Observer-based adaptive output tracking for MIMO LTI systems under unknown external disturbances | Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика. 2026. № 74. DOI: 10.17223/19988605/74/3

Observer-based adaptive output tracking for MIMO LTI systems under unknown external disturbances

Представлен алгоритм адаптивного слежения выходной переменной за задающим сигналом в многоканальных системах с наблюдаемым выходом в условиях несогласованных неизвестных возмущений. Алгоритм основан на использовании метода развязки Фальба-Воловича в сочетании с прямым методом компенсации возмущений на основе принципа внутренней модели. Основное преимущество предлагаемого алгоритма заключается в том, что он более прост в настройке благодаря «развязанной» структуре каналов управления. Независимый выбор коэффициентов адаптации для каждого из каналов системы позволяет обеспечить требуемые показатели по скорости сходимости и свойство робастности системы. Кроме того, рассматриваемый в статье подход позволяет получить улучшенные показатели качества в системах, изначально характеризующихся негативным влиянием межканальных связей на общую динамику системы. Эффективность предлагаемого подхода проиллюстрирована результатами численного моделирования, выполненного в среде MATLAB/Simulink. Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Скачать электронную версию публикации

Ключевые слова

адаптивное управление, гармонические возмущения, компенсация возмущений, наблюдатель Люенбергера, метод Фальба–Воловича

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Ты Конг Винь	Национальный исследовательский университет ИТМО	аспирант факультета систем управления и робототехники	congvinhvkdn@gmail.com
Дударенко Наталия Александровна	Национальный исследовательский университет ИТМО	доцент, кандидат технических наук, доцент факультета систем управления и робототехники	dudarenko@itmo.ru

Всего: 2

Ссылки

Wang, Q. (2003) Decoupling control. In: Lecture notes in control and information sciences. Springer. doi: 10.1007/3-540-46151-5.

Liu, L., Tian, S., Xue, D., Zhang, T., Chen, Y. & Zhang, S. (2019) A review of industrial MIMO decoupling control.International Journal ofControl, Automation and Systems. 17(5). pp. 1246-1254. doi: 10.1007/s12555-018-0367-4.

Morgan, B. (1964) The synthesis of linear multivariable systems by state-variable feedback. IEEE Electronic Library (IEL) Journals. 9(4). pp. 405-411. doi: 10.1109/tac.1964.1105733.

Gilbert, E.G. (1969) The decoupling of multivariable systems by state feedback. SIAM Journal on Control. 7(1). pp. 50-63. doi: 10.1137/0307004.

Falb, P. & Wolovich, W. (1967) Decoupling in the design and synthesis of multivariable control systems. IEEE Transactions on Automatic Control. 12(6). pp. 651-659. doi: 10.1109/TAC.1967.1098737.

Angelico, B., Dos Santos Barbosa, F. & Toriumi, F. (2016) State feedback decoupling control of a control moment gyroscope. Journal of Control, Automation and Electrical Systems. 28. pp. 26-35. doi: 10.1007/s40313-016-0277-8.

Nikiforov, V. & Gerasimov, D. (2022) Adaptive regulation: reference tracking and disturbance rejection. Springer Nature. doi: 10.1007/978-3-030-96091-9.

Pyrkin, A. & Isidori, A. (2019) Adaptive output regulation of right-invertible MIMO LTI systems, with application to vessel motion control. European Journal of Control. 46. pp. 63-79. doi: 10.1016/j.ejcon.2018.04.001.

Nikiforov, V., Paramonov, A. & Gerasimov, D. (2020) Adaptive control algorithms in MIMO linear systems with control delay. Automation and Remote Control. 81. pp. 1091-1106. doi: 10.1134/S0005117920060107.

Obreg6n-Pulido, G., Castillo-Toledo, B. & Loukianov, A.G. (2011) A structurally stable globally adaptive internal model regulator for MIMO linear systems. IEEE Transactions on Automatic Control. 56(1). pp. 160-165. doi: 10.1109/TAC.2010.2090409.

Borisov, O., Isidori, A. & Pyrkin, A. (2023) Adaptive output regulation of MIMO LTI systems with unmodeled input dynamics. 62ndIEEE Conference on Decision and Control (CDC). pp. 1537-1542. doi: 10.1109/CDC49753.2023.10383343.

Marino, R. & Tomei, P. (2003) Output regulation for linear systems via adaptive internal model. IEEE Transactions on Automatic Control. 48(12). pp. 2199-2202. doi: 10.1109/TAC.2003.820143.

Bobtsov, A.A. (2008) Output control algorithm with the compensation of biased harmonic disturbances. Automation and Remote Control. 69(8). pp. 1289-1296. doi: 10.1134/S000511790808002X.

Bobtsov, A.A. & Pyrkin, A.A. (2009) Compensation of unknown sinusoidal disturbances in linear plants of arbitrary relative degree. Automation and Remote Control. 70(3). pp. 449-456. doi: 10.1134/S0005117909030102.

Yilmaz, C.T. & Basturk, H.I. (2019) Output feedback control for unknown LTI systems driven by unknown periodic disturbances. Automatica. 99. pp. 112-119. doi: 10.1016 /j.automatica.2018.10.020.

Marino, R. & Santosuosso, G.L. (2007) Regulation of linear systems with unknown exosystems of uncertain order. IEEE Transactions on Automatic Control. 52(2). pp. 352-359. doi: 10.1109/TAC.2006.890376.

Nikiforov, V.O., Gerasimov, D.N. & Dudarenko, N.A. (2025) Output adaptive compensation of external disturbances in MIMO systems. Automation and Remote Control. 86(4). pp. 291-305. doi: 10.31857/S0005117925040013.

Luenberger, D. (1971) An introduction to observers. IEEE Transactions on Automatic Control. 16(6). pp. 596-602. doi: 10.1109/TAC.1971.1099826.

Nikiforov, V.O. (1996) Adaptive servocompensation of input disturbances. IFAC Proceedings Volumes. 29(1). pp. 5114-5119. doi: 10.1016/S1474-6670(17)58492-X.

Nikiforov, V.O. (1998) Adaptive non-linear tracking with complete compensation of unknown disturbances. European Journal of Control. 4(2). pp. 132-139. doi: 10.1016/S0947-3580(98)70107-4.

Chen, C.-T. (1999) Linear system theory and design. New York: Oxford University Press.

Nikiforov, V.O., Paramonov, A.V. & Gerasimov, D.N. (2023) Adaptive compensation of unmatched disturbances in unstable MIMO LTI plants with distinct input delays. IFAC-PapersOnLine. 56(2). pp. 9179-9184. doi: 10.1016/j. ifacol.2023.10.159.

Marino, R. & Tomei, P. (2013) Disturbance cancellation for linear systems by adaptive internal models. Automatica. 49(5). pp. 1494-1500. doi: 10.1016/j.automatica.2013.02.011.

Isidori, A. (2017) Lectures in FeedbackDesignforMultivariable Systems. Springer. doi: 10.1007/978-3-319-42031-8.

Narendra, K. & Annaswamy, A. (1989) Stable Adaptive System. New Jersey: Prentice Hall.

Gerasimov, D.N. & Nikiforov, V.O. (2020) On key properties of the Lion's and Kreisselmeier's adaptation algorithms. IFAC-PapersOnLine. 53(2). pp. 3773-3778. doi: 10.1016/ j.ifacol.2020.12.2066.