<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">ntv</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2226-1494</issn><issn pub-type="epub">2500-0373</issn><publisher><publisher-name>Университет ИТМО</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17586/2226-1494-2022-22-2-239-245</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">ntv-131</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ И РОБОТОТЕХНИКА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>AUTOMATIC CONTROL AND ROBOTICS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Эллипсоидные оценки траекторной чувствительности многомерных процессов на основе обобщенной проблемы сингулярных чисел</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Elliposoidal estimates of trajectory sensitivity of multi-dimensional processes based on generalized singular values problems</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-3555-1323</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Оморов</surname><given-names>Р. О.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Omorov</surname><given-names>R. O.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Оморов Роман Оморович — доктор технических наук, профессор, член-корреспондент Национальной академии наук Кыргызской Республики, заведующий лабораторией «Синергетики и хаоса динамических систем»</p><p>Бишкек, 720071 </p><p> sc 6602708366 </p></bio><bio xml:lang="en"><p>Roman O. Omorov — D. Sc. (Engineering), Professor, Associate Member of the National Academy of Sciences of the Kyrgyz Republic, Head of Laboratory of Synergetics and Chaos of Dynamic Systems </p><p> Bishkek, 720071 </p><p> sc 6602708366 </p></bio><email xlink:type="simple">romano_ip@list.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-0923-9777</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Акунов</surname><given-names>Т. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Akunov</surname><given-names>T. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Акунов Таалайбек Абакирович — кандидат технических наук, главный научный сотрудник </p><p>Бишкек, 720071 </p><p> sc 6508211498 </p></bio><bio xml:lang="en"><p> Taalaibek A. Akunov — PhD, Chief Researcher </p><p> Bishkek, 720071 </p><p> sc 6508211498 </p></bio><email xlink:type="simple">takunov@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-2889-3202</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Айдралиев</surname><given-names>А. О.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Aidraliev</surname><given-names>A. O.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p> Айдралиев Акылбек Орузбаевич — инженер </p><p>Бишкек, 720071 </p></bio><bio xml:lang="en"><p> Akylbek O. Aidraliev — Engineer </p><p> Bishkek, 720071 </p></bio><email xlink:type="simple">aidraliev@outlook.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Институт машиноведения и автоматики Национальной академии наук Кыргызской Республики</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Institute of Machine Science and Automation of the National Academy of Sciences of the Kyrgyz Republic</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2022</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>13</day><month>12</month><year>2024</year></pub-date><volume>22</volume><issue>2</issue><fpage>239</fpage><lpage>245</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Оморов Р.О., Акунов Т.А., Айдралиев А.О., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Оморов Р.О., Акунов Т.А., Айдралиев А.О.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Omorov R.O., Akunov T.A., Aidraliev A.O.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://ntv.elpub.ru/jour/article/view/131">https://ntv.elpub.ru/jour/article/view/131</self-uri><abstract><p>Рассмотрена задача исследования чувствительности процессов управления к вариации параметров. Для решения задачи использован аппарат траекторной чувствительности, применение которого совместно с методом пространства состояний позволило построить модели чувствительности. На основе моделей определены эллипсоидные оценки функций траекторной чувствительности по состоянию, выходу и ошибке линейных многомерных непрерывных систем в форме мажорант и минорант. Выполнены вычисления с использованием обобщенного сингулярного разложения матриц, составленных из функций траекторной параметрической чувствительности. Полученные эллипсоидные оценки в силу содержательных возможностей обобщенного сингулярного разложения матриц обладают свойством минимальной достаточности. Метод оценки дает возможность с помощью левого сингулярного базиса, соответствующего экстремальным обобщенным сингулярным числам, выделить в пространствах состояния, выхода и ошибки подпространства, которые характеризуются в каждый момент времени наибольшим и наименьшим по норме дополнительным движением. Правый сингулярный базис позволяет в пространстве параметров выделить подпространства, порождающие наибольшее и наименьшее по норме дополнительное движение. Предложенный подход решает проблему «оптимального номинала», то есть проблему выбора номинального значения вектора параметров агрегатов объекта управления, доставляющих многомерному управляемому процессу наименьшее значение эллипсоидных оценок функций траекторной чувствительности, а также осуществить сравнение протекания многомерных управляемых процессов по эллипсоидным оценкам траекторной параметрической чувствительности.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The problem of studying the sensitivity of control processes to parameter variations is considered. To solve the problem, the trajectory sensitivity apparatus was used, the use of which, together with the state-space method, made it possible to construct sensitivity models. Based on the models, ellipsoidal estimates of the trajectory sensitivity functions in terms of the state, output, and error of linear multidimensional continuous systems in the form of majorants and minorants are determined. Calculations are performed using the generalized singular value decomposition of matrices composed of trajectory parametric sensitivity functions. The resulting ellipsoidal estimates, due to the meaningful possibilities of the generalized singular value decomposition of matrices, have the property of minimal sufficiency. The estimation method makes it possible, using the left singular basis corresponding to the extremal generalized singular values, to determine subspaces in the state, output, and error spaces that are characterized at each moment of time by the largest and smallest additional motion in terms of the norm. The right singular basis allows us to determine subspaces in the parameter space that generate the largest and smallest additional motion in the norm. The proposed approach solves the problem of “optimal nominal”, that is, the problem of choosing the nominal value of the parameter vector of the plant units that provide the multidimensional controlled process with the smallest value of the ellipsoidal estimates of the trajectory sensitivity functions, as well as to compare the flow of multidimensional controlled processes according to the ellipsoidal estimates of the trajectory parametric sensitivity.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>линейная многомерная система</kwd><kwd>эллипсоидная оценка</kwd><kwd>траекторная параметрическая чувствительность</kwd><kwd>модель чувствительности</kwd><kwd>обобщенное сингулярное разложение</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>linear multivariable system</kwd><kwd>ellipsoidal estimate</kwd><kwd>trajectory parametric sensitivity</kwd><kwd>sensitivity model</kwd><kwd>generalized singular value decomposition</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Розенвассер Е.Н., Юсупов Р.М. Чувствительность систем управления. М.: Наука, 1981. 464 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rozenvasser E.N., Iusupov R.M. Sensitivity of Automatic Control Systems. Moscow, Jenergija Publ., 1981, 464 p. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Томович Р., Вукобратович М. Общая теория чувствительности: пер. с англ. М.: Советское радио, 1972. 240 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tomovic R., Vucobratovic M. General Sensitivity Theory. NorthHolland, 1972, 258 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Оморов Р.О. Модальная чувствительность, робастность и грубость динамических систем (обзорная статья) // Научнотехнический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2021. Т. 21. № 2. С. 179–190. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2021-21-2-179-190</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Omorov R.O. The modal sensitivity, robustness and roughness of dynamic systems (review article). Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics, 2021, vol. 21, no. 2, pp. 179–190. (in Russian). https://doi.org/10.17586/2226-1494-2021-21-2-179-190</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Perkins W.R., Cruz I.B., Gonsales R.L. Design of minimum sensitivity systems // IEEE Transactions on Automatic Control. 1968. V. AC-13. N 6. P. 159–167. https://doi.org/10.1109/TAC.1968.1098853</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Perkins W.R., Cruz I.B., Gonsales R.L. Design of minimum sensitivity systems. IEEE Transactions on Automatic Control, 1968, vol. AC-13, no. 6, pp. 159–167. https://doi.org/10.1109/TAC.1968.1098853</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Акунов Т.А., Ушаков А.В. Оценки функций траекторной параметрической чувствительности систем управления // Известия вузов. Электромеханика. 1992. № 1. С. 87–92.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Akunov T.A., Ushakov A.V. Estimates of the trajectory parametric sensitivity functions for control systems. Russian Electromechanics, 1992, no. 1, pp. 87–92. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Акунов Т.А. Анализ и синтез многомерных систем управления с использованием аппарата эллипсоидных оценок качества процессов: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Санкт-Петербургский институт точной механики и оптики. СПб., 1993. 185 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Akunov T.A. Analisys and Synthesis of Multidimensional Systems Using the Tools of Ellipsoidal Assessments of the Processes Quality. Dissertation for the degree of candidate of technical sciences. St. Petersburg, Saint Petersburg Institute of Fine Mechanics and Optics, 1993, 185 с. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хорн Р., Джонсон Ч. Матричный анализ. М.: Мир, 1989. 655 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Horn R.A., Johnson Ch.R. Matrix Analysis. Cambridge University Press, 1985, 561 p. 8. Akunov T.A., Alisherov S., Omorov R.O., Ushakov A.V. Modal Estimations of Quality of Processes in Linear Multivarible Systems. Bishkek, Ilim Publ., 1991, 59 p. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Акунов Т.А., Алишеров С., Оморов Р.О., Ушаков А.В. Модальные оценки качества процессов в линейных многомерных системах. Бишкек: Илим, 1991. 59 с. 9. Воеводин В.В., Кузнецов Ю.А. Матрицы и вычисления. М.: Наука, 1984. 160 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Voevodin V.V., Kuznetcov Iu.A. Matrices and Сalculations. Moscow, Nauka Publ., 1984, 160 p. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. М.: Наука, 1988. 548 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gantmacher F. R. The Theory of Matrices. AMS Chelsea Publishing: Reprinted by American Mathematical Society, 2000, 660 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Форсайт Дж., Малькольм М., Моулер К. Машинные методы математических вычислений. М.: Мир, 1980. 280 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Forsythe G.E., Malcolm M.A., Moler C.B. Computer Methods for Mathematical Computations. Prentice-Hall, 1977, 259 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Голуб Дж., Ван Лоун Ч. Матричные вычисления: пер. с англ. М.: Мир, 1999. 548 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Golub G.H., Van Loan Ch.F. Matrix Computations. JHU Press, 1996, 756 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Григорьев В.В., Дроздов В.Н., Лаврентьев В.В., Ушаков А.В. Синтез дискретных регуляторов при помощи ЭВМ. Л.: Машиностроение, 1983. 245 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Grigorev V.V., Drozdov V.N., Lavrentev V.V., Ushakov A.V. Synthesis of Discrete Controllers Using Computers. Leningrad, Mashinostroenie Publ., 1983, 245 p. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Акунов Т.А., Сударчиков С.А., Ушаков А.В. Анализ алгоритмических проблем при исследовании чувствительности дискретных систем // Известия вузов. Приборостроение. 2008. Т. 51. № 7. С. 17–21.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Akunov T.A., Sudarchikov S.A., Ushakov A.V. Analysis of algorithmic problems at research of sensitivity of lumped parameter systems. Journal of Instrument Engineering, 2008, vol. 51, no. 7, pp. 17–21. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Оморов Р.О., Акунов Т.А. Робастность интервальных динамических систем: устойчивость и эллипсоидные оценки качества // Проблемы автоматики и управления. 2021. № 3(42). С. 47–57.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Omorov R.O., Akunov T.A. Robustness of interval dynamic systems: stability and ellipsoid quality estimates. Automation and Control Problems, 2021, no. 3(42), pp. 47–57. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Андриевский Б.Р., Фрадков А.Л. Элементы математического моделирования в программных средах MATLAB 5 и Scilab. СПб.: Наука, 2001. 286 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Andrievskii B.R., Fradkov A.L. Elements of Mathematical Modeling in MATLAB 5 and Scilab Computing Environments. St. Petersburg, Nauka Publ., 2001, 286 p. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
