Применение прямого метода Ляпунова для анализа устойчивости и настройки параметров ассоциативного регулятора
DOI:
https://doi.org/10.5281/zenodo.18229823Ключевые слова:
ассоциативный регулятор, управление, прямой метод Ляпунова, нелинейность, гармоническая линеаризацияЛицензия
Аннотация
Статья посвящена решению актуальной проблемы анализа устойчивости систем автоматического управления, использующих регуляторы на основе ассоциативной памяти. Такие регуляторы, являясь по своей природе нелинейными и адаптивными, требуют специализированных подходов к анализу их влияния на динамику замкнутой системы. Результаты исследования дают аналитические условия для обеспечения локальной устойчивости системы и демонстрируют методический подход к использованию поверхностей уровня функции.
Скачивания
Библиографические ссылки
1. Ким, Д. П. Теория автоматического управления. Т.2. Многомерные, нелинейные, оптимальные и адаптивные системы / Д. П. Ким. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2016. – 440 с. – ISBN 978-5-9221-0858-4.
2. Евстафьева, В. В. Синтез управления возмущенной системой с неоднозначной нелинейностью / В. В. Евстафьева // Автоматика и телемеханика. – 2023. – № 3. – С. 44-64. – DOI 10.31857/S0005231023030030.
3. Хамитов, Р. Н. Синтез системы управления шероховатостью на основе нечеткой логики посредством программного пакета MATLAB SIMULINK / Р. Н. Хамитов, П. В. Зыкин // Электротехнические и информационные комплексы и системы. – 2023. – Т. 19, № 3. – С. 145-152. – DOI 10.17122/1999-5458-2023-19-3-145-152.
4. Zhou, M. Tracking Control of High-Order Nonlinear Systems With Unknown Control Gains and Its Application: An Adaptive Fuzzy Control Method / M. Zhou, F. Yang, X. Deng // IEEE Access. – 2024. – Vol. 12. – P. 141211-141223. – DOI 10.1109/ACCESS.2024.3467112.
5. Емельянов, А. М. Синтез нейросетевого регулятора для автоматизированной системы управления каскадом центробежных экстракторов / А. М. Емельянов, Ю. М. Козлова, И. С. Надеждин // Электронные средства и системы управления. Материалы докладов Международной научно-практической конференции. – 2024. – № 1-1. – С. 320-322.
6. Маршаков, Д. В. Извлечение правил нейросетевого регулятора при построении когнитивных систем автоматического управления / Д. В. Маршаков, О. Л. Цветкова // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Системный анализ и информационные технологии. – 2024. – № 1. – С. 62-76. – DOI 10.17308/sait/1995-5499/2024/1/62-76.
7. Command Filter-Based Adaptive Fuzzy Finite-Time Tracking Control for Uncertain Fractional-Order Nonlinear Systems/ X. You [et al.] // IEEE Transactions on Fuzzy Systems. – 2023. – Vol. 31(1) – P. 226-240. – DOI 10.1109/TFUZZ.2022.3185453.
8. Ye, Y. Adaptive neural network control for uncertain strict-feedback nonlinear systems with unknown control coefficients: A fully actuated system approach/ Y. Ye, D. Fan, X. Zhang // 2024 3rd Conference on Fully Actuated System Theory and Applications. – 2024. – P. 915-920. – DOI 10.1109/FASTA61401.2024.10595224.
9. Огнев, И. В. Ассоциативные память, среды, системы / И. В. Огнев, В. В. Борисов, Н. А. Сутула. – М.: Горячая линия-Телеком, 2016. – 420 с. – ISBN 978-5-9912- 0602-9.
10. Khapkin, D. Methodology of Synthesis of Tracking Neural Network Control Systems for Objects with Limiters / D. Khapkin, S. Feofilov, A. Kozyr // 2023 5th International Conference on Control Systems, Mathematical Modeling, Automation and Energy Efficiency. – 2023. – P. 258-262. – DOI 10.1109/SUMMA60232.2023.10349576.
11. Optimal Elevators Control for Buildings Based on Associative Memory / S.R. Ahmed [et al.] // 2024 8th International Symposium on Innovative Approaches in Smart Technologies (ISAS). – IEEE, 2024. – P. 1-8. – DOI 10.1109/ISAS64331.2024.10845288.
12. Гайдук, А. Р. Синтез нелинейных дискретных систем управления методом квазилинейной дискретизации / А. Р. Гайдук, В. С. Плаксиенко, С. Г. Капустян // Математические методы в технологиях и технике. – 2023. – № 2. – С. 7-11. – DOI 10.52348/2712-8873_MMTT_2023_2_07.
13. Robust nonlinear optimal control via system level synthesis/ A.P. Leeman [et al.] //IEEE Transactions on Automatic Control. – 2025. – P. 1-8. – DOI 10.1109/TAC.2025.3552482.
14. New trajectory linearization control for nonlinear systems undergoing harmonic disturbance/ Z. Liang, C. Li, J. Zhongliang, H. Shiqiang //Journal of Systems Engineering and Electronics. – 2009. – Vol. 20. – №. 3. – P. 571-576.
15. Stability analysis of single-phase grid-feeding inverters with PLL using Harmonic Linearisation and Linear Time Periodic (LTP) theory/ V. Salis, A. Costabeber, P. Zanchetta, S. Cox // 2016 IEEE 17th Workshop on Control and Modeling for Power Electronics. – 2016. – P. 1-7. – DOI 10.1109/COMPEL.2016.7556694.
16. Лазаренко, С. В. синтез интеллектуальных управлений лагранжевыми системами на основе редукции задачи Лагранжа к изопериметрической задаче / С. В. Лазаренко // Интеллектуальные транспортные системы: Материалы III Международной научно-практической конференции, Москва, 30 мая 2024 года. – Москва: Российский университет транспорта (МИИТ), 2024. – С. 201-211. – DOI 10.30932/9785002446094-2024-201-211.
17. Robust torque control for induction motor drives using fuzzy and pid control / M. A. Dashtaki [et al.] // 2023 33rd Australasian Universities Power Engineering Conference (AUPEC). – 2023. – P. 1-5. – DOI 10.1109/AUPEC59354.2023.10502571.
18. Devyatov, M. Structural Classification of Phase Space Projections with Neural Network-Based Optimization of Sliding Mode Existence Regions for Automated Control System Synthesis / M. Devyatov, V. Telezhkin, P. Ugarov // 2025 International Russian Smart Industry Conference (SmartIndustryCon). – IEEE, 2025. – P. 1104-1110. – DOI 10.1109/SmartIndustryCon65166.2025.10986125.
19. Васильев, П. В. Сравнительный анализ нечеткой логики и ассоциативной памяти в задачах интеллектуального управления / П. В. Васильев, О. В. Даринцев, Р. А. Мунасыпов // Робототехника и искусственный интеллект: Материалы XVI Всероссийской научно-технической конференции с международным участием: электронное издание, Железногорск, 30 ноября 2024 года. – Красноярск: ЛИТЕРА-принт, 2024. – С. 159-163.
20. Мунасыпов, Р.А. Алгоритм создания и настройки поверхности управления для регулятора на основе ассоциативной памяти / Р. А. Мунасыпов, О. В. Даринцев, П. В. Васильев // Станкостроение и инновационное машиностроение. Проблемы и точки роста: Материалы XIII Всероссийской научно-технической конференции, Уфа, 12–13 ноября 2024 года. – Уфа: Уфимский университет науки и технологий, 2025. – С. 62-67.
REFERENCES LIST
1. Kim, D. P. Teoriia avtomaticheskogo upravleniia. T.2. Mnogomernye, nelineinye, optimalnye i adaptivnye sistemy / D. P. Kim. – 2-e izd., ispr. i dop. – M.: FIZMATLIT, 2016. – 440 s. – ISBN 978-5-9221-0858-4.
2. Evstafeva, V. V. Sintez upravleniia vozmushchennoi sistemoi s neodnoznachnoi nelineinostiu / V. V. Evstafeva // Avtomatika i telemekhanika. – 2023. – № 3. – S. 44-64. – DOI 10.31857/S0005231023030030.
3. Khamitov, R. N. Sintez sistemy upravleniia sherokhovatostiu na osnove nechetkoi logiki posredstvom programmnogo paketa MATLAB SIMULINK / R. N. Khamitov, P. V. Zykin // Elektrotekhnicheskie i informatsionnye kompleksy i sistemy. – 2023. – T. 19, № 3. – S. 145-152. – DOI 10.17122/1999-5458-2023-19-3-145-152.
4. Zhou, M. Tracking Control of High-Order Nonlinear Systems With Unknown Control Gains and Its Application: An Adaptive Fuzzy Control Method / M. Zhou, F. Yang, X. Deng // IEEE Access. – 2024. – Vol. 12. – P. 141211-141223. – DOI 10.1109/ACCESS.2024.3467112.
5. Emelianov, A. M. Sintez neirosetevogo reguliatora dlia avtomatizirovannoi sistemy upravleniia kaskadom tsentrobezhnykh ekstraktorov / A. M. Emelianov, Iu. M. Kozlova, I. S. Nadezhdin // Elektronnye sredstva i sistemy upravleniia. Materialy dokladov Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii. – 2024. – № 1-1. – S. 320-322.
6. Marshakov, D. V. Izvlechenie pravil neirosetevogo reguliatora pri postroenii kognitivnykh sistem avtomaticheskogo upravleniia / D. V. Marshakov, O. L. Tsvetkova // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriia: Sistemnyi analiz i informatsionnye tekhnologii. – 2024. – № 1. – S. 62-76. – DOI 10.17308/sait/1995-5499/2024/1/62-76.
7. Command Filter-Based Adaptive Fuzzy Finite-Time Tracking Control for Uncertain Fractional-Order Nonlinear Systems/ X. You [et al.] // IEEE Transactions on Fuzzy Systems. – 2023. – Vol. 31(1) – P. 226-240. – DOI 10.1109/TFUZZ.2022.3185453.
8. Ye, Y. Adaptive neural network control for uncertain strict-feedback nonlinear systems with unknown control coefficients: A fully actuated system approach/ Y. Ye, D. Fan, X. Zhang // 2024 3rd Conference on Fully Actuated System Theory and Applications. – 2024. – P. 915-920. – DOI 10.1109/FASTA61401.2024.10595224.
9. Ognev, I. V. Assotsiativnye pamiat, sredy, sistemy / I. V. Ognev, V. V. Borisov, N. A. Sutula. – M.: Goriachaia liniia-Telekom, 2016. – 420 s. – ISBN 978-5-9912- 0602-9.
10. Khapkin, D. Methodology of Synthesis of Tracking Neural Network Control Systems for Objects with Limiters / D. Khapkin, S. Feofilov, A. Kozyr // 2023 5th International Conference on Control Systems, Mathematical Modeling, Automation and Energy Efficiency. – 2023. – P. 258-262. – DOI 10.1109/SUMMA60232.2023.10349576.
11. Optimal Elevators Control for Buildings Based on Associative Memory / S.R. Ahmed [et al.] // 2024 8th International Symposium on Innovative Approaches in Smart Technologies (ISAS). – IEEE, 2024. – P. 1-8. – DOI 10.1109/ISAS64331.2024.10845288.
12. Gaiduk, A. R. Sintez nelineinykh diskretnykh sistem upravleniia metodom kvazilineinoi diskretizatsii / A. R. Gaiduk, V. S. Plaksienko, S. G. Kapustian // Matematicheskie metody v tekhnologiiakh i tekhnike. – 2023. – № 2. – S. 7-11. – DOI 10.52348/2712-8873_MMTT_2023_2_07.
13. Robust nonlinear optimal control via system level synthesis/ A.P. Leeman [et al.] //IEEE Transactions on Automatic Control. – 2025. – P. 1-8. – DOI 10.1109/TAC.2025.3552482.
14. New trajectory linearization control for nonlinear systems undergoing harmonic disturbance/ Z. Liang, C. Li, J. Zhongliang, H. Shiqiang //Journal of Systems Engineering and Electronics. – 2009. – Vol. 20. – №. 3. – P. 571-576.
15. Stability analysis of single-phase grid-feeding inverters with PLL using Harmonic Linearisation and Linear Time Periodic (LTP) theory/ V. Salis, A. Costabeber, P. Zanchetta, S. Cox // 2016 IEEE 17th Workshop on Control and Modeling for Power Electronics. – 2016. – P. 1-7. – DOI 10.1109/COMPEL.2016.7556694.
16. Lazarenko, S. V. sintez intellektualnykh upravlenii lagranzhevymi sistemami na osnove reduktsii zadachi Lagranzha k izoperimetricheskoi zadache / S. V. Lazarenko // Intellektualnye transportnye sistemy: Materialy III Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, Moskva, 30 maia 2024 goda. – Moskva: Rossiiskii universitet transporta (MIIT), 2024. – S. 201-211. – DOI 10.30932/9785002446094-2024-201-211.
17. Robust torque control for induction motor drives using fuzzy and pid control / M. A. Dashtaki [et al.] // 2023 33rd Australasian Universities Power Engineering Conference (AUPEC). – 2023. – P. 1-5. – DOI 10.1109/AUPEC59354.2023.10502571.
18. Devyatov, M. Structural Classification of Phase Space Projections with Neural Network-Based Optimization of Sliding Mode Existence Regions for Automated Control System Synthesis / M. Devyatov, V. Telezhkin, P. Ugarov // 2025 International Russian Smart Industry Conference (SmartIndustryCon). – IEEE, 2025. – P. 1104-1110. – DOI 10.1109/SmartIndustryCon65166.2025.10986125.
19. Vasilev, P. V. Sravnitelnyi analiz nechetkoi logiki i assotsiativnoi pamiati v zadachakh intellektualnogo upravleniia / P. V. Vasilev, O. V. Darintsev, R. A. Munasypov // Robototekhnika i iskusstvennyi intellekt: Materialy XVI Vserossiiskoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem: elektronnoe izdanie, Zheleznogorsk, 30 noiabria 2024 goda. – Krasnoiarsk: LITERA-print, 2024. – S. 159-163.
20. Munasypov, R.A. Algoritm sozdaniia i nastroiki poverkhnosti upravleniia dlia reguliatora na osnove assotsiativnoi pamiati / R. A. Munasypov, O. V. Darintsev, P. V. Vasilev // Stankostroenie i innovatsionnoe mashinostroenie. Problemy i tochki rosta: Materialy XIII Vserossiiskoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii, Ufa, 12–13 noiabria 2024 goda. – Ufa: Ufimskii universitet nauki i tekhnologii, 2025. – S. 62-67.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Статьи журнала «Вестник Донецкого университета. Серия 04. Технические науки» находятся в открытом доступе и распространяются в соответствии с условиями Лицензионного Договора с Донецким Государственным университетом, который бесплатно предоставляет авторам неограниченное распространение и самостоятельное архивирование.
