About an unusual case in the pole placement problem

封面

如何引用文章

全文:

详细

The pole placement problem using a static output feedback is considered. If the problem is solvable, then the spectrum of the closed-loop system matrix can be located at any given points of the complex half-plane, symmetric with respect to the real axis. This makes it possible not only to stabilize the system, but also to set the required characteristics, such as stability margin, transition time, and others. It is known that if the multiplication of the number of inputs and outputs is greater than the dimension of the system, then the pole placement problem for a system in the form of a transfer matrix is solvable. The article shows that this ratio is not a sufficient condition for a system defined in the state space. There is an exceptional case in which the pole placement problem is fundamentally unsolvable. This case is simple discovered be means of multiplying of matrixes output and input. If this product gives a zero matrix, then due to the matrix trace consistency of the closed system matrix, the problem is unsolvable both in the real and in the complex domain. Moreover, the product of the output and input matrices is invariant with respect to the basis. A necessary condition for solvability is formulated.

作者简介

Aleksey Mukhin

Lobachevsky State University

Email: muhin-aleksei@yandex.ru
Nizhny Novgorod

参考

  1. БАЛАНДИН Д.В., КОГАН М.М. Управление движением вер-тикального жесткого ротора, вращающегося в электромаг-нитных подшипниках // Известия РАН. ТиСУ. – 2011. – №5. – С. 13–17.
  2. МУХИН А.В. Математическое моделирование процесса ста-билизации жесткого ротора, вращающего в электромагнит-ных подшипниках // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. – 2021. – №2. – С. 36–48.
  3. ПОЛЯК Б.Т., ЩЕРБАКОВ П.С. Трудные задачи линейной теории управления. Некоторые подходы к решению // Авто-матика и телемеханика. – 2005. – №5. – С. 4–46.
  4. ШУМАФОВ М.М. Стабилизация линейных систем управле-ния. Проблема назначения полюсов. Обзор // Вестник СПбГУ. Математика. Механика. Астрономия. – 2019. – Т. 6(64), вып. 4. – С. 564–591.
  5. BELOZYOROV V.Ye. New solution method of linear static output feedback design problem for linear control systems // Linear Alge-bra and its Applications. – 2016. – Vol. 54. – P. 204–227.
  6. BERNSTEIN D.S. Some Open Problems in Matrix Theory Arising in Linear Systems and Control // Linear Algebra and its Applica-tions. – 1992. – Vol. 162–164. – P. 409–432.
  7. BROCKETT R., BYRNES C. Multivariable Nyquist criteria, loci root and pole placement: A geometric viewpoint // IEEE Trans. Automat. Control. – 1981. – Vol. 26. – P. 271–284.
  8. EREMENKO A., GABRIELOV A. Pole placement by static out-put feedback for generic linear system // SIAM J. Control Optim. – 2002. – Vol. 41. – P. 303–312.
  9. HAMID M. The resolution of the equation and the pole assignment problem: A general approach // Automatica. – 2017. – Vol. 79. – P. 162–166.
  10. ISIDORI A. Nonlinear Control System. – Berlin; New York: Springer-Verlag, 1985.
  11. KIMURA H. On pole placement by gain output feedback // IEEE Trans. Automat. Control. –1975. – Vol. 20. – P. 509–519.
  12. MOSTAFA EL-SAYED M.E., TAWHID M.A., ELWAN E.R. Nonlinear conjugate gradient methods for the output feedback pole assignment problem // Pacific Journal Optimization. – 2016. – Vol. 12(1). – P. 55–85.
  13. SCHMID R., NTOGRAMATZIDIS L., NGYEN T. et al. A unified method for optimal arbitrary placement // Automatica. – 2014. – Vol. 50. – P. 2150–2154.
  14. SHANA M., PRASANNA C., MADHU N.B. Approximating con-strained minimum cost input–output selection for generic arbitrary pole placement in structured systems // Automatica. – 2019. – Vol. 107. – P. 200–210.
  15. SYRMOS V.L, ABDALLAH C.T., DORATO P et al. Static Out-put Feedback. A Survey // Automatica. – 1997. – Vol. 33(2). – P. 125–137.
  16. WILLEMS J.C., HESSELINK W.H. Generic properties of the pole placement problem // Proc. of the 7th IFAC Congress. – 1978. – P. 1725–1729.
  17. WANG X. Pole placement by static output feedback // J. Math. System, Estimation and Control. – 1992. – Vol. 2. – P. 205–218.
  18. YANG K., ORSI R. Generalized pole placement via based on pro-jections // Automatica. – 2006. – Vol. 42. – P. 2143–2150.
  19. YANNAKOUDACIS A.G. The static output feedback from the invariant point of view // IMA Journal of Mathematical Control and Information. – 2016. – Vol. 33. –P. 639–669.
  20. ZUBOV N.E., MIKRIN E.A., MISRIKHANOV M.Sh. et al. Con-trolling the finite eigenvalues of the descriptor system // Doklady Akademy Nauk. – 2015. – No. 460(4). – P. 381–384.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML


Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名-非商业性使用 4.0国际许可协议的许可。

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».