Рассматривается задача управления горизонтальным движением стержня на плоскости. Управление стержнем осуществляется с помощью постоянной по модулю силы, приложенной к одному из его концов, которая отклоняет стержень от вертикального положения. В качестве управляющего параметра используется скорость изменения угла между стержнем и вектором, задающим направление указанной силы. На управление и текущее фазовое состояние динамической системы, описывающей движение стержня, накладываются ограничения. Искомое управление должно удовлетворять ограничениям и обеспечивать выведение стержня на заданную вертикальную ось с нулевой скоростью и с требуемой пространственной ориентацией, с выполнением всех ограничений на текущее фазовое состояние динамической системы, описывающей его движение. Обсуждается один подход построения такого управления, основанный на декомпозиции линейной системы дифференциальных уравнений в математической модели задачи. Рассматриваются две вспомогательные задачи управления. Решение первой формирует эталонную функцию угла, определяющего отклонение стержня от вертикали. Решение второй на основе этой эталонной функции определяет искомое управление в исходной задаче. Полученные результаты иллюстрируются примерами численного решения ряда модельных задач.
The problem of controlling the horizontal movement of a rod on a plane is considered. The rod is controlled by a constant modulo force applied to one of its ends. The rate of change of the angle between the rod and the vector specifying the direction of the specified force is used as a control parameter. Restrictions are imposed on the control and the current phase state of the dynamic system describing the movement of the rod. The desired control must satisfy the constraints and ensure that the rod is placed on a given vertical axis with zero velocity and with the required spatial orientation, with all restrictions on the current phase state of the dynamic system describing its movement being fulfilled. A particular method for constructing such a control is discussed, based on the decomposition of a Linear system of differential equations in a mathematical model of the problem. Two auxiliary tasks are considered. The solution of the first forms a reference function of the angle determining the deviation of the rod from the vertical, the solution of the second determines the desired control. The results obtained are illustrated by examples of numerical solutions to a number of model problems.