پویایی‌های ورودی–خروجی پادساعتگرد محلی (CCW) و پایداری سیستم‌های افاین غیرخطی

نویسندگان

1 دانشکده ریاضیات، دانشگاه شمالی چین، تای‌یوان، شانشی ۰۳۰۰۵۱، چین.

doi
10.22105/dmor.2025.550245.2017
چکیده

هدف: هدف این پژوهش بررسی ویژگی‌های ورودی–خروجی پادساعتگرد محلی (CCW I–O) در سیستم‌های افاین غیرخطی و تعیین این موضوع است که آیا می‌توان این ویژگی‌ها را از مدل‌های خطی‌سازی‌شده آن‌ها شناسایی کرد یا خیر. همچنین، پژوهش بررسی می‌کند که چگونه می‌توان از اتصالات اتلافی بین سیستم‌ها برای دستیابی به پایداری مقاوم محلی سیستم‌های غیرخطی از طریق پیاده‌سازی کنترل‌کننده‌های مناسب استفاده کرد.روش‌شناسی پژوهش: این پژوهش با استفاده از نظریه اتلاف‌پذیری، روابط دقیقی بین سیستم‌های غیرخطی و نسخه‌های خطی‌سازی‌شده بنیادی آن‌ها برقرار می‌کند. نرخ‌های تامین درجه‌دوم و توابع ذخیره‌سازی مناسب توسعه داده می‌شوند تا چندین شرط ورودی–خروجی CCW برای سیستم‌های غیرخطی و مدل‌های خطی‌شده آن‌ها به‌دست آید. نتایج نظری با بهره‌گیری از نظریه پایداری مطلق، روش‌های مبتنی بر لیاپانوف و تحلیل پایداری اعتبارسنجی می‌شوند. در پایان، مثال‌هایی ارایه می‌شود که نحوه استفاده عملی از روش پیشنهادی را نشان می‌دهند.یافته‎ها: نتایج پژوهش نشان می‌دهد که ویژگی‌های ورودی–خروجی CCW بین سیستم‌های افاین غیرخطی و مدل‌های خطی‌شده آن‌ها، در صورت برقراری شرایط خاص کنترل‌پذیری و رویت‌پذیری، قابل انتقال هستند. همچنین نشان داده می‌شود که ویژگی‌های اتلاف‌پذیری سخت‌گیرانه در مدل‌های خطی‌شده منجر به کسب ویژگی‌های CCW I–O  محلی در سیستم‌های غیرخطی اصلی می‌شود. این پژوهش چندین روش کنترلی را شناسایی می‌کند که با بهره‌گیری از ساختار CCW I–O، پایداری مجانبی محلی سیستم‌های غیرخطی را تضمین می‌کنند.اصالت/ارزش افزوده علمی: این پژوهش نخستین مطالعه جامع و نظام‌مند را ارایه می‌دهد که سیستم‌های افاین غیرخطی را از طریق تحلیل اتلاف‌پذیری و با تمرکز بر رفتار ورودی–خروجی CCW به مدل‌های خطی‌شده آن‌ها پیوند می‌دهد. برخلاف مطالعات پیشین که عمدتا بر سیستم‌های خطی و سیستم‌های به‌هم‌پیوسته تمرکز داشتند، این تحقیق یک روش واحد برای محاسبه ویژگی‌های CCW I–O غیرخطی با استفاده از مدل‌های خطی‌شده ارایه می‌کند. نتایج به‌دست‌آمده اطلاعات ارزشمندی در اختیار طراحان قرار می‌دهد تا کنترل‌کننده‌های محلی قابل اعتماد طراحی کنند که حتی بدون شناخت کامل از رفتار سیستم غیرخطی نیز به‌صورت مستقل عمل نمایند.