Стабилизация одной нелинейной системы с коэффициентами, зависящими от состояния объекта управления

Авторы

  • Z. N. Murzabekov Казахский Национальный университет имени аль-Фараби
  • G. A. Mirzakhmedova Казахский Национальный университет имени аль-Фараби

DOI:

https://doi.org/10.26577/JMMCS-2019-1-588
        65 32

Ключевые слова:

задача оптимального управления, трехсекторный экономический кластер, метод множителей Лагранжа, нелинейная система, квадратичный функционал

Аннотация

Для математической модели трехсекторного экономического кластера ставится задача оптимального управления на бесконечном интервале времени. Рассматривается задача оптимальной стабилизации для одного класса нелинейных систем с коэффициентами, зависящими от состояния объекта управления с ограничениями на управления. Найдено нелинейное стабилизирующее управление с учетом ограничений на управление, которое зависит от состояния системы и текущего момента времени.  Полученные результаты для нелинейной системы, используются при конструировании управляющих параметров для трехсекторного экономического кластера на бесконечном интервале времени. Для рассматриваемого примера определены оптимальное распределение трудовых и инвестиционных ресурсов, которые удовлетворяют балансовым соотношениям. Приведенный пример иллюстрирует использование предлагаемого метода управления нелинейной системы.

Библиографические ссылки

[1] Pontryagin L.S, Boltyansky V.G., Gamkrelidze R.V. and others, Matematicheskaya teoriya optimal’nykh protsessov [The mathematical theory of optimal processes] , (M.: Nauka, 1976)
[2] Bellman R., Kalaba R., Dinamicheskoye programmirovaniye i sovremennaya teoriya upravleniya [Dynamic programming and modern control theory] , (M.: Nauka, 1968)
[3] Krotov V.F., Gurman V.I., Metody i zadachi optimal’nogo upravleniya [Methods and objectives of optimal control] , (M.: Nauka, 1973)
[4] V.F. Krotov [i dr.]; pod red. V.F. Krotova.[V.F. Krotov [et al.]; by ed. V.F. Krotov], Osnovy teorii optimal’nogo upravleniya [Fundamentals of the theory of optimal control] , (M.: Vysshaya shkola, 1990)
[5] Krotov V.F., Metody i zadachi optimal’nogo upravleniya [Methods and tasks of optimal control] ,(M.: Nauka, 1973)
[6] Kurzhanskiy A.B., "Differentsial’nyye uravneniya v zadachakh sinteza upravleniy. I. Obyknovennyye sistemy [Differential equations in control synthesis problems. I. Ordinary systems]" , Differents. uravneniya, vol:41, no 1, (2005): 12-22.
[7] Kalman R.E., "Contributions to the Theory of Optimal Control" , Bol. Soc. Mat. Mexicana, vol:5 no 1 (1960): 102-119.
[8] K.A. Pupkova,N.D. Yegupova Metody klassicheskoy i sovremennoy teorii avtomaticheskogo upravleniya [Methods of classical and modern theory of automatic control], "The optimal control problem with fixed-end trajectories for a threesector economic model of a cluster." , (M.:MGTU Baumana, 2004).
[9] Afanasyev V.N., Kolmanovskiy V.B., Nosov V.R., Matematicheskaya teoriya konstruirovaniya sistem upravleniya [Mathematical theory of designing control systems] , (M.: Vyssh.shk, 2003)
[10] Brayson A., Kho YU-shi., Prikladnaya teoriya optimal’nogo upravleniya [Applied theory of optimal control] , (M.: Mir, 1972)
[11] Roytenberg YA.N., Avtomaticheskoye upravleniye [Automatic control] , - Uchebnoye posobiye. - izd.2-ye, pererab.idopoln. Glavnaya redaktsiya fiziko- matematicheskoy literatury [Tutorial. ed.2-e, pererab.dopoln. Main edition of the physical and
mathematical literature], (M.: Nauka, 2015)
[12] Afanas’yev A.P., Dzyuba S.M., Yemel’yanova I.I., "Optimal’noye upravleniye s obratnoy svyaz’yu odnim classom nelineynykh sistem po kvadratichnomu kriteriyu [Optimal feedback control of one class of nonlinear systems by quadratic criterion]" , Vestnik TGU. vol.5, no 20(2015). : 1024-1033.
[13] Lobanov S.M., Zatylkin V. V., Malonga O. SH., "Postroyeniye optimal’nogo upravleniya odnim klassom nelineynykh sistem po kvadratichnomu kriteriyu [Construction of optimal control of one class of nonlinear systems by quadratic criterion] " , Vestnik VGUIT no 3 (2012): 54-48.
[14] Dmitriyev M. G., Makarov D. A., "Gladkiy nelineynyy regulyator v slabo nelineynoy sisteme upravleniya s koeffitsiyentami, zavisyashchimi ot sostoyaniya [Smooth non-linear controller in a weakly non-linear control system with state-dependent coefficients]" , Trudy ISA RAN, vol.4, no 64(2014): 53-58.
[15] Afanas’yev V. N., Orlov P. V., "Suboptimal’noye upravleniye nelineynym ob’yektom, linearizuyemym obratnoy svyaz’yu [Suboptimal control of a nonlinear object linearized by feedback]" , Izvestiya RAN. Teoriya i sistemy upravleniya (Theory and Control Systems), no 3 (2011): 13-22.
[16] Kolemayev V.A., Economic-mathematical modeling (in Russian) , (Moscow:UNITY, 2005).
[17] Aseev S.M., Besov K.O., Kryazhimskii A.V., "Infinite-horizon optimal control problems in economics" , Russian Math. Surveys no 67(2) : 195-253 (2012).
[18] Murzabekov Z., Milosz M. and Tussupova K, "Modeling and optimization of the production cluster" , Proceedings of 36th International Conference on Information Systems and Architecture and Technology- ISAT-2015, Advances in Intelligent Systems and Computing. - Karpacz, vol:2, (2014): 99-108.
[19] Klamka J., "Constrained controllability of dynamics systems" , International Journal of Applied Mathematics and Computer Science, no 9(2): 231-244 (1999).
[20] Aipanov, Sh., Murzabekov, Z., "Analytical solution of a linear quadratic optimal control problem with control value constraints" , Computer and Systems Sciences International, vol:1, no 53 (2014): 84-91.
[21] Murzabekov Z., Milosz M. and Tussupova K., "The optimal control problem with fixed-end trajectories for a three-sector economic model of a cluster." , Intelligent Information and Database Systems, ACIIDS, (2018). : 382-391.
[22] Murzabekov Z.N., Avtomaticheskoye upravleniyeOptimizatsiya upravlyayemykh sistem [Optimization of the control system] , (Almaty:ATU, 2009)
[23] Murzabekov Z.N., "Dostatochnoye usloviya optimal’nosti dinamicheskikh system upravleniya s zakreplennymi kontsami [Sufficient conditions for optimality of dynamic control systems with fixed ends] " , Matematicheskiy zhurnal [Mathematical Journal], vol.4, no 3(12)-(2012): 52-59.
[24] Mracek C.P., Cloutier J.R., "Control designs for the nonlinear benchmark problem via the state-dependent Riccati equation method" , International Journal of robust and nonlinear control, vol.8, no 4-5 (1998): 401-433.
[25] Cimen T., "Sdependent Riccati Equation (SDRE) control: A Survey" , Proceedings of the 17th World Congress The International Federation of Automatic Control. Seoul, Korea, (July 6-11. 2008): P.3761-3775.

Загрузки

Опубликован

2019-04-24

Как цитировать

Murzabekov, Z. N., & Mirzakhmedova, G. A. (2019). Стабилизация одной нелинейной системы с коэффициентами, зависящими от состояния объекта управления. Вестник КазНУ. Серия математика, механика, информатика, 101(1), 76–86. https://doi.org/10.26577/JMMCS-2019-1-588