<?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 pub-id-type="doi">10.17587/mau.18.507-515</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">novtexmech-464</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>Синтез регуляторов для следящих систем на основе принципа изоморфности</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Synthesis of Controllers for the Servo Systems on the Basis of the Isomorphism Principle</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>Кулабухов</surname><given-names>В. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kulabukhov</surname><given-names>V. S.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">nit@mnpk.ru; kws0704@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">АО Московский научно-производственный комплекс "Авионика" им. О. В. Успенского<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">AVIONICA Co<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2017</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>28</day><month>08</month><year>2018</year></pub-date><volume>18</volume><issue>8</issue><fpage>507</fpage><lpage>515</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/464">https://mech.novtex.ru/jour/article/view/464</self-uri><abstract><p>Предложен метод синтеза регуляторов нового типа - изоморфных регуляторов. Доказана необходимость обратной связи в форме изоморфного регулятора для управляемости системы. Показано, что изоморфные регуляторы обладают свойством "предельности " как по уровню общности доказанных утверждений об управляемости для систем общего вида, так и по уровню достижимого качества переходных процессов. Приведены примеры синтеза изоморфных регуляторов для линейных систем. Обоснованы их преимущества.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The aim of the research is to develop a practically implementable formalized method for synthesis of conrollers for the general form systems based on the common isomorphism principle formerly offered in the theory of the systems. The research results are rigorous substantiation of the new type controllers structure - isomorphic controllers - and the formalized procedure of their synthesis. It was demonstrated that a feedback in the form of isomorphic controller is necessary and sufficient for controllability of the system in contrast to the well-known methods, first postulated the necessity of a feedback and then offered application of the procedure for controller synthesis. The feasibility of presenting a model (transfer function) of an object as a combination of an isomorphic controller and a reference model was proved, which allowed to localize the ensuring of controllability in the controller, which represents a controlling mean, and the required quality of the transient processes - in the reference model realizing a control objective. Such a localiztion provides a possibility to obtain extremely high quality of the transient processes in the control loop. The use of a mathematical apparatus of the modern algebra based on morphisms has provided significantly high level of generality of the proven statements about the general form systems and linear systems controllability. The advantages of isomorphic controllers, reference models and the high gains method combination for the linear systems were shown. Such a combination ensures a high control quality as well as increase of the loop robustness in respect of the parametric disturbances and noise impact. Application examples of the isomorphic controller synthesis for the linear systems, which demonstrated their features, are provided. The advantages of the isomorphic controllers were substantiated and generalized.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>принцип изоморфизма</kwd><kwd>система</kwd><kwd>объект управления</kwd><kwd>управляемость</kwd><kwd>регулятор</kwd><kwd>обратная связь</kwd><kwd>эталонная модель</kwd><kwd>isomorphism principle</kwd><kwd>system</kwd><kwd>control object</kwd><kwd>controllability</kwd><kwd>controller</kwd><kwd>feedback</kwd><kwd>reference model</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">Кулабухов В. С. Принцип изоморфности в задаче реализации и его приложения к анализу свойств систем управления // В сборнике: XII Всероссийское совещание по проблемам управления ВСПУ-2014. Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН. 2014. С. 438-448. URL: http://vspu2014.ipu.ru/ prcdngs</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Кулабухов В. С. Принцип изоморфности в задаче реализации и его приложения к анализу свойств систем управления // В сборнике: XII Всероссийское совещание по проблемам управления ВСПУ-2014. Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН. 2014. С. 438-448. URL: http://vspu2014.ipu.ru/ prcdngs</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Булгаков В. В., Кулабухов В. С. Сравнительный анализ формализованных методов синтеза регулятора для следящей системы // Приборы. 2013. № 1 (151). С. 39-44.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Булгаков В. В., Кулабухов В. С. Сравнительный анализ формализованных методов синтеза регулятора для следящей системы // Приборы. 2013. № 1 (151). С. 39-44.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Справочник по теории автоматического управления / Под ред. А. А. Красовского. М.: Наука, 1987.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Справочник по теории автоматического управления / Под ред. А. А. Красовского. М.: Наука, 1987.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Филимонов А. Б., Филимонов Н. Б. Синтез следящих систем на основе аппарата линейно-квадратичной оптимизации // Мехатроника, автоматизация, управление. 2016. Т. 17, № 12. С. 795-800.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Филимонов А. Б., Филимонов Н. Б. Синтез следящих систем на основе аппарата линейно-квадратичной оптимизации // Мехатроника, автоматизация, управление. 2016. Т. 17, № 12. С. 795-800.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мееров М. В. Синтез структур систем автоматического регулирования высокой точности. М.: Наука, 1967. 424 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Мееров М. В. Синтез структур систем автоматического регулирования высокой точности. М.: Наука, 1967. 424 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гайдук А. Р. Синтез систем управления при слабо обусловленной полноте объектов // Изв. РАН Автоматика и телемеханика. 1997. № 4. С. 133-144</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Гайдук А. Р. Синтез систем управления при слабо обусловленной полноте объектов // Изв. РАН Автоматика и телемеханика. 1997. № 4. С. 133-144</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Тютиков В. В., Вершинин И. В., Соколов А. Б. Метод больших коэффициентов при синтезе параметрически грубых систем модального управления // Мехатроника, автоматизация, управление. 2016. Т. 17, № 12. С. 801-808.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Тютиков В. В., Вершинин И. В., Соколов А. Б. Метод больших коэффициентов при синтезе параметрически грубых систем модального управления // Мехатроника, автоматизация, управление. 2016. Т. 17, № 12. С. 801-808.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Буков В. Н. Вложение систем. Аналитический подход к анализу и синтезу матричных систем. Калуга: Издательство научной литературы Н. Ф. Бочкаревой, 2006. 720 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Буков В. Н. Вложение систем. Аналитический подход к анализу и синтезу матричных систем. Калуга: Издательство научной литературы Н. Ф. Бочкаревой, 2006. 720 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ким Д. П. Алгебраический метод синтеза линейных непрерывных систем управления // Мехатроника, автоматизация, управление. 2011. № 1. С. 9-15.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ким Д. П. Алгебраический метод синтеза линейных непрерывных систем управления // Мехатроника, автоматизация, управление. 2011. № 1. С. 9-15.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кулабухов В. С. Федеративно-интегрированная распределенная модульная авионика // Авиакосмическое приборостроение. 2015. № 12. С. 11-31.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Кулабухов В. С. Федеративно-интегрированная распределенная модульная авионика // Авиакосмическое приборостроение. 2015. № 12. С. 11-31.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Синтез законов управления в технических системах: Учеб. пособие. Ч.1. Инженерные методы синтеза законов управления в технических системах по эталонным математическим моделям / Нейдорф Р. А., Иванов Б. А., Обухов П. С. и др.; Под общ. ред. Р. А. Нейдорфа, З. Х. Ягубова. Ухта: УГТУ, 2000. 168 с. URL: http://lib.ugtu.net/sites/default/files/books/2000/sintez_zako-nov_upravleniya_v_tehnicheskih_sistemah_2000.pdf</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Синтез законов управления в технических системах: Учеб. пособие. Ч.1. Инженерные методы синтеза законов управления в технических системах по эталонным математическим моделям / Нейдорф Р. А., Иванов Б. А., Обухов П. С. и др.; Под общ. ред. Р. А. Нейдорфа, З. Х. Ягубова. Ухта: УГТУ, 2000. 168 с. URL: http://lib.ugtu.net/sites/default/files/books/2000/sintez_zako-nov_upravleniya_v_tehnicheskih_sistemah_2000.pdf</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Younkin G. W. Industrial Servo Control Systems: Fundamentals and Applikations. Marcel Dekker. NY, 2003.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Younkin G. W. Industrial Servo Control Systems: Fundamentals and Applikations. Marcel Dekker. NY, 2003.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Nakamura M., Goto S., Kyura N. Mechatronic Servo System Control: Problems in Industries and their Theoretical Solutions. Spriger-Verlag. NY, 2004.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nakamura M., Goto S., Kyura N. Mechatronic Servo System Control: Problems in Industries and their Theoretical Solutions. Spriger-Verlag. NY, 2004.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Bhattacharyya S. P., Datta A., Keel L. H. Linear Control Theory: Structure, Robustness, and Optimization. CRC Press LLC. NY, 2009.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bhattacharyya S. P., Datta A., Keel L. H. Linear Control Theory: Structure, Robustness, and Optimization. CRC Press LLC. NY, 2009.</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">Кулабухов В. С. Принцип изоморфности в задаче реализации и его приложения к анализу свойств систем управления // В сборнике: XII Всероссийское совещание по проблемам управления ВСПУ-2014. Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН. 2014. С. 438-448. URL: http://vspu2014.ipu.ru/ prcdngs</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Кулабухов В. С. Принцип изоморфности в задаче реализации и его приложения к анализу свойств систем управления // В сборнике: XII Всероссийское совещание по проблемам управления ВСПУ-2014. Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН. 2014. С. 438-448. URL: http://vspu2014.ipu.ru/ prcdngs</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Булгаков В. В., Кулабухов В. С. Сравнительный анализ формализованных методов синтеза регулятора для следящей системы // Приборы. 2013. № 1 (151). С. 39-44.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Булгаков В. В., Кулабухов В. С. Сравнительный анализ формализованных методов синтеза регулятора для следящей системы // Приборы. 2013. № 1 (151). С. 39-44.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Справочник по теории автоматического управления / Под ред. А. А. Красовского. М.: Наука, 1987.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Справочник по теории автоматического управления / Под ред. А. А. Красовского. М.: Наука, 1987.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Филимонов А. Б., Филимонов Н. Б. Синтез следящих систем на основе аппарата линейно-квадратичной оптимизации // Мехатроника, автоматизация, управление. 2016. Т. 17, № 12. С. 795-800.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Филимонов А. Б., Филимонов Н. Б. Синтез следящих систем на основе аппарата линейно-квадратичной оптимизации // Мехатроника, автоматизация, управление. 2016. Т. 17, № 12. С. 795-800.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мееров М. В. Синтез структур систем автоматического регулирования высокой точности. М.: Наука, 1967. 424 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Мееров М. В. Синтез структур систем автоматического регулирования высокой точности. М.: Наука, 1967. 424 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit21"><label>21</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гайдук А. Р. Синтез систем управления при слабо обусловленной полноте объектов // Изв. РАН Автоматика и телемеханика. 1997. № 4. С. 133-144</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Гайдук А. Р. Синтез систем управления при слабо обусловленной полноте объектов // Изв. РАН Автоматика и телемеханика. 1997. № 4. С. 133-144</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit22"><label>22</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Тютиков В. В., Вершинин И. В., Соколов А. Б. Метод больших коэффициентов при синтезе параметрически грубых систем модального управления // Мехатроника, автоматизация, управление. 2016. Т. 17, № 12. С. 801-808.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Тютиков В. В., Вершинин И. В., Соколов А. Б. Метод больших коэффициентов при синтезе параметрически грубых систем модального управления // Мехатроника, автоматизация, управление. 2016. Т. 17, № 12. С. 801-808.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit23"><label>23</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Буков В. Н. Вложение систем. Аналитический подход к анализу и синтезу матричных систем. Калуга: Издательство научной литературы Н. Ф. Бочкаревой, 2006. 720 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Буков В. Н. Вложение систем. Аналитический подход к анализу и синтезу матричных систем. Калуга: Издательство научной литературы Н. Ф. Бочкаревой, 2006. 720 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit24"><label>24</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ким Д. П. Алгебраический метод синтеза линейных непрерывных систем управления // Мехатроника, автоматизация, управление. 2011. № 1. С. 9-15.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ким Д. П. Алгебраический метод синтеза линейных непрерывных систем управления // Мехатроника, автоматизация, управление. 2011. № 1. С. 9-15.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit25"><label>25</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кулабухов В. С. Федеративно-интегрированная распределенная модульная авионика // Авиакосмическое приборостроение. 2015. № 12. С. 11-31.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Кулабухов В. С. Федеративно-интегрированная распределенная модульная авионика // Авиакосмическое приборостроение. 2015. № 12. С. 11-31.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit26"><label>26</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Синтез законов управления в технических системах: Учеб. пособие. Ч.1. Инженерные методы синтеза законов управления в технических системах по эталонным математическим моделям / Нейдорф Р. А., Иванов Б. А., Обухов П. С. и др.; Под общ. ред. Р. А. Нейдорфа, З. Х. Ягубова. Ухта: УГТУ, 2000. 168 с. URL: http://lib.ugtu.net/sites/default/files/books/2000/sintez_zako-nov_upravleniya_v_tehnicheskih_sistemah_2000.pdf</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Синтез законов управления в технических системах: Учеб. пособие. Ч.1. Инженерные методы синтеза законов управления в технических системах по эталонным математическим моделям / Нейдорф Р. А., Иванов Б. А., Обухов П. С. и др.; Под общ. ред. Р. А. Нейдорфа, З. Х. Ягубова. Ухта: УГТУ, 2000. 168 с. URL: http://lib.ugtu.net/sites/default/files/books/2000/sintez_zako-nov_upravleniya_v_tehnicheskih_sistemah_2000.pdf</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit27"><label>27</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Younkin G. W. Industrial Servo Control Systems: Fundamentals and Applikations. Marcel Dekker. NY, 2003.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Younkin G. W. Industrial Servo Control Systems: Fundamentals and Applikations. Marcel Dekker. NY, 2003.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit28"><label>28</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Nakamura M., Goto S., Kyura N. Mechatronic Servo System Control: Problems in Industries and their Theoretical Solutions. Spriger-Verlag. NY, 2004.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nakamura M., Goto S., Kyura N. Mechatronic Servo System Control: Problems in Industries and their Theoretical Solutions. Spriger-Verlag. NY, 2004.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit29"><label>29</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Bhattacharyya S. P., Datta A., Keel L. H. Linear Control Theory: Structure, Robustness, and Optimization. CRC Press LLC. NY, 2009.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bhattacharyya S. P., Datta A., Keel L. H. Linear Control Theory: Structure, Robustness, and Optimization. CRC Press LLC. NY, 2009.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit30"><label>30</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-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>
