’язку з ускладненням відповідної матриці керованості за виходом поряд зі співпадінням отриманих результатів для зазначених моделей. Отримані результати є справедливими для систем будь-якої розмірності і можуть бути використані для розширення використання досліджуваних математичних моделей та підвищення динамічних властивостей досліджуваного об’єкта.

Посилання

1. Новицкий В.В. Керування гіроскопічними системами та інші задачі аналітичної механіки. Праці Інституту математики НАН України. Математика та її застосування. Київ : Інститут математики НАН України. 2008. Т. 78. 124 с.
2. Кириченко Н.Ф., Матвиенко В.Т. Оптимальный синтез структур для линейных систем управления. Проблемы управления и информатики. 1996. № 1, 2. С. 162–171.
3. Лазарєв Ю.Ф., Бондар П.М. Основи теорії чутливих елементів систем орієнтації. Київ : Політех, 2010. 625 с.
4. Леонтьева В.В., Кондратьева Н.А. Вопросы методологии анализа, управления, регулирования, идентификации и наблюдения гироскопических систем. Вісник Запорізького національного університету : збірник наукових статей. Фізико-математичні науки. Запоріжжя : ЗНУ. № 2, 2017. С. 157–169.
5. Меркин Д.Р. Гироскопические системы. Москва : Наука, 1974. 344 с.
6. Chen С.T. Linear system theory and design. New York : Oxford University press, 1999. 334 p.
7. Kvakernaak H., Siwan R. Linear Optimal Control Systems. New York : Wiley-lnterscience, 1972. 575 p.
8. Шэнь К., Неусыпин К. А. Исследование критериев степеней наблюдаемости, управляемости и идентифицируемости линейных динамических систем. Мехатроника, автоматизация, управление. 2016. № 17 (11). С. 723–731.
9. Ким Д.П. Теория автоматического управления. Т. 2. Многомерные, нелинейные, оптимальные и адаптивные системы. Москва : ФИЗМАТЛИТ, 2016. 440 с.
10. Qiu D., Wang Q., Zhou Y. Steady-state output controllability and output controllability of linear systems. Computational Intelligence and Industrial Applications. Wuhan, China : IEEExplore, 2009. P. 147–150.
11. Danhane B., Lohéac J., Jungers M. Contributions to output controllability for Linear Time Varying systems. IEEE Control Systems Letters. 2021. No. 6. P. 1064–1069.
12. Lazar M., Lohéac J. Output controllability in a long-time horizon. Automatica. 2020. Vol. 113, P. 108762.
13. Dath M., Jouan P. Controllability of linear systems on Heisenberg groups Hn. International Journal of Control. 2021. Vol. 94:4. P. 1010–1019.
14. Moreau C. Local Controllability of a Magnetized Purcell’s Swimmer. IEEE Control Systems Letters. 2019. Vol. 3:3. P. 637–642.
15. Jafarpour S. On Small-Time Local Controllability. SIAM Journal on Control and Optimization. 2019. Vol. 58:1. P. 425–446.
16. Vrabel R. Local null controllability of the control-affine nonlinear systems with time-varying disturbances. European Journal of Control. 2018. Vol. 40. P. 80–86.
17. Леонтьева В.В., Кондратьева Н.А. Керованість динамічної системи з гіроскопічною структурою при дії дисипативних сил та сил радіальної корекції з урахуванням певного нелінійного змішаного виду зовнішніх збурень. Вісник Запорізького національного університету : збірник наукових статей. Фізико-математичні науки. Запоріжжя : ЗНУ. № 2, 2019. С. 90–100.
18. Doḿınguez-Garćıa J.L., Garćıa-Planas M.I. Output controllability and steady-output controllability analysis of fixed speed wind turbine. 5th International Conference on Physics and Control (PhysCon 2011). Leon, Spain, 5–8 of September of 2011: proceedings. St. Petersburg : The Laboratory «Control of Complex Systems», IPME RAS. 2011. P. 1–5.
19. Леонтьєва В.В., Кондрат’єва Н.О., Єлховська Я.А. Ідентифікованість за станом динамічної системи з гіроскопічною структурою при дії дисипативних сил та сил радіальної корекції з урахуванням певного нелінійного змішаного виду зовнішніх збурень. Вісник Запорізького національного університету : збірник наукових статей. Фізико-математичні науки. Запоріжжя : ЗНУ. 2020. № 1. C. 46–54.
Опубліковано
2023-03-17
Як цитувати
Леонтьєва, В. В., Кондрат’єва, Н. О., & Єременко, А. О. (2023). ДОСЛІДЖЕННЯ СТРУКТУРНОЇ ВЛАСТИВОСТІ КЕРОВАНОСТІ ЗА ВИХОДОМ ДИНАМІЧНОЇ СИСТЕМИ З ГІРОСКОПІЧНОЮ СТРУКТУРОЮ У РАЗІ ДІЇ ДИСИПАТИВНИХ СИЛ ТА СИЛ РАДІАЛЬНОЇ КОРЕКЦІЇ З УРАХУВАННЯМ ПЕВНОГО НЕЛІНІЙНОГО ЗМІШАНОГО ВИДУ ЗОВНІШНІХ ЗБУРЕНЬ. Computer Science and Applied Mathematics, (2), 5-17. https://doi.org/10.26661/2786-6254-2022-2-01
Розділ
РОЗДІЛ I. ПРИКЛАДНА МАТЕМАТИКА

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають