Оперативно-оптимальный конечномерный динамический регулятор состояния стохастического дифференциального объекта по его выходу. II. Линейно-гауссовский объект с неточными измерениями состояния и квадратично-биквадратный критерий

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Приводится полученный в первой части данной статьи общий алгоритм выполняемого последовательно во времени синтеза оптимального в среднем быстрого динамического регулятора выбираемого порядка для случая неточных измерений выхода нелинейного стохастического объекта управления. Демонстрируется его применение к частной задаче управления линейно-гауссовским объектом при переменном критерии качества, квадратичном по управлению и состоянию регулятора, но квадратично-биквадратном по состоянию объекта. Показано, что оптимальные нелинейные структурные функции уравнения состояния регулятора и формулы его выхода в этом случае выражаются через три первых начальных момента условной плотности вероятности, которая определяется решением задачи Коши для нелинейного уравнения в частных производных, полученного из уравнения Фоккера–Планка–Колмогорова. Для нахождения приближенно-аналитического вида этих функций применен метод гауссовской аппроксимации, что свело задачу к получению последовательным методом Монте-Карло зависящих только от времени коэффициентов некоторых нелинейностей. Показано, что биквадратичность критерия приводит к полезному полиномиальному виду структурных функций гауссовского регулятора до третьей степени включительно, тогда как в случае квадратичного критерия получаем линейный регулятор порядка объекта, удовлетворяющий теореме разделения Вонэма.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. А. Руденко

Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: rudenkoevg@yandex.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Руденко Е.А. Оперативно-оптимальный конечномерный динамический регулятор состояния стохастического дифференциального объекта по его выходу. I. Общий нелинейный случай // Изв. РАН. ТиСУ. 2022. № 5. С. 23–39.
  2. Меркулов В.И., Верба В.С. Синтез и анализ авиационных радиоэлектронных систем управления. М.: Радиотехника, 2023.
  3. Меркулов В.И. Оптимизация систем управления по локальным квадратично-биквадратным функционалам качества // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2016. № 11. С. 22–33.
  4. Верба В.С., Меркулов В.И., Руденко Е.А. Линейно-кубическое локально-оптимальное управление линейными системами и его применение для наведения летательных аппаратов // Изв. РАН. ТиСУ. 2020. № 5. С. 129–141.
  5. Казаков И.Е. Синтез условно оптимального управления по локальному критерию в нелинейных стохастических системах // АиТ. 1987. № 12. С. 72–80.
  6. Руденко Е.А. Оптимальный конечномерный регулятор состояния стохастического дифференциального объекта по его выходу. I. Неполные точные измерения // Изв. РАН. ТиСУ. 2023. № 4. С. 59–74.
  7. Руденко Е.А. Оптимальный конечномерный регулятор состояния стохастического дифференциального объекта по его выходу. II. Стохастические измерения и теорема разделения // Изв. РАН. ТиСУ. 2024. № 1. С. 34–50.
  8. Wonham W.M. On the Separation Theorem of Stochastic Control // SIAM J. Control. 1968. V. 6. № 2. P. 312–326.
  9. Параев Ю.И. Введение в статистическую динамику процессов управления и фильтрации М.: Сов. радио, 1976.
  10. Казаков И.Е. Статистическая теория систем управления в пространстве состояний. М.: Наука, 1975.
  11. Дегтярев Г.Л., Сиразетдинов Т.К. Теоретические основы оптимального управления упругими космическими аппаратами. М.: Машиностроение, 1986.
  12. Rybakov K.A. Spectral Representations of Iterated Stochastic Integrals and their Application for Modeling Nonlinear Stochastic Dynamics // Mathematics. 2023. V. 11. № 19. 4047.
  13. Аверина Т.А., Рыбаков К.А. Методы типа Розенброка для решения стохастических дифференциальных уравнений // Сиб. журн. вычислительной математики. 2024. Т. 27. № 2. С. 123–145.
  14. Тарасенко Ф.П. Непараметрическая статистика. Томск: Изд-во Томск. ун-та, 1976.
  15. Silverman B. W. Density Estimation for Statistics and Data Analysis. London: Chapman & Hall, 1986.
  16. Ченцов Н.Н. Статистические решающие правила и оптимальные выводы. М.: Наука, 1972.
  17. Averina T. Conditional Optimization of Algorithms for Estimating Distributions of Solutions to Stochastic Differential Equations // Mathematics. 2024. V. 12. № 4. 586.
  18. Korda A.S., Mikhailov G.A., Rogasinsky S.V. Construction and Optimization of Numerically-statistical Projection Algorithms for Solving Integral Equations // Russian J. Numerical Analysis and Mathematical Modelling. 2022. V. 37. № 5. P. 213–219.
  19. Ширяев А.Н. Вероятность. М.: Наука, 1980.
  20. Синицын И.Н. Фильтры Калмана и Пугачева. М.: Логос, 2007.
  21. Руденко Е.А. Оперативное абсолютно оптимальное динамическое управление состоянием стохастического дифференциального объекта по его выходу // Изв. РАН. ТиСУ. 2023. № 2. С. 93–107.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2025