On a Positional Control Problem for a Nonlinear Equation with Distributed Parameters

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

We consider a guaranteed control problem for a nonlinear distributed equation of diffusion type. The problem is essentially to construct a feedback control algorithm ensuring that the solution of a given equation tracks the solution of a similar equation subjected to an unknown disturbance. The case in which a discontinuous unbounded function can be a feasible disturbance is studied. We solve the problem under conditions of inaccurate measurement of solutions of each of the equations at discrete instants of time and indicate a solution algorithm robust under information noise and calculation errors.

About the authors

V. I. Maksimov

Krasovskii Institute of Mathematics and Mechanics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences, Yekaterinburg, 620108, Russia

Author for correspondence.
Email: maksimov@imm.uran.ru

References

  1. Casas E., Ryll C., Tr"oltzsch F. Sparse optimal control of the Schl"ogl and FitzHugh-Nagumo systems // Comput. Methods in Appl. Math. 2014. V. 13. № 1. P. 415-442.
  2. Buchholz R., Engel H., Kanimann E., Tr"oltzsch F. On the optimal control of the Schl"ogl-model // Comput. Optimization and Appl. 2013. V. 56. № 1. P. 153-185.
  3. Rull K., Lober J., Martems S., Engel H., Tr"oltzsch F. Analytical, optimal, and Sparse optimal control of traveling wave solutions to reaction-diffusion systems. Control and self-organizing nonlinear systems / Eds. F. Scholl, S.H.L. Klapp, P. Hovel. Cham, 2016. P. 189-210.
  4. Cordoni F., Persio L.D. Optimal control for the stochastic Fitzhugh-Nagumo model with recovery variable // Evolution Equat. and Control Theory. 2018. V. 7. № 4. P. 571-585.
  5. Bretten T., Kunisch K. Riccati-based feedback control of the monodomian equations with the FitzHugh-Nagumo model // SIAM J. Control and Optimization. 2014. V. 52. № 6. P. 4057-4081.
  6. Красовский Н.Н., Субботин А.И. Позиционные дифференциальные игры. М., 1974.
  7. Kwakernaak H. $H_2 $-optimization theory and applications control design // Ann. Rev. in Control. 2002. V. 26. № 1. P. 45-56.
  8. Поляк Б.Т., Щербаков П.С. Робастная устойчивость и управление. М., 2002.
  9. Баландин Д.В., Коган М.М. Синтез законов управления на основе матричных неравенств. М., 2007.
  10. Chen W.H., Yang J., Guo L., Li H. Disturbance-observer-based-control and related methods: an overview // IEEE Trans. Ind. Electron. 2015. V. 63. № 2. P. 1083-1095.
  11. Guo B.Z., Liu J.J., Al-Fhaid A.S., Younas A.M., Asiri A. The active disturbance rejection approach to stabilization of coupled heat and ODE system subject to boundary control matvhed disturbance // Int. J. of Control. 2015. V. 88. № 8. P. 1554-1564.
  12. Ke Z., Logemann H., Rebarber R. Approximate tracking and disturbance rejection for stable infinite-dimensional systems using sampled-data low-gain control // SIAM J. of Control and Optimization. 2009. V. 48. № 1. P. 641-671.
  13. Pisano A., Orlov Y.V., Usai L. Tracking control of the uncertain heat and wave equation via power-fractional and sliding-mode techniques // SIAM J. Control and Optimization. 2011. V. 49. № 1. P. 363-382.
  14. Осипов Ю.С. Дифференциальные игры в системах с последействием // Докл. АН СССР. 1975. Т. 196. № 4. C. 761-768.
  15. Осипов Ю.С. Позиционное управление в параболических системах // Прикл. математика и механика. 1977. Т. 42. № 2. C. 341-346.
  16. Осипов Ю.С. Избранные труды. М., 2009.
  17. Осипов Ю.С., Кряжимский А.В., Максимов В.И. Метод экстремального сдвига Н.Н. Красовского и задачи граничного управления // Автоматика и телемеханика. 2009. № 4. С. 18-30.
  18. Осипов Ю.С., Максимов В.И. Отслеживание решения нелинейного распределённого дифференциального уравнения законами обратной связи // Сиб. журн. вычислит. математики. 2018. Т. 21. № 2. C. 201-213.
  19. Maksimov V. Some problems of guaranteed control of the Schl"ogl and FitzHugh-Nagumo systems // Evolution Equat. and Control Theory. 2017. V. 6. № 4. P. 559-586.
  20. Красовский Н.Н. Управление динамической системой. М., 1985.
  21. Ушаков В.Н. К построению стабильных мостов в дифференциальной игре сближения-уклонения // Изв. АН СССР. Техн. кибернетика. 1980. № 4. С. 29-36.
  22. Егоров А.И. Основы теории управления. М., 2004.
  23. Osipov Yu.S., Kryazhimskii A.V. Inverse Problems for Ordinary Differential Equations: Dynamical Solutions. London, 1995.
  24. Осипов Ю.С., Васильев Ф.П., Потапов М.М. Основы метода динамической регуляризации. М., 1999.
  25. Самарский А.А. Введение в теорию разностных схем. М., 1971.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

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».