<?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">10.17586/2226-1494-2024-24-4-554-562</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">ntv-178</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>Синтез адаптивного наблюдателя для нелинейных нестационарных систем</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Synthesis of adaptive observer for nonlinear nonstationary systems</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-6430-1927</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Нгуен</surname><given-names>Х. Т.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Nguyen</surname><given-names>K. T.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Нгуен Хак Тунг — кандидат технических наук, научный сотрудник</p><p>Хайфон, 180000</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Khac Tung Nguyen — PhD, Scientific Researcher</p><p>Hai Phong, 180000</p></bio><email xlink:type="simple">nguyenkhactunghvhq1994@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-8345-7553</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Власов</surname><given-names>С. М.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Vlasov</surname><given-names>S. M.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Власов Сергей Михайлович — кандидат технических наук, доцент</p><p>Санкт-Петербург, 197101</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Sergey M. Vlasov — PhD, Associate Professor</p><p>Saint Petersburg, 197101</p></bio><email xlink:type="simple">smvlasov@itmo.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-8806-4057</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Пыркин</surname><given-names>А. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Pyrkin</surname><given-names>A. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Пыркин Антон Александрович — доктор технических наук, профессор, профессор, декан факультета</p><p>Санкт-Петербург, 197101</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Anton A. Pyrkin — D.Sc., Full Professor, Dean of Faculty</p><p>Saint Petersburg, 197101</p></bio><email xlink:type="simple">a.pyrkin@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0009-3092-6254</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Калинин</surname><given-names>К. Ю.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kalinin</surname><given-names>K. Yu.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Калинин Константин Юрьевич — аспирант</p><p>Санкт-Петербург, 197101</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Konstantin Yu. Kalinin — PhD Student</p><p>Saint Petersburg, 197101</p></bio><email xlink:type="simple">kgkalinin@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0007-5265-6107</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Нгуен</surname><given-names>М. Х.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Nguyen</surname><given-names>M. H.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Нгуен Минь Хунг — магистр, заместитель начальника отдела</p><p>Хайфон, 180000</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Minh Hung Nguyen — Magister, Deputy Department Head</p><p>Hai Phong, 180000</p></bio><email xlink:type="simple">nguyenminhhungvkthq@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0000-3223-1645</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Нгуен</surname><given-names>В. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Nguyen</surname><given-names>V. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Нгуен Ван Выонг — кандидат технических наук, научный сотрудник</p><p>Хайфон, 180000</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Van Vuong Nguyen — PhD, Scientific Researcher</p><p>Hai Phong, 180000</p></bio><email xlink:type="simple">nguyenvanvuong@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-6563-1909</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Буй</surname><given-names>В. Х.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Bui</surname><given-names>V. H.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Буй Ван Хуан — аспирант</p><p>Санкт-Петербург, 197101</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Van Huan Bui — PhD Student</p><p>Saint Petersburg, 197101</p></bio><email xlink:type="simple">buinguyenkhanh201095@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Военно-морской технический институт</institution><country>Вьетнам</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Naval Engineering Institute</institution><country>Viet Nam</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Университет ИТМО</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>ITMO University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>11</day><month>12</month><year>2024</year></pub-date><volume>24</volume><issue>4</issue><fpage>554</fpage><lpage>562</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Нгуен Х.Т., Власов С.М., Пыркин А.А., Калинин К.Ю., Нгуен М.Х., Нгуен В.В., Буй В.Х., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Нгуен Х.Т., Власов С.М., Пыркин А.А., Калинин К.Ю., Нгуен М.Х., Нгуен В.В., Буй В.Х.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Nguyen K.T., Vlasov S.M., Pyrkin A.A., Kalinin K.Y., Nguyen M.H., Nguyen V.V., Bui V.H.</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/178">https://ntv.elpub.ru/jour/article/view/178</self-uri><abstract><p>Введение. Предложен новый метод синтеза адаптивного наблюдателя состояния для класса нелинейных нестационарных систем. Подобная задача является важной и фундаментальной в теории управления и связана с проблемой управления и с задачей мониторинга эффективности функционирования системы. Метод. Решение поставленной задачи построено на методе обобщенного наблюдателя, основанного на оценке параметров для получения регрессионного уравнения, необходимого для оценки состояния и параметров системы. Применен метод расширения и смешивания динамического регрессора для идентификации неизвестных параметров системы. Основные результаты. Разработан алгоритм оценки вектора переменных состояния для нелинейной нестационарной системы, в которой неизвестные параметры зависят от вектора переменных состояния в условиях внешних возмущений. Полученные результаты доказаны с помощью математической теории. Для демонстрации эффективности предложенного алгоритма выполнено имитационное моделирование в программной среде MATLAB/Simulink. Обсуждение. Математическая модель рассмотренных объектов является нелинейной системой уравнений с переменными параметрами. Выполнено сравнение предложенного метода с существующими. Метод является более общим, особенно в системе, где неизвестные параметры зависят от вектора состояния с нелинейными функциями. В настоящее время поставленная задача решена только для дискретных систем. Планируется дальнейшее расширение алгоритма на непрерывные системы.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>A new method for the synthesis of adaptive state observation for a class of nonlinear non-stationary systems is proposed. This task is important and fundamental in control theory and is related to both the control problem and the task of monitoring the efficiency of the system operation. The solution to the problem is based on the generalized observer parameter estimation method to obtain the regression equation necessary for estimating the state and parameters of the system. Further, the dynamic regressor expansion and blending method dynamic regressor extension and mixing method is applied to identify the unknown system parameters. The paper proposes a method for estimating the state vector for a nonlinear non-stationary system in which the unknown parameters depend on the state vector under external disturbances. The results obtained are rigorously proved using mathematical theory. Simulation in Matlab/Simulink is performed to demonstrate the effectiveness of the developed algorithm. The mathematical model of the considered objects is a nonlinear system of equations with variable parameters. Compared to previous methods, the method proposed in this paper is more general, especially in a system where the unknown parameters depend on the state vector with nonlinear functions. However, the problem is currently solved only for discrete systems. In the future, it may be possible to extend it to continuous systems.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>адаптивное управление</kwd><kwd>синтез адаптивного наблюдателя</kwd><kwd>идентификация</kwd><kwd>нелинейная нестационарная система</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>adaptive control</kwd><kwd>synthesis of adaptive observer</kwd><kwd>identification</kwd><kwd>nonlinear nonstationary system</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, соглашение № 2019-0898.</funding-statement><funding-statement xml:lang="en">The work was supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation, Agreement No. 2019-0898.</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бобцов A.A., Наговицина А.Г. Адаптивное управление по выходу линейными нестационарными объектами // Автоматика и телемеханика. 2006. № 12. С. 163–174.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bobtsov A.A., Nagovitsina A.G. Adaptive control of linear nonstationary objects output. Automation and Remote Control, 2006, vol. 67, no. 12, pp. 2010–2020. https://doi.org/10.1134/S0005117906120137</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бобцов А.А., Григорьев В.В., Наговицина А.Г. Алгоритм адаптивного управления нестационарным объектом в условиях возмущения и запаздывания // Мехатроника, автоматизация, управление. 2007. № 1. С. 8–14.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bobtsov A.A., Grigoryev V.V., Nagovitsina A.G. Adaptive control algorithm by nonstationary object in terms of disturbance and delay time. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie, 2007, no. 1, pp. 8–14. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Данг Б., Пыркин А.А., Бобцов А.А., Ведяков А.А. Идентификация полиномиальных параметров нестационарных линейных систем // Известия вузов. Приборостроение. 2021. Т. 64. № 6. С. 459–468. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2021-64-6-459-468</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dung Kh.B., Pyrkin A.A., Bobtsov А.А., Vedyakov А.А. Identification of polynomial parameters of nonstationary linear systems. Journal of Instrument Engineering, 2021, vol. 64, no. 6, pp. 459–468. (in Russian). https://doi.org/10.17586/0021-3454-2021-64-6-459-468</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ле В.Т., Коротина М.М., Бобцов А.А., Арановский С.В., Во К.Д. Идентификация линейно изменяющихся во времени параметров нестационарных систем // Мехатроника, автоматизация, управление. 2019. Т. 20. № 5. С. 259–265. https://doi.org/10.17587/mau.20.259-265</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Le V.T., Korotina M.M., Bobtsov A.A., Aranovskiy S.V., Vo Q.D. Identiﬁcation of linear time-varying parameters of nonstationary systems. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie, 2019, vol. 20, no. 5, pp. 259–265. (in Russian). https://doi.org/10.17587/mau.20.259-265</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ван Ц., Ле В.Т., Пыркин А.А., Колюбин С.А., Бобцов А.А. Идентификация кусочно-линейных параметров регрессионных моделей нестационарных детерминированных систем // Автоматика и телемеханика. 2018. № 12. С. 71–82. https://doi.org/10.31857/s000523100002858-7</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Wang J., Le Vang T., Pyrkin A.A., Kolyubin S.A., Bobtsov A.A. Identification of piecewise linear parameters of regression models of non-stationary deterministic systems. Automation and Remote Control, 2018, vol. 79, no. 12, pp. 2159–2168. https://doi.org/10.1134/s0005117918120068</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Данг Бинь Хак, Пыркин А.А., Бобцов А.А., Ведяков А.А. Синтез адаптивного наблюдателя для нестационарных нелинейных систем с неизвестными полиномиальными параметрами // Научнотехнический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2021. Т. 21. № 3. С. 374–379. https://doi.org/10.17586/22261494-2021-21-3-374-379</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dang Binh Khac, Pyrkin A.A., Bobtsov A.A., Vedyakov A.A. Adaptive observer design for time-varying nonlinear systems with unknown polynomial parameters. Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics, 2021, vol. 21, no. 3, pp. 374–379. (in Russian). https://doi.org/10.17586/2226-1494-2021-21-3-374-379</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бобцов А.А., Николаев Н.А., Ортега Мартинес Р., Слита О.В., Козачёк О.А. Адаптивный наблюдатель переменных состояния линейной нестационарной системы с частично неизвестными параметрами матрицы состояния и вектора входа // Мехатроника, автоматизация, управление. 2022. Т. 23. № 6. С. 283–288. https://doi.org/10.17587/mau.23.283-288</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bobtsov A.A., Nikolaev N.A., Ortega Martinez R., Slita O.V., Kozachek O.A. Adaptive state observer for linear time-varying system with partially unknown state matrix and input matrix parameters. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie, 2022, vol. 23, no. 6, pp. 283–288. (in Russian). https://doi.org/10.17587/mau.23.283-288</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бобцов А.А., Лямин А.В., Сергеев К.А. Синтез закона адаптивного управления для стабилизации не точно заданных нестационарных объектов // Изв. вузов. Приборостроение. 2001. № 3. С. 3–7.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bobtsov A.A., Lyamin A.V., Sergeev K.A. Synthesis of the law of adaptive control for stabilization of not exactly specified nonstationary objects. Journal of Instrument Engineering, 2001, no. 3, pp. 3–7. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Куок Д.V., Бобцов А.А. Адаптивный наблюдатель переменных состояния линейных нестационарных систем с параметрами, заданными не точно // Автоматика и телемеханика. 2020. № 12. С. 100–110. https://doi.org/10.31857/S0005231020120065</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Quoc D.V., Bobtsov A.A. An adaptive state observer for linear timevarying systems with inaccurate parameters. Automation and Remote Control, 2020, vol. 81, no. 12, pp. 2220–2229. https://doi.org/10.1134/S0005117920120061</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Цыкунов А.М. Робастное управление нестационарными объектами // Автоматика и телемеханика. 1996. № 2. С. 117–125.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tsykunov A.M. Robust control of nonstationary plants. Automation and Remote Control, 1996, vol. 57, no. 2, pp. 248–255.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Клейман Е.Г., Мочалов И.А. Идентификация нестационарных объектов // Автоматика и телемеханика. 1994. № 2. С. 3–22.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kleiman E.G., Mochalov I.A. Identification of time-dependent plants. Automation and Remote Control, 1994, vol. 55, no. 2, pp. 149–163.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Pyrkin A., Bobtsov A., Ortega R., Vedyakov A., Aranovskiy S. Adaptive state observers using dynamic regressor extension and mixing // Systems &amp; Control Letters. 2019. V. 133. P. 104519. https://doi.org/10.1016/j.sysconle.2019.104519</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pyrkin A., Bobtsov A., Ortega R., Vedyakov A., Aranovskiy S. Adaptive state observers using dynamic regressor extension and mixing. Systems &amp; Control Letters, 2019, vol. 133, pp. 104519. https://doi.org/10.1016/j.sysconle.2019.104519</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ortega R., Bobtsov A., Nikolaev N., Schiffer J., Dochain D. Generalized parameter estimation-based observers: Application to power systems and chemical–biological reactors // Automatica. 2021. V. 129. P. 109635. https://doi.org/10.1016/j.automatica.2021.109635</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ortega R., Bobtsov A., Nikolaev N., Schiffer J., Dochain D. Generalized parameter estimation-based observers: Application to power systems and chemical–biological reactors. Automatica, 2021, vol. 129, pp. 109635. https://doi.org/10.1016/j.automatica.2021.109635</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Aranovskiy S., Bobsov A., Ortega R., Pyrkin A. Performance enhancement of parameter estimators via dynamic regressor extension and mixing // IEEE Transactions on Automatic Control. 2017. V. 62. N 7. P. 3546–3550. https://doi.org/10.1109/tac.2016.2614889</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Aranovskiy S., Bobsov A., Ortega R., Pyrkin A. Performance enhancement of parameter estimators via dynamic regressor extension and mixing. IEEE Transactions on Automatic Control, 2017, vol. 62, no. 7, pp. 3546–3550. https://doi.org/10.1109/tac.2016.2614889</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>
