The problems of the worst-case disturbances acting on multi-mass elastic system

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

An analytical framework for synthesizing worst-case external disturbances for linear dynamical systems described by ordinary differential equations is presented in the paper. The study is conducted for three classical functional spaces $L_2, L_{\infty}, L_1$ over a fixed time interval, which corresponds to identifying disturbances with bounded energy, bounded amplitude, and bounded impulse, respectively. Linear elastic mechanical systems are chosen as a illustrative object of analysis, thus providing an intuitive interpretation of the results. A unified performance metric is introduced for quantitative assessment of solutions. This metrics is the ratio of a system's target output (e.g., maximum deviation) to the $L_p$-norm of the disturbance (i.e. the normalized system response). Explicit analytical expressions for the worst-case disturbances and their corresponding performance indices are derived. The interrelations between the indices obtained for different disturbance classes are examined. Numerical simulation results are provided for single- and multiple-degree-of-freedom systems, represented as chains of point masses interconnected by elastic and damping elements, and connected to a movable base.

Авторлар туралы

Polina Tkachenko

Sirius University of Science and Technology

Email: PTkachen@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5132-234X

Research Assistant at the Department of «Mathematical robotics and artificial intelligence»

Ресей, 1 Olympic Ave., Sirius Federal Territory 354340, Russia

Dmitry Balandin

Sirius University of Science and Technology

Email: dbalandin@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7727-5924

Dr. Sci. (Phys.-Math.), Professor at the Department of «Mathematical robotics and artificial intelligence»

Ресей, 1 Olympic Ave., Sirius Federal Territory 354340, Russia

Tatiana Ryabikova

Sirius University of Science and Technology

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: tanya.dovid@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0302-2064

PhD. Sci. (Phys.-Math.), Research Assistant at the Department of «Mathematical robotics and artificial intelligence»

Ресей, 1 Olympic Ave., Sirius Federal Territory 354340, Russia

Әдебиет тізімі

  1. B. V. Bulgakov, ''On the accumulation of disturbances in linear oscillatory systems with constant parameters'', DAN SSSR, 51:5 (1946), 339–342 (In Russ.).
  2. V.V. Aleksandrov, ''[K zadache Bulgakova o nakoplenii vozmushchenii]'', Dokl. AN SSSR. Ser. Kibernetika i teoriya regulirovaniya, 186:3 (1969), 526–528 (In Russ.).
  3. V.N. Zhermolenko, ''On the maximum deviation of a linear system'', Autom Remote Control, 73:7 (2012), 1117–1125. doi: 10.1134/S0005117912070016
  4. G. Zames, Feedback and Optimal Sensitivity: Model Reference Transformations, Multiplicative Seminorms, and Approximate Inverses'', IEEE Transactions on Automatic Control, 26:2 (1981), 301–320. doi: 10.1109/TAC.1981.1102603
  5. J. C. Doyle, K. Glover, P.P. Khargonekar, B.A. Francis, ''State-space solutions to standard H₂ and H∞ control problems'', IEEE Transactions on Automatic Control, 34:8 (1989), 831--847. doi: 10.1109/9.29425
  6. P.P. Khargonekar, K.M. Nagpal, K.R. Poolla, ''H∞ -Control with Transients'', SIAM Journal of Control and Optimization, 29:6 (1991), 1373–1393. doi: 10.1137/0329070
  7. W.W. Lu, G. J. Balas, E. B. Lee, ''A Variational Approach to H∞ Control with Transients'', IEEE Transactions on Automatic Control, 44 (1999), 1875–1879.
  8. Y. K. Foo, ''H∞ Control with Initial Conditions'', IEEE Trans. Circuits and Systems, 53:9 (2006), 867–871. doi: 10.1109/TCSII.2006.881807
  9. A. Iannelli, P. Seiler, A. Marcos, ''Worst-Case Disturbances for Time-Varying Systems with Application to Flexible Aircraft'', Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 42:6 (2019), 1261–1271. doi: 10.2514/1.G004023
  10. D. V. Balandin, M. M. Kogan, ''LMI-based Hinfty -optimal control with transients'', International Journal of Control, 83:8 (2010), 1664–1673. doi: 10.1080/00207179.2010.487222
  11. D. V. Balandin, R. S. Biryukov, M. M. Kogan, ''Optimal control of maximum deviations of outputs of a linear nonstationary system on a finite time interval'', Autom Remote Control, 80:10 (2019), 1783–1802. doi: 10.1134/S0005117919100023
  12. D. V. Balandin, M. M. Kogan, ''Multi-objective Generalized H₂-Control'', Automatica, 99:8 (2019), 317–322. doi: 10.1016/j.automatica.2018.10.006

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML

© Tkachenko P.P., Balandin D.V., Ryabikova T.V., 2026

Creative Commons License
Бұл мақала лицензия бойынша қолжетімді Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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».