КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫМИ СИСТЕМАМИ ВЫСОКОГО ПОРЯДКА С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ НА ЯЗЫКЕ PYTHON

В статье описывается создание программного комплекса «Компьютерное моделирование управления высокоординатными нелинейными системами посредством обратной связи», в состав которого объединены пять различных примеров: управление нелинейной системой третьего порядка, управление движением однозвенного робота-манипулятора, ПИД-контроллер нелинейной системы, управление выходным сигналом неопределённых переключающихся нелинейных систем, а также глобальное управление высокого порядка переключающимися нелинейными системами с запаздыванием по времени посредством обратной связи. Результаты примеров получены на основе компьютерного моделирования, при этом в качестве наиболее эффективного инструмента была выбрана версия языка программирования Python 3.12.1. В работе продемонстрированы возможности применения библиотек и модулей данного языка. Python продолжает оставаться одним из наиболее удобных языков программирования в области научных вычислений, науки о данных и машинного обучения. Он сочетает в себе высокую производительность и эффективность за счёт использования как низкоуровневых библиотек, так и понятных высокоуровневых API-интерфейсов. Разработанный программный комплекс обеспечивает устойчивость высокого порядка переключающихся нелинейных систем, что создаёт условия для повышения устойчивости, эффективности и качества управления реальными инженерными системами. Комплекс адаптирован для эффективного применения в научно-исследовательской деятельности, учебном процессе, производственной автоматизации и робототехнике. Эффективность его использования заключается в возможности изменения пользователем параметров, представленных в примерах, в соответствии с собственными потребностями, а также в самостоятельном анализе и изучении полученных результатов.

1. Control of nonlinear system by means of feedback using the Python-control library / B.G. Bekualykyzy et al // Proceedings of the IEEE 4th International Conference on Smart Information Systems and Technologies (SIST). – Astana, 2024. – P. 164-168.

2. Hunt J. Advanced guide to Python 3 programming. – Berlin / J. Hunt; Springer, 2019. – P. 35-42.

3. Язык программирования Python / Россум Г., и др. пер. с англ. – М.; СПб., 2001. – 454 с.

4. Matloff N. Tutorial on Threads Programming with Python / N. Matloff, F. Hsu; Davis: University of California, 2009. – 25 p.

5. Ortega J.M. Python for Security and Networking / J.M. Ortega // Leverage Python modules and tools in securing your network and applications. – Packt Publishing, 2023.

6. Васильев Ю. Python для Data Science / Ю. Васильев; – СПб.: Питер, 2023. – 272 с.

7. Sundnes J. Solving ordinary differential equations in Python / J. Sundnes; – Oslo, 2024. – 124 с.

8. Борзунов С.В., Кургалин С.Д. Языки программирования. Python: решение сложных задач / С.В. Борзунов, С.Д. Кургалин. – СПб., 2023. – 192 с.

9. Бахадирова Г.Б., Тасболатұлы Н., Кері байланыс арқылы жоғары ретті сызықтық емес жүйелерді басқару : ЭЕМ-ге арналған бағдарлама / Куәлік № 54131; тіркелген 03.02.2025 ж. ҚР Әділет министрлігі Ұлттық зияткерлік меншік институты. – 10 б.

10. Spong M.W. Robot modeling and control / M.W. Spong, S. Hutchinson, M. Vidyasagar; New York: Wiley, 2006. – 478 p.

11. Bakhadirova G.B. Control of the movement of a single-link robot manipulator in Python / G.B. Bakhadirova, N. Tasbolatuly // Abstracts of the International Scientific Conference of Young Scientists «Informatics. Mathematics. Automation (IMA: 2024)». – Sumy; Astana, 2024. – P. 317-319

12. Kim D.H. Advanced Lecture for PID Controller of Non-linear systems in Python / D.H. Kim // International Journal of Recent Engineering and Technology. – 2021. – Т. 9, № 6.– P. 20-29.

13. Бахадирова Г.Б. Анықталмаған ауыспалы сызықтық емес жүйелер класы үшін шығыс сигналын басқарудың компьютерлік моделі / Г.Б. Бахадирова, Н. Тасболатұлы // Қазақстан Республикасы Ұлттық инженерлік академиясының Хабаршысы. – 2025. – № 1(95). – Б. 49-58.

14. Jiang Y. Global output feedback control for a class of high-order switched nonlinear systems with time-varying delays / Y. Jiang, J. Zhai // International Journal of Systems Science. – 2020. – Т. 51, № 6. – Р. 1053-1065.