научный журнал по кибернетике Известия Российской академии наук. Теория и системы управления ISSN: 0002-3388

РАПОПОРТ Э.Я. — 2013 г.

Рассматривается задача минимизации оцениваемых в равномерной метрике отклонений стационарного состояния системы с распределенными параметрами от требуемого. Предлагается конструктивный метод ее решения, использующий последовательную параметризацию управляющих воздействий и альтернансные свойства оптимальных пространственных распределений управляемой величины. Приводятся примеры применения предлагаемой схемы организации вычислительных алгоритмов в задачах оптимизации стационарных процессов теплопроводности.

БИБИЛО П.Н. — 2013 г.

Предлагаются алгоритмы минимизации многоуровневых представлений систем не полностью определенных булевых функций для различных исходных форм задания функций. Многоуровневые представления строятся на основе разложения Шеннона. Приводятся результаты экспериментальных исследований, показывающие эффективность предложенных алгоритмов при синтезе логических схем из библиотечных элементов.

КЛИМОВИЧ А. С., СОЛОВЬЕВ В. В. — 2013 г.

Рассмотрен эвристический метод минимизации конечных автоматов типа Мили с неопределенными значениями выходных переменных, основанный на использовании операции склеивания двух состояний. Приведены необходимые и достаточные условия возможности склеивания двух состояний, а также образования состояний ожидания. Представлены алгоритмы нахождения множества пар состояний, допускающих склеивание, выбора наилучшей пары, склеивания двух состояний, а также минимизации числа переходов и входных переменных конечного автомата. Предложенный метод позволяет сократить число внутренних состояний конечных автоматов в среднем в 1.22 раза, а в отдельных случаях – в 2.75 раза. Среднее сокращение числа переходов конечного состояния составляет 1.32 раза, а в отдельных случаях – 2.27 раза. Сравнение предложенного подхода с известной программой STAMINA показывает, что рассматриваемый метод не уменьшает число состояний конечных автоматов, однако позволяет существенно сократить число переходов, в среднем в 1.55 раза, а в отдельных случаях – в 3.92 раза.

ВОЛКОВА Л.Ю., ЯЦУН С.Ф. — 2013 г.

Представлена конструкция четырехзвенного робота, перемещающегося с отрывом от шероховатой поверхности, рассмотрена реализация объектом одного прыжка, выделены его фазы. Приведены математическая модель и результаты моделирования движения устройства.

МАШУНИН К.Ю., МАШУНИН Ю.К. — 2013 г.

Представлена новая технология (методология) построения математической модели сложной технической системы путем принятия оптимального решения на ее основе. Модель технической системы построена путем преобразования исходных (экспериментальных) данных, используя методы регрессионного анализа, в векторную (многокритериальную) задачу математического программирования. Для ее решения представлены методы, основанные на нормализации критериев и принципе гарантированного результата. Методология построения моделей технической системы, методы решения векторной задачи математического программирования и принятие оптимального решения демонстрируются на тестовых примерах в системе Matlab.

ЗУБОВ Н.Е., МИКРИН Е.А., МИСРИХАНОВ М.Ш., РЯБЧЕНКО В.Н. — 2013 г.

Для линейных стационарных моделей движения космических аппаратов разработана модификация метода точного размещения полюсов, позволяющая решать задачу модального синтеза управления для любого класса линейных стационарных систем. С использованием модифицированного метода для случая круговых орбит получено аналитическое решение задачи гравитационной разгрузки кинетического момента инерционных исполнительных органов космического аппарата в гироскопически связанных между собой каналах крен- рысканье.

ВИНОГРАДОВА М.Н., ПЕТРОВ Н.Н. — 2013 г.

Получены достаточные условия мягкой поимки двух убегающих для линейной задачи преследования группой инерционных преследователей двух инерционных убегающих при том, что все участники обладают равными возможностями и убегающие используют одно и то же управление.

КРУГЛОВ И.А., МИШУЛИНА О.А. — 2013 г.

Предложено нейросетевое решение плохо обусловленной обратной задачи аппроксимации векторной функции многих переменных на основе комитета многослойных персептронов. Разработано нелинейное адаптивное правило принятия решения комитетом, обеспечивающее повышение точности по сравнению с другими нейросетевыми решениями обратной задачи. На модельном примере показаны характеристики точности метода. Рассмотрена прикладная техническая задача и приведены результаты ее решения предложенным методом.

ЗОТОВ М.Г. — 2013 г.

Для многорежимного объекта управления получена система уравнений, решение которой позволяет сконструировать робастный регулятор, обеспечивающий в штатном режиме качество функционирования системы, близкое к оптимальному значению, а в аварийном режиме – приемлемую работоспособность. Приведен приближенный метод решения этой задачи.

ЕГОРОВА Е.К., ЧЕБУРАХИН И.Ф. — 2013 г.

Разработан метод синтеза булевых формул, предназначаемый для эффективного построения схем из функциональных элементов, в том числе и для схем минимальной сложности. При этом определены верхние оценки сложности реализации произвольных булевых функций в базисе Жегалкина. Для уточнения полученных оценок предлагается вычислительный метод. Также рекомендуется метод вывода некоторых счетных классов булевых функций минимальной сложности.

ГАЛЯЕВ А.А., МАСЛОВ Е.П. — 2013 г.

Проводится сравнительный анализ эффективности двух схем организации сетей, состоящих из мобильных сенсоров и предназначенных для патрулирования барьера, в случае, когда дальность действия средств обнаружения сенсора зависит от скоростей объектов.

ТКАЧЕНКО А.И. — 2013 г.

Рассматривается задача уточнения взаимной ориентации бортовой съемочной камеры и звездного датчика космического аппарата, находящегося на околоземной орбите, по наблюдениям наземных ориентиров. Постановка и решение задачи отличаются тем, что предварительная топопривязка ориентиров не предусматривается.

КАЛЕНОВА В. И., МОРОЗОВ В. М. — 2013 г.

Рассматриваются некоторые классы линейных нестационарных систем первого и второго порядков, содержащие управления, которые допускают приведение путем невырожденного преобразования к стационарным системам того же порядка, что и исходная система, а также описание классов систем, допускающих такое приведение путем расширения пространства состояний. В качестве содержательного примера рассмотрена задача об управлении движением космического аппарата в окрестности коллинеарной точки либрации плоской ограниченной круговой задачи трех тел.

РУДЕНКО Е.А. — 2013 г.

Рассматривается задача непараметрического синтеза быстрого нелинейного фильтра с малой оперативной памятью, число уравнений которого равно количеству только информационных компонент диффузионного марковского вектора состояния объекта наблюдения. Получен алгоритм определения среднеквадратически локально-оптимальных структурных функций фильтра и редуцированное уравнение Фоккера–Планка–Колмогорова для нахождения соответствующего мгновенно-условного распределения вероятности. Доказано, что в различных линейно-гауссовских случаях предлагаемый фильтр при его полном порядке совпадает с линейным фильтром Калмана–Бьюси. Предложены способы построения гауссовского и линеаризованного фильтров субоптимальной структуры. Приведен пример сравнения последних с их известными аналогами.

ПОТАПОВ Д.К. — 2013 г.

Рассматриваются задачи оптимального управления распределенными системами эллиптического типа высокого порядка со спектральным параметром и разрывной по фазовой переменной нелинейностью. Вариационным методом получены достаточные условия непустоты множества допустимых пар “управление–состояние” в таких задачах, исследуются топологические свойства этого множества. Доказаны теоремы о существовании решений задач оптимизации. В качестве приложения полученных результатов приведен пример – оптимальное управление в задаче М.А. Гольдштика об отрывных течениях несжимаемой жидкости.

БОРТАКОВСКИЙ А.С., КОНОВАЛОВА А.А. — 2013 г.

Рассматривается задача оптимального вывода спутника на геостационарную орбиту при ограниченном количестве включений двигателя, которая формулируется как задача оптимального управления непрерывно-дискретной системой с дискретной частью автоматного типа. Применение необходимых условий оптимальности сводит эту задачу к конечномерной минимизации. С учетом реализуемой точности исполнения команд включения и выключения маршевого двигателя, решаемая задача условной минимизации становится дискретной. Исследуются различные схемы полета, удовлетворяющие ограничению: не более девяти включений маршевого двигателя в течение суток. Выполнена оптимизация каждой схемы, найдены минимальный расход топлива, оптимальные моменты включения и выключения двигателя, рассчитаны параметры переходных орбит, отклонения конечной орбиты от геостационарной. Проведен сравнительный анализ полученных результатов со штатной схемой, применяемой на практике.

РУДЕНКО Е. А. — 2013 г.

Для быстрого распознавания режима работы и оценивания вектора состояния дискретного стохастического логико-динамического объекта по результатам их неполных или неточных измерений предлагается способ синтеза оптимальной структуры оценивателя небольшого порядка, кратного порядку наблюдаемого объекта. Рассматриваются байесовские критерии с различными матричными функциями потерь. Для увеличения точности на каждом такте по времени уравнение состояния оценивателя разбивается на две части – фильтрующую и прогнозирующую, а для синтеза второй вводится дополнительный критерий оптимальности. Устанавливаются связи оптимальных структурных функций такого логико-динамического фильтра-предиктора с соответствующими апостериорными распределениями вероятности и соотношения для определения последних. Обсуждаются способы построения субоптимальной структуры этого оценивателя, а также возможность понижения его порядка за счет оценивания только информационной части большого вектора состояния объекта.

МАЛЫШЕВ В.В., СТАРКОВ А.В., ФЕДОРОВ А.В. — 2013 г.

Рассматривается техническая задача проведения динамических операций на орбите, которая, в свою очередь, сводится к двум базовым: приведение космического аппарата группировки в заданную область пространства и выполнение маневров в заданной области пространства в течение срока активного существования. Перечисленные технические постановки задач управления и терминальные требования являются основой для формирования математической постановки задачи, решаемой с использованием стохастического и минимаксного подходов, и создания рабочих алгоритмов.

БУЛЫЧЕВ В.Ю., БУЛЫЧЕВ Ю.Г., ИВАКИНА С.С., МОЗОЛЬ А.А. — 2013 г.

Развит метод параметрической идентификации модели движения объекта, представленной обобщенными многочленами, на базе стационарного пеленгатора, который помимо собственных угловых измерений получает в некоторый произвольный момент времени дополнительную внешнюю информацию о наклонной дальности до наблюдаемого объекта.

КУРЕЙЧИК В. М., ЛЕБЕДЕВ Б. К., ЛЕБЕДЕВ В. Б. — 2013 г.

Описываются гибридный подход, способы и методы представления задачи планирования сверхбольших интегральных схем в виде эволюционных процессов, основанных на интеграции моделей адаптивного поведения биологических систем, композитных архитектур нахождения решений. Это позволяет работать с задачами большой размерности и получать качественные результаты за приемлемое время. Процесс синтеза плана включает два связанных этапа – синтез методами генетического поиска дерева разрезов и формирование плана путем свертки методами коллективной адаптации дерева разрезов. Рассмотрены варианты для схем с меняющейся ориентацией модулей, с фиксированными и стохастическими размерами. Вероятность получения оптимального решения составила 0.9, среднее отклонение неоптимальных решений – 1%.