<?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.21.195-199</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">novtexmech-783</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>СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ, УПРАВЛЕНИЕ И ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>SYSTEM ANALYSIS, CONTROL AND INFORMATION PROCESSING</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Подавление возмущений с минимизацией эллипсоидов, ограничивающих фазовые траектории системы в переходном и установившемся режимах</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Disturbance Attenuation with Minimization of Ellipsoids Restricting Phase Trajectories in Transition and Steady State</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><bio xml:lang="ru"><p>Доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник</p><p>Санкт-Петербург</p></bio><bio xml:lang="en"/><email xlink:type="simple">cainenash@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Гущин</surname><given-names>П. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Gushchin</surname><given-names>P. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Кандидат технических наук, старший научный сотрудник</p><p>Санкт-Петербург</p></bio><bio xml:lang="en"><p>199178, St. Petersburg, Russia; </p><p>197101, St. Petersburg, Russia</p></bio><email xlink:type="simple">guschin.p@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Перегудин</surname><given-names>А. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Peregudin</surname><given-names>A. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Аспирант</p><p>Санкт-Петербург</p></bio><bio xml:lang="en"><p>199178, St. Petersburg, Russia;</p><p>197101, St. Petersburg, Russia</p></bio><email xlink:type="simple">zeekless@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; &#13;
ITMO University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2020</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>11</day><month>04</month><year>2020</year></pub-date><volume>21</volume><issue>4</issue><fpage>195</fpage><lpage>199</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Commercial Publisher «New Technologies», 2020</copyright-statement><copyright-year>2020</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/783">https://mech.novtex.ru/jour/article/view/783</self-uri><abstract><p>Предложен новый метод подавления внешних неизвестных ограниченных возмущений в линейных динамических системах с известными параметрами. В отличие от известных результатов разработанный статический закон управления обеспечивает нахождение фазовых траекторий системы в эллипсоиде, который достаточно близок к шару, в котором находятся начальные условия, а также обеспечивает наилучшую точность регулирования в установившемся режиме. Для решения задачи используется аппарат функций Ляпунова и техника линейных матричных неравенств. Дополнительно к разрешимости линейных матричных неравенств предложена схема поиска матрицы, которая обеспечивает наименьший эллипсоид в переходном режиме с малой погрешностью. Предложенная схема управления расширяется на управление линейными системами в условиях больших возмущений, для подавления которых используется интегральный закон управления. Приведены сравнительные примеры предложенного метода и метода инвариантных эллипсоидов. Показано, что при определенных условиях фазовые траектории замкнутой системы, полученные на базе метода инвариантных эллипсоидов, находятся недалеко от границ наименьшего эллипсоида для переходного режима, в то время как полученный закон управления гарантирует сходимость фазовых траекторий к наименьшему эллипсоиду в установившемся режиме. </p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Abstract A new method for attenuation of external unknown bounded disturbances in linear dynamical systems with known parameters is proposed. In contrast to the well known results, the developed static control law ensures that the phase trajectories of the system are located in an ellipsoid, which is close enough to the ball in which the initial conditions are located, as well as provides the best control accuracy in the steady state. To solve the problem, the method of Lyapunov functions and the technique of linear matrix inequalities are used. The linear matrix inequalities allow one to find optimal controller. In addition to the solvability of linear matrix inequalities, a matrix search scheme is proposed that provides the smallest ellipsoid in transition mode and steady state with a small error. The proposed control scheme extends to control linear systems under conditions of large disturbances, for the attenuation of which the integral control law is used. Comparative examples of the proposed method and the method of invariant ellipsoids are given. It is shown that under certain conditions the phase trajectories of a closed-loop system obtained on the basis of the invariant ellipsoid method are close to the boundaries of the smallest ellipsoid for the transition mode, while the obtained control law guarantees the convergence of phase trajectories to the smallest ellipsoid in the steady state. </p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>подавление возмущений</kwd><kwd>оптимизация</kwd><kwd>линейное матричное неравенство</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>disturbance attenuation</kwd><kwd>optimization</kwd><kwd>linear matrix inequality</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Исследование в разделе "Метод решения" выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 18-79-10104) в ИПМаш РАН. Исследование в разделе "Управление при больших возмущениях" выполнено за счет гранта Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 19-08-00246) в ИПМаш РАН. Исследование в разделе "Примеры" выполнено в рамках гранта Президента Российской Федерации (МД-1054.2020.8) в ИПМаш РАН.</funding-statement><funding-statement xml:lang="en">The research in Section "Design method" was performed in IPME RAS and was supported by the Russian Science Foundation, project no. 18-79-10104. The research in Section "Control under large disturbances" was performed in IPME RAS and was supported by the Russian Foundation for Basic Research, project no. 19-08-00246. The research in Section "Examples" was performed in IPME RAS and was supported by the grant of President of Russian Federation (МД-1054.2020.8).</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Boyd S., Ghaoui L. E., Feron E., Balakrishnan V. Linear Matrix Inequalities // System And Control Theory. Vol. 15 of SIAM studies in applied mathematics. SIAM, Philadelphia, 1994.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Boyd S., Ghaoui L. E., Feron E., Balakrishnan V. Linear Matrix Inequalities, In System And Control Theory. Vol. 15 of SIAM studies in applied mathematics, SIAM, Philadelphia, 1994.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Баландин Д. В., Коган М. М. Синтез законов управления на основе линейных матричных неравенств. М.: Физматлит, 2007.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Balandin D. V., Kogan M. M. Synthesis of control laws based on linear matrix inequalities, Moscow, Fizmatlit, 2007 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Abedor J., Nagpal K., Poola K. A linear matrix inequality approach to peak-to-peak gain minimization // Int. J. Robust and Nonlinear Control. 1996. Vol. 6. P. 899—927.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Abedor J., Nagpal K., Poola K. A linear matrix inequality approach to peak-to-peak gain minimization, Int. J. Robust and Nonlinear Control, 1996, vol. 6, pp. 899—927.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Назин С. А., Поляк Б. Т., Топунов М. В. Подавление ограниченных внешних возмущений с помощью метода инвариантных эллипсоидов // Автоматика и телемеханика. 2007. № 3. С. 106—125.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nazin S. A., Polyak B. T., Topunov M. V. Rejection of bounded exogenous disturbances by the method of invariant ellipsoids, Automation and Remote Control, 2007, vol. 68, no. 3, pp. 467—486.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Цыкунов А. М. Алгоритмы робастного управления с компенсацией ограниченных возмущений // Автоматика и телемеханика. 2007. № 7. С. 103—115.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tsykunov A. M. Robust control algorithms with compensation of bounded perturbations, Automation and Remote Control, 2007, vol. 68, no. 7, pp. 1213—1224.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Фуртат И. Б. Алгоритм управления нелинейными системами в условиях возмущений и помех измерения // Автоматика и телемеханика. 2018. № 7 С. 41—58.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Furtat I. B. An Algorithm to Control Nonlinear Systems in Perturbations and Measurement Noise, Automation and Remote Control, 2018, vol. 79, no. 7, pp. 1207—1221.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Furtat I. B. Control of nonlinear systems with compensation of disturbances under measurement noises // International Journal of Control. DOI: https://doi.org/10.1080/00207179.2018.1503723.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Furtat I. B. Control of nonlinear systems with compensation of disturbances under measurement noises, International Journal of Control, available: https://doi.org/10.1080/00207179.2018.1503723.</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>
