Аналогично, интервальные числа попарно различны, если
.
Под интервальным матричным уравнением (8) будем понимать множество «точечных» уравнений (5) аналогичной структуры с вещественными коэффициентами, принимающими всевозможные значения из заданных интервалов:
Аналогично, интервальное уравнение (7) это множество «точечных» уравнений (6):
.
Определение 1.4. Объединённым множеством решений интервального матричного уравнения Сильвестра (8) называется множество
.
(9)
Определение 1.5. Объединённым множеством решений интервального уравнения (7) называется множество
.
(10)
Формальная
запись (9) и (10) означает, что и
- множества всех решений
точечных уравнений (5) и (6) при всевозможных значениях входящих в них
коэффициентов
,
,
,
.
Внешние
оценки для матриц управляемости и наблюдаемости могут быть вычислены по
формулам: ,
.
Определение параметров робастных регуляторов основано на аппарате полной интервальной арифметики (или, по имени её создателя, интервальной арифметики Каухера). Подробное описание арифметики Каухера можно найти в оригинальной статье [19] либо в работе [20].
Доказательство теоремы 1.1. Условия 1 - 4 теоремы 1.1
являются условиями разрешимости интервального уравнения Сильвестра, т.е. условиями
существования интервальной матрицы (9).
Подставив в интервальное уравнение Сильвестра (8) матрицу
, связанную выражением (7)
с искомой матрицей
, получим
.
(11)
Прибавим
к обеим частям уравнения (11) слагаемое . Тогда в соответствии со
свойством обратного по сложению элемента оно будет эквивалентно
.
Заменяя операцию вычитания через сложение и умножение на скаляр, приходим к равенству:
.
В
левой части последнего равенства вынесем сомножитель за скобку, тогда из него
в силу субдистрибутивности умножения относительно сложения следует включение
.
Умножив
обе части на матрицу , получим:
.
(12)
Включение
(12) означает, что для любой матрицы из
множества матриц
найдётся
подобная матрица из множества
. Подобные
матрицы имеют одинаковые собственные значения или, что то же самое, одинаковые
спектры, т.е.
при всех
. Объединяя спектры всех
матриц
, получим, что спектр
матрицы замкнутого контура для интервальной системы является подмножеством
предписываемого спектра:
при
всех
и
. Что и требовалось
доказать.
Из теоремы 1.1 и его доказательства следует, что для определения множества робастных стабилизирующих регуляторов, обеспечивающих в интервальной системе (2) переходные процессы с желаемыми прямыми показателями качества, необходимо решить интервальное матричное уравнение Сильвестра (8) и найти параметры регулятора, пользуясь соотношением (7).
2. Робастная линейно-квадратичная оптимизация. Решению задач оптимизации, в условиях наличия внешних и внутренних неопределенностей, с использованием уравнений и неравенств Риккати уделяется пристальное внимание как отечественных [21, 22], так и зарубежных исследователей [23, 24]. Значительная часть работ по оптимизации в пространствах Харди при действии внешних неструктурованных возмущений [25, 26] основывается на решении двух уравнений Риккати (two Riccati approach) [27, 28].
Принципам линейно квадратичной оптимизации в условиях параметрических возмущений уделяется меньшее внимание [29, 30]. Для структурированных возмущений на основе использования модифицированной формы уравнения Риккати синтезировано управление, обеспечивающее робастную устойчивость и заданный уровень качества [31]. В работе [32] исследована зависимость функционалов качества от величины внутренних возмущений.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.