Nonlinear Inverse Problems with Integral Overdetermination for Nonstationary Differential Equations of High Order

Авторы

  • A. Ya. Krasinskiy Московский авиационный институт
  • A. N. Ilyina Московский авиационный институт

DOI:

https://doi.org/10.14529/mmp170203

Ключевые слова:

геометрические связи, избыточные координаты, уравнения М.Ф. Шульгина, устойчивость, стабилизация, стационарные движения

Аннотация

В переменных Лагранжа разрабатывается применение свободных от множителей связей векторно-матричных уравнений движения к задачам устойчивости и стабилизации установившихся движений систем с геометрическими связями. В уравнениях возмущенного движения выделяются обязательно присутствующие при любом способе управления переменные - зависимые координаты, соответствующие нулевым корням характеристического уравнения. Обосновываются преимущества использования уравнений в форме, предложенной М.Ф. Шульгиным. Разрабатывается подход, основанный на применении модели в переменных Рауса на этапе определения коэффициентов стабилизирующего управления и модели в переменных Лагранжа для построения системы асимптотической оценки фазового состояния объекта. Анализируются дополнительные в сравнении с ранее полученными результатами возможности сокращения размерностей вектора измерений, доставляемые выбранным способом моделирования. Стабилизирующее линейное управление реализуется в виде обратной связи по оценке фазового состояния, полученной по измерению возможно меньшей размерности. 
Коэффициенты управления и системы оценивания определяются решением методом Н.Н. Красовского соответствующих линейно-квадратичных задач для выделяемых управляемых подсистем. Заключение об асимптотической устойчивости в силу этих нелинейных уравнений следует из ранее доказанной теоремы, основанной на методах нелинейной теории устойчивости и анализе условий, накладываемых геометрическими связями на начальные возмущения..

Биографии авторов

A. Ya. Krasinskiy, Московский авиационный институт

доктор физико-математических наук

A. N. Ilyina, Московский авиационный институт

старший преподаватель

Библиографические ссылки

Spravochnik po teorii avtomaticheskogo upravleniya [Guide on the Theory of Automatic Control]. Moscow, Nauka, 1987.

Kuntsevich V.M., Lychak M.M. Sintez sistem avtomaticheskogo upravleniya s pomoshch'yu funktsiy Lyapunova [System Synthesis of Automatic Control Sistem by Lyapunov Functions].

Moscow, Nauka, 1977.

Rumyantsev I.V. Ob ustoychivosti statsionarnykh dvizheniy sputnikov [About Stability of Stationary Motion of Satellites]. Moscow, USSR Academy of Science, 1967.

Shul'gin M.F. O nekotorykh differentsial'nykh uravneniyakh analiticheskoy dinamiki i ikh integrirovanii [About Some Differential Equations of Analitical Dynamics and Their

Integration]. Tashkent, Izdatelstvo SAGU, 1958.

Lur'e A.I. Analiticheskaya mehanika [Analytical Mechanics]. Moscow, Gosudarstvennoe izdatel'stvo ziko-matematicheskoy literatury, 1961.

Lyapunov A.M. Lekcii po teoreticheskoj mehanike [Lectures on Theoretical Mechanics]. Kiev, Naukova Dumka, 1982.

Novozhilov I.V., Zacepin M.F. [The Equations of Motion of Mechanic System with Redundant Variables]. Sbornik nauchno-metodicheskih statej po teoreticheskoj mehanike. V. 18 [The

Miscellany of Scientic and Methodical Articles on Theoretical Mechanics. Issue 18], Moscow, Vysshaya shkola, 1987, pp. 6266. (in Russian)

Zenkevich S.L., Jushhenko A.S. Osnovy upravleniya manipulyacionnymi robotami [The Basis of Manipulators Control]. Moscow, Bauman Moscow State Technical University, 2004.

Krasinskaya E.M., Krasinskiy A.Ya., Obnosov K.B. [About the Development of M.F. Shul'gin Scientic Methods as Applied to the Stability and Stabilization of Mechanotronic Systems

with Redundant Coordinates]. Sbornik nauchno-metodicheskih statey po teoreticheskoy mehanike. V. 28 [The Miscellany of Scientic and Methodical Articles on Theoretical Mechanics. Vol. 28], Moscow, Publishing House of Lomonosov Moscow State University, 2012,

pp. 169-184. (in Russian)

Krasinskaya E.M., Krasinskiy A.Ya. [Stability and Stabilization of Equilibrium State of Mechanical Systems with Redundant Coordinates]. Scientic Edition of Bauman MSTU: Science and Education, 2013, no. 3, pp. 347-376. (in Russian) DOI:10.7463/0313.0541146

Lyapunov A.M. Sobranie sochineniy. T. 2 [Collected Works. Vol. 2]. Moscow, Leningrad, USSR Academy of Science, 1956.

Malkin I.G. Teoriya ustoychivosti dvizhenija [The Theory of Dynamic Stability]. Moscow, Nauka, 1966, pp. 475-514.

Kamenkov G.V. Ustojchivost' i kolebaniya nelineynyh sistem. Izbrannye trudy [The Stability and Oscillation of Nonlinear Systems. Selected Proc.]. Moscow, Nauka, 1972, vol. 2.

Krasinskiy A.Ya., Krasinskaya E.M. [On the Research Method of Stabilization Problem in the Assumption on the Incomplete Information About a System State]. Dinamika sistem i

processy upravleniya [The Proceedings of International Conference "Systems Dynamics and Control Processes"], Yekaterinburg, N.N. Krasovskii Institute of Mathematics and Mechanic, 2015, pp. 228-235. (in Russian)

Krasinskiy A.Ya. [About The Research Technique of Stability and Stabilization of Mechanical Systems Non-Isolated Steady Motions]. Ustoychivost' i kolebaniya nelineynyh sistem [Selected

Proc. of the VIII International Seminar "The Stability and Oscillation of Nonlinear Control Systems"], Moscow, V.A. Trapeznikov Institute of Control Sciences, 2004, pp. 97-103. (in Russian)

Krasinskaya E.M., Krasinskiy A.Ya. [About The Research Technique of Stability and Stabilization of Mechanical Systems with Redundant Coordinates Steady Motions]. Materialy XII Vserossiyskogo soveta po problemam upravleniya (VSPU - 2014) [The Proceedings of XII All-Russian Conference on the Control Problems], Moscow, V.A. Trapeznikov Institute of Control Sciences, 2014, pp. 1766-1778. (in Russian)

Krasinskaya E.M., Krasinskiy A.Ya. [Modelling of the Dynamics of GBB1005 Ball and Beam Educational Control System as a Controlled Mechanical System with a Redundant

Coordinate]. Scientic Edition of Bauman MSTU: Scientic and Education, 2014, no. 1, pp. 282-297. (in Russian) DOI:10.7463/0114.0646446

Yu W. Nonlinear PD Regulation for Ball and Beam System. International Journal of Electrical Engineering Education, 2009, vol. 46, issue 1, pp. 5973. DOI: 10.7227/IJEEE.46.1.5

Min-Sung Koo, Ho-Lim Choi, Jong-Tae Lim. Adaptive Nonlinear Control of a Ball and Beam System Using Centrifugal Force Term. International Journal of Innovative Computing,

Information and Control, 2012, vol. 8, no. 9, pp. 5999-6009.

Загрузки

Опубликован

2017-09-22

Выпуск

Раздел

Математическое моделирование