Про точну керованiсть та повну стабiлiзацiю для лiнiйних систем

Ключові слова: Точна керованiсть, повна стабiлiзацiя, нескiнченновимiрнi системи, нейтральний тип

Анотація

У цiй роботi ми розглядаємо лiнiйнi системи з керуванням, описанi рiвнянням $\dot x = \mathcal A x +\mathcal B u$, де функцiї u та x приймають значення U та X вiдповiдно. Для такого об’єкта подано короткий огляд результатiв, що стосуються зв’язкiв мiж точною керованiстю та повною стабiлiзацiєю (стабiлiзацiя з довiльною швидкiстю спаду). Аналiз проводиться в рiзних ситуацiях: обмежений чи необмежений стан та оператори керування $\mathcal A$ та $\mathcal B$, простори Банаха або Гiльберта U та X. Добре вiдома еквiвалентнiсть мiж повною керованiстю та розташуванням полюсiв у ситуацiї скiнченновимiрних просторiв в загальному випадку не має мiсця в нескiнченномiрних просторах. Точної керованостi недостатньо для повної стабiлiзацiї, якщо U i X є банаховими просторами. У постановцi Гiльбертового простору цей результат є справедливим. Зворотньє твердження також не є простим: в деяких ситуацiях повна стабiлiзацiя передбачає точну керованiсть (у просторi Банаха з обмеженими операторами), в iнших ситуацiях це не вiдповiдає дiйсностi. Вiдповiднi результати наведенi з деякими iдеями доведення. Технiчнi деталi можна знайти в цитованiй лiтературi. Наведено кiлька прикладiв. Особлива увага придiляється випадку нескiнченновимiрних систем, збудованих за системами iз загаюваннями нейтрального типу iз розподiленими загаюваннями. Бiльш детально дослiджується питання про зв’язок мiж точною нуль-керованiстю та повною стабiлiзацiєю. Загалом мiж цими поняттями немає еквiвалентностi. Однак для деяких класiв рiвнянь нейтрального типу iснує еквiвалентнiсть. Питання про те, чи є еквiвалентнiсть для бiльш загальних систем, залишається вiдкритим. Це короткий i невичерпний огляд деяких дослiджень теорiї керування у нескiнченновимiрних просторах. Нашi роботи в цiй сферi були iнiцiйованi В. I. Коробовим протягом 70-х рокiв минулого сторiччя у Харкiвському державному унiверситетi.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

A. D. Andrew, W. M. Patterson. Range inclusion and factorization of operators on classical Banach spaces. J. Math. Anal. Appl., - 1991. - 1. V. 156. - P. 40-43. DOI: 10.1016/0022-247X(91)90380-I.

P. Barkhayev, R. Rabah, G. Sklyar. Conditions of exact null controllability and the problem of complete stabilizability for time-delay systems. In Stabilization of Distributed Parameter Systems: Design Methods and Applications. Cham, G. Sklyar, A. Zuyev, eds., Springer Intern. Publ. -2021. - P. 1-15. DOI: 10.1007/978-3-030-61742-4_1.

R. Datko. Uniform asymptotic stability of evolutionary processes in a Banach space. SIAM J. Math. Anal., - 1972. - 3. V. 3. - P. 428-445. DOI: 10.1137/0503042.

R. G. Douglas. On majorization, factorization, and range inclusion of operators on Hilbert space. Proc. Amer. Math. Soc., - 1966. - 2. V. 17. - P. 413-415. DOI: 10.1090/S0002-9939-1966-0203464-1.

G. Eckstein. Exact controllability and spectrum assignment. In Topics in modern operator theory (Timi¸soara/Herculane, 1980), volume 2 of Operator Theory: Adv. Appl., - 1981. Birkh¨auser, Basel-Boston, Mass. - P. 81-94. DOI: 10.1007/978-3-0348-5456-6_7.

M. R. Embry. Factorization of operators on Banach space. Proc. Amer. Math. Soc., - 1973. - 3. V. 38. - P. 587-590. DOI: 10.2307/2038955.

M. A. Kaashoek, Cornelis V. M. van der Mee, Leiba Rodman. Analytic operator functions with compact spectrum. III: Hilbert space case: Inverse problem and applications. J. Oper. Theory, - 1983. -2. V. 10. - P. 219-250.

V. E. Khartovski˘ı, A. T. Pavlovskaya. Complete controllability and controllability for linear autonomous systems of neutral type. Automation and Remote Control, - 2013. - 5. V. 74. - P. 769-784. DOI: 10.1134/S0005117913050032.

V. Komornik. Rapid boundary stabilization of linear distributed systems. SIAM J. Control Optim., - 1997. - 5. V. 35. - P. 1591-1613. DOI: 10.1137/S0363012996301609.

V. I. Korobov, R. Rabah. Exact controllability in Banach space. Differential Equations, -1980. -12. V. 15. - P. 1531-1537. Translated from russian: Differentsialnye Uravnenia, -1980. -12. V. 15. - P. 2142-2150.

J.-C. Louis, D. Wexler. On exact controllability in Hilbert spaces. Journal of Differential Equations, - 1983. -2. V. 49. - P. 258-269. DOI: 10.1016/0022-0396(83)90014-1.

E. Makarov, M. Niezabitowski, S. Popova, V. Zaitsev, M. Zhuravleva. On Assignment of the Upper Bohl Exponent for Linear Discrete-Time Systems in Infinite-Dimensional Spaces. Proceedings of 25th International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics (MMAR), - 2021. - P. 239-244. DOI: 10.1109/MMAR49549.2021.9528496.

A. S. Markus, V. R. Olshevsky. Complete controllability of spectrum assignment in infinite dimensional spaces. Integral Equations Oper. Theory, - 1993. - 1. V. 17. - P. 107-122, 1993. Translation of the paper published in russian: Matematicheskiye issledovaniya, Kishinev,- 1989, V. 106. - P. 97-113. DOI: 10.1007/bf01322549.

M. Megan, V. Hiri¸s. On the space of linear controllable systems in Hilbert spaces. Glasnik Mat. Ser. III, - 1975. - 1. V. 10(30). - P. 161-167.

A. V. Metel'skii, S. A. Minyuk. Criteria for the constructive identifiability and complete controllability of linear time-independent systems of neutral type. Izv. Ross. Akad. Nauk Teor. Sist. Upr., - 2006. - 5. - P. 15-23.

D. A. O’Connor, T. J. Tarn. On stabilization by state feedback for neutral differential equations. IEEE Trans. Automat. Control, - 1983. - 5. V. 28. - P. 615-618. DOI: 10.1109/TAC.1983.1103286.

A. W. Olbrot, L. Pandolfi. Null controllability of a class of functional differential systems. Int. J. Control, - 1988. - 1 V. 47. - P. 193-208. DOI: 10.1080/00207178808906006.

L. Pandolfi. Stabilization of neutral functional differential equations. J. Optimization Theory Appl., - 1976. - 2. V. 20. - P. 191-204. DOI: 10.1007/BF01767451.

R. Rabah. Commandabilit´e des syst`emes lin´eaires `a retard constant dans les espaces de Banach (Controllability of linear systems with constant delay in Banach spaces). RAIRO Automat.-Prod. Inform. Ind., -1986. - 6. V. 20. - P. 529-539.

R. Rabah, G. M. Sklyar, P. Yu. Barkhayev. On exact controllability of neutral time-delay systems. Ukrainian Math. Journal, - 2016. - 6. V. 68. - P. 800-815. DOI: 10.1007/s11253-016-1265-7.

R. Rabah, G. M. Sklyar, A. V. Rezounenko. Stability analysis of neutral type systems in Hilbert space. J. Differential Equations, - 2005. - 2. V. 214. - P. 391-428. DOI: 10.1016/j.jde.2004.08.001.

R. Rabah, G. M. Sklyar, A.V. Rezounenko. On strong regular stabilizability for linear neutral type systems. J. Differential Equations, - 2008. - 3. V. 245. - P. 569-593. DOI: 10.1016/j.jde.2008.02.041.

R. Rabah, J. Karrakchou. On Exact Controllability and Complete Stabilizability for Linear Systems in Hilbert Spaces. Applied Mathematics Letters, - 1997. - 1. V. 10. - P. 35-40. DOI: 10.1016/S0893-9659(96)00107-3.

R. Rabah, G. Sklyar, P. Barkhayev. Exact null controllability, complete stabilizability and continuous final observability of neutral type systems. Int. J. Appl. Math. Comput. Sci., - 2017. - 3. V. 27. - P. 489-499. DOI: 10.1515/amcs-2017-0034.

R. Rabah, G. M. Sklyar. The analysis of exact controllability of neutral-type systems by the moment problem approach. SIAM J. Control Optim., - 2007. - 6. V. 46. - P. 2148-2181. DOI: 10.1137/060650246.

R. Rabah, G. M. Sklyar, P. Yu. Barkhayev. Stability and stabilizability of mixed retarded-neutral type systems. ESAIM Control Optim. Calc. Var., - 2012. - 3. V. 18. - P. 656-692. DOI: 10.1051/cocv/2011166.

W. Rudin. Functional analysis. International Series in Pure and Applied Mathematics. McGraw-Hill Inc., New York, 2d edition. 1991. 424 p.

G. M. Sklyar. The problem of the perturbation of an element of a Banach algebra by a right ideal and its application to the question of the stabilization of linear systems in Banach spaces. Vestnik Kharkiv University, - 1982. - 230. - P. 32-35. In Russian.

M. Slemrod. A note on complete controllability and stabilizability for linear control systems in Hilbert space. SIAM J. Control, - 1974. - 3. V. 12. - P. 500-508. DOI: 10.1137/0312038.

R. Triggiani. A note on the lack of exact controllability for mild solutions in Banach spaces. SIAM J. Control Optim., - 1977. - 3. 15. - P. 407-411, DOI: 10.1137/0315028.

R. Triggiani. Addendum: “A note on the lack of exact controllability for mild solutions in Banach spaces” [SIAM J. Control Optim. 15 (1977), no. 3, 407–411; MR 55 #8942]. SIAM J. Control Optim., - 1980. - 1. V. 18. - P. 98-99, DOI: 10.1137/0318007.

J. van Neerven. The asymptotic behaviour of semigroups of linear operators. Operator theory advances and application. V. 88. Birkh¨auser, Basel. 1996. 234 p.

W. M. Wonham. Linear multivariable control: a geometric approach. Springer, New York, 3rd edition, 1985. 334 p.

Jerzy Zabczyk. Mathematical control theory: an introduction. Systems & Control: Foundations & Applications. 1992. Birkh¨auser Boston, Boston. 260 p.

Yi. Zeng, Z. Xie, F. Guo. On exact controllability and complete stabilizability for linear systems. Appl. Math. Lett., - 2013. - 7. 26. - P. 766-768, DOI: 10.1016/j.aml.2013.02.008.

Опубліковано
2021-11-29
Цитовано
Як цитувати
Рабах, Р. (2021). Про точну керованiсть та повну стабiлiзацiю для лiнiйних систем. Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна. Серія «Maтeмaтикa, приклaднa мaтeмaтикa i механiка», 94, 4-23. https://doi.org/10.26565/2221-5646-2021-94-01
Розділ
Статті