ON THE PROBLEM OF TARGET OUTPUT FEEDBACK CONTROL FOR A MONOTONE SYSTEM

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The article is devoted to solving the problem of controlling a system defined by ordinary differential equations with a nonlinear right-hand side, which has the property of quasi-monotonicity with respect to off-diagonal elements. The equations also contain control parameters and uncertainties (errors), the possible values of which should satisfy some point-wise restrictions. The problem of control over a finite time interval is considered in order to transfer the state of the system to a given target set. The current state of the system is unknown, and for the formation of a control strategy, only a priori estimates of the initial state are available, as well as the results of incomplete and inaccurate measurement results received online. To solve the problem, a well-known general scheme is used, according to which it is necessary to consistently solve three subtasks: the approximate construction of information sets of the system, solvability sets, and, finally, the control synthesis problem. In this paper, this general scheme is successfully implemented for the special class of nonlinear systems under consideration. Theorems on external interval estimates of information sets, internal estimates of solvability sets, as well as on sufficient conditions for the solvability of the control problem are proved. Formulas for feedback control are obtained, depending on the so-called generalized position, formed on the basis of available information about the system and measurement results. The possibility of applying the theoretical results obtained to solve specific control problems is confirmed by the model example analyzed in the work.

About the authors

P. A Tochilin

Lomonosov Moscow State University

Email: tochilin@cs.msu.ru
Moscow, Russia

References

  1. Kurzhanski, A.B. Optimization of output feedback control under set-membership uncertainty / A.B. Kurzhanski, P. Varaiya // J. of Optimization Theory and Applications. — 2011. — V. 151. — P. 11–32.
  2. Kurzhanski, A.B. Dynamics and Control of Trajectory Tubes / A.B. Kurzhanski, P. Varaiya. — Basel : Birkhäuser, 2014. — 445 p.
  3. Куржанский, A.B. К задаче синтеза управления при неопределённости по данным финитных наблюдателей / A.B. Куржанский, П.А. Точилин // Дифференц. уравнения. — 2011. — Т. 47, № 11. — С. 1599–1607.
  4. Маянцев, K.C. Задача управления кусочно-линейной системой с неопределённостями по результатам измерений / K.C. Маянцев, П.А. Точилин // Дифференц. уравнения. — 2021. — Т. 57, № 11. — С. 1503–1515.
  5. Румянцев, В.В. Устойчивость и стабилизация движения по отношению к части переменных / В.В. Румянцев, А.С. Озиранер. — М. : Наука, 1987. — 254 с.
  6. Матросов, В.М. Метод векторных функций Ляпунова: анализ динамических свойств нелинейных систем / В.М. Матросов. — М. : Физматлит, 2001. — 373 с.
  7. Angeli, D. Monotone control systems / D. Angeli, E.D. Sontag // IEEE Trans. Automat. Control. — 2003. — V. 48, № 10. — P. 1684–1698.
  8. Meyer, P.-J. Interval Reachability Analysis / P.-J. Meyer, A. Devonport, M. Arcak. — Springer, 2021. — 115 p.
  9. Ramdani N. Computing reachable sets of uncertain nonlinear monotone systems / N. Ramdani, N. Meslem, Y. Candau // Nonlin. Anal. Hybrid Syst. — 2010. — V. 4, № 2. — P. 263–278.
  10. Дорогуш, Е.Г. Управление состоянием автомагистрали посредством выделенных полос / Е.Г. Дорогуш, А.Б. Куржанский // Изв. РАН. Теория и системы управления. — 2015. — № 3. — С. 113–130.
  11. Куржанский, А.Б. Роль макромоделирования в активном управлении транспортной сетью / А.Б. Куржанский, А.А. Куржанский, П. Варайя // Тр. МФТИ. — 2010. — Т. 2, № 4. — С. 100–118.
  12. Зайцева, М.В. Методы построения оценок множеств достижимости в задаче моделирования потоков людей / М.В. Зайцева, П.А. Точилин // Жури. вычислит. математики и маг. физики. — 2023. — Т. 63, № 8. — С. 1381–1394.
  13. Костоусова, Е.К. О полиэдральном оценивании областей достижимости линейных многошаговых систем / Е.К. Костюусова // Автоматика и телемеханика. — 1997. — № 3. — С. 57–68.
  14. Введение в теорию многозначных отображений и дифференциальных включений / Ю.Г. Борисович, Б.Д. Гельман, А.Д. Мышкис, В.В. Обуховский. — М. : УРСС, 2016. — 224 с.
  15. Филиппов, А.Ф. Дифференциальные уравнения с разрывной правой частью / А.Ф. Филиппов. — М. : Наука, 1985. — 224 с.
  16. Красовский, Н.Н. Позиционные дифференциальные игры / Н.Н. Красовский, А.И. Субботин. — М. : Наука, 1974. — 456 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).