<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">novtexmech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Мехатроника, автоматизация, управление</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1684-6427</issn><issn pub-type="epub">2619-1253</issn><publisher><publisher-name>Commercial Publisher «New Technologies»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">novtexmech-352</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>МЕТОДЫ ТЕОPИИ АВТОМАТИЧЕСКОГО И АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПPАВЛЕНИЯ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>METHODS OF THE THEORY OF AUTOMATIC CONTROL</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Алгоритм робастного управления линейными объектами с векторными входами-выходами в условии насыщения сигнала управления</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Robust Control Algorithm for Linear MIMO Plants in Conditions of Saturation of the Control Signal</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Фуртат</surname><given-names>И. Б.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Furtat</surname><given-names>I. B.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">cainenash@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Институт проблем машиноведения РАН, Университет ИТМО</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Institute of Problems of Mechanical Engineering, Russian Academy of Sciences, ITMO University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2016</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>28</day><month>08</month><year>2018</year></pub-date><volume>17</volume><issue>9</issue><fpage>579</fpage><lpage>587</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Commercial Publisher «New Technologies», 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><license xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice" xlink:type="simple"><license-p>https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/article/view/352">https://mech.novtex.ru/jour/article/view/352</self-uri><abstract><p>Предложен алгоритм робастного управления линейными динамическими объектами с векторными входами и выходами в условии параметрической неопределенности и внешних ограниченных возмущений. Рассмотрена задача слежения выхода объекта управления за эталонным сигналом. Предложенный алгоритм обобщен на случай заданных ограничений функции управления. Приведены условия на параметры объекта, эталонной модели и регулятора, при выполнении которых система управления будет работоспособной.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The paper describes the robust control algorithm for the linear dynamic multi input multi output plants in the conditions of parametric uncertainties, external bounded disturbances and saturation of the input signal. Firstly, the author proposed the disturbance compensation algorithm, which ensured tracking of a plant output to the reference signal with a given accuracy without constraints in the control signal. It is shown that the structure of the control law does not depend on the dynamical order of the plant model. Therefore, the proposed algorithm can be used for the structural uncertainty plants. Besides, the proposed result generalizes some control algorithms, such as the consecutive compensator designed by A. A. Bobtsov, the algorithm based on a high gain observer proposed by H. Khalil and the auxiliary loop algorithm designed by A. M. Tsykunov. Secondly, the proposed algorithm is generalized for the case, when a control signal belongs to the given bounded set. The approximation algorithm of saturation of nonlinearity and the disturbance compensation algorithm for the design of the control law are used. The conditions depending on the parameters of the plant, the reference model and the algorithm for implementation of the control system under perturbations and control constraints are presented. The author considers two examples for the single input single output plant and the multi input multi output plant. The simulation results illustrate the efficiency of the proposed algorithm and confirm the analytical results. The theorem of the sum of the stable polynomials proposed by A. Feuer, A. S. Morse, K. S. Narendra and L. S. Valavani is generalized on the structural uncertainty polynomials and matrix polynomials for the proof of the closed-loop stability.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>объект управления с векторными входами и выходами</kwd><kwd>робастное управление</kwd><kwd>насыщение сигнала управления</kwd><kwd>компенсация возмущений</kwd><kwd>MIMO plant</kwd><kwd>robust control</kwd><kwd>saturation control signal</kwd><kwd>disturbance compensation</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мирошник И. В., Никифоров В. О., Фрадков А. Л. Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами. СПб.: Наука, 2000.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Мирошник И. В., Никифоров В. О., Фрадков А. Л. Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами. СПб.: Наука, 2000.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Atassi A. N., Khalil H. K. A separation principle for the stabilization of class of nonlinear systems // IEEE Trans. on Automat. Control. 1999. V. 44. N. 9. P. 1672-1687.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Atassi A. N., Khalil H. K. A separation principle for the stabilization of class of nonlinear systems // IEEE Trans. on Automat. Control. 1999. V. 44. N. 9. P. 1672-1687.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бобцов А. А. Синтез закона управления для стабилизации нелинейной системы по измерениям выхода // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2004. № 3. С. 40-45.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Бобцов А. А. Синтез закона управления для стабилизации нелинейной системы по измерениям выхода // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2004. № 3. С. 40-45.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бобцов А. А., Шаветов С. В. Управление по выходу линейным параметрически неопределенным объектом в условиях возмущающих воздействий и неучтенной динамики // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. 2011. № 1 (71). С. 33-39.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Бобцов А. А., Шаветов С. В. Управление по выходу линейным параметрически неопределенным объектом в условиях возмущающих воздействий и неучтенной динамики // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. 2011. № 1 (71). С. 33-39.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Цыкунов А. М. Алгоритм робастного управления нестационарным линейным объектом с компенсацией возмущений // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2008. № 4. С. 33-40.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Цыкунов А. М. Алгоритм робастного управления нестационарным линейным объектом с компенсацией возмущений // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2008. № 4. С. 33-40.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Цыкунов А. М. Алгоритм робастного управления линейными динамическими объектами по выходу // Мехатроника, автоматизация, управление. 2010. № 3. С. 9-14.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Цыкунов А. М. Алгоритм робастного управления линейными динамическими объектами по выходу // Мехатроника, автоматизация, управление. 2010. № 3. С. 9-14.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Lozier J. C. A steady-state approach to the theory of saturable servo systems // IRE Trans. on Automatic Control. 1956. May. P. 19-39.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lozier J. C. A steady-state approach to the theory of saturable servo systems // IRE Trans. on Automatic Control. 1956. May. P. 19-39.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kapasouris P., Athans M. Multivariable Control Systems with 1 Saturating Actuators Antireset Windup Strategies // American Control 1 Conf. Boston, 2004. P. 1579-1584.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kapasouris P., Athans M. Multivariable Control Systems with 1 Saturating Actuators Antireset Windup Strategies // American Control 1 Conf. Boston, 2004. P. 1579-1584.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Edwards C., Postlethwaite I. Anti-windup and Bumpless-transfer Schemes // Automatica. 1998. V. 34. N. 2. P. 199-210.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Edwards C., Postlethwaite I. Anti-windup and Bumpless-transfer Schemes // Automatica. 1998. V. 34. N. 2. P. 199-210.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Monopoli R. Adaptive Control for Systems for Hard. Saturation // 14th IEEE Conf. on Decision and Control. Houston, TX, 1975. P. 841-842.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Monopoli R. Adaptive Control for Systems for Hard. Saturation // 14th IEEE Conf. on Decision and Control. Houston, TX, 1975. P. 841-842.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Wen C., Zhou J., Liu Z., Su H. Robust Adaptive Control of Uncertain Nonlinear Systems in the Presence of Input Saturation and External Disturbance // IEEE Trans. on Automatic Control. 2011. V. 56. N. 7. P. 1672-1678.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Wen C., Zhou J., Liu Z., Su H. Robust Adaptive Control of Uncertain Nonlinear Systems in the Presence of Input Saturation and External Disturbance // IEEE Trans. on Automatic Control. 2011. V. 56. N. 7. P. 1672-1678.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Schwager M., Annaswamy A. M. Direct Adaptive Control of Multi-Input Plants with Magnitude Saturation Constrains // 44th IEEE Conf. on Decision and Control, and the European Control Conf. Seville, Spain, 2005. P. 783-788.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Schwager M., Annaswamy A. M. Direct Adaptive Control of Multi-Input Plants with Magnitude Saturation Constrains // 44th IEEE Conf. on Decision and Control, and the European Control Conf. Seville, Spain, 2005. P. 783-788.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Фуртат И. Б., Цыкунов А. М. Робастное управление нестационарными нелинейными структурно неопределенными объектами // Проблемы управления. 2008. № 5. С. 2-7.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Фуртат И. Б., Цыкунов А. М. Робастное управление нестационарными нелинейными структурно неопределенными объектами // Проблемы управления. 2008. № 5. С. 2-7.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Фуртат И. Б., Цыкунов А. М. Адаптивное управление объектами с неизвестной относительной степенью // Автоматика и телемеханика. 2010. № 6. С. 109-118.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Фуртат И. Б., Цыкунов А. М. Адаптивное управление объектами с неизвестной относительной степенью // Автоматика и телемеханика. 2010. № 6. С. 109-118.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Feuer A., Morse A. S. Adaptive control of single-input, single, output linear systems // IEEE Trans. on Automat. Control. 1978. V. AC-23. N. 4. P. 557-569.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Feuer A., Morse A. S. Adaptive control of single-input, single, output linear systems // IEEE Trans. on Automat. Control. 1978. V. AC-23. N. 4. P. 557-569.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Narendra K. S., Valavani L. S. Stable Adaptive Controller Design - Direct Control // IEEE Trans. on Automat. Control. 1978. V. AC-23. N. 4. P. 570-583.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Narendra K. S., Valavani L. S. Stable Adaptive Controller Design - Direct Control // IEEE Trans. on Automat. Control. 1978. V. AC-23. N. 4. P. 570-583.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
