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

ШАХНОВ И. Ф. — 2012 г.

Предлагается и исследуется метод упорядочения по предпочтению (ранжирования) объектов, предназначенных для одноразового (однократного) использования, когда возможные результаты их применения представлены в виде пессимистических, оптимистических и наиболее правдоподобных оценок. Метод основан на аппроксимации бинарного отношения предпочтения по вероятности бинарным отношением предпочтения по специально введенной характеристике – доминанте, построенной на базе трех вышеуказанных оценок. Верификация предложенного подхода проведена путем статистического моделирования (метод Монте-Карло). Показано, что описанный метод в большинстве случаев обеспечивает достаточно высокую точность аппроксимации.

БАДМАЦЫРЕНОВА С. Б., БАТУРИН В. А. — 2012 г.

Рассматривается алгоритм улучшения второго порядка для дискретной по времени задачи оптимального управления со свободным правым концом. Применяется подход к решению этой задачи на основе разложения по параметру конструкций метода, предложенного в [1]. Приводится новый алгоритм для таких систем.

ВОРОБЬЕВ Г. В., ПШЕНИЧНАЯ К. С., СОКОЛОВ О. В., ШНАЙПЕР Е. М. — 2012 г.

На основе процессного подхода разработана методология системного анализа влияния эксплуатационно-технических характеристик на эффективность применения авиационных комплексов. Предложенная методология использует экспертные оценки и анализ иерархий и рассматривается на примере показателей контролепригодности. Проведен семантический анализ наиболее распространенных показателей контролепригодности, выделены векторы приоритетов, преобразованные в вектор влияния показателей контролепригодности на эффективность применения авиационного комплекса. Данные методы могут быть использованы для экспертизы авиационных комплексов и по другим эксплуатационно-техническим характеристикам.

ДЕГТЯРЕВ О. В., ЗУБКОВА И. Ф. — 2012 г.

Системы организации воздушного движения и их составные части – системы планирования использования воздушного пространства и управления воздушным движением – относятся к числу сложнейших современных систем, внедрение которых без проведения большого объема предварительных исследований невозможно. Рассмотрены средства моделирования процессов организации и управления воздушным движением Европы и США. Актуальность моделирования вызвана кардинальной модернизацией принципов и методов управления, что требует проведения опережающих исследований. Определено место отечественного комплекса имитационного моделирования систем ОрВД – “КИМ ОрВД”, разработанного ФГУП “ГосНИИАС” и эксплуатируемого ФГУП “Госкорпорация по ОрВД”. Приведены примеры применения этого средства при решении задач выработки предложений по совершенствованию отечественной системы ОрВД и оценке эффективности этих предложений.

КЛИМОВИЧ А. С., СОЛОВЬЕВ В. В. — 2012 г.

Рассматривается задача минимизации конечных автоматов типа Мили, которая часто встречается при синтезе цифровых устройств на программируемых логических интегральных схемах. Особенностью предлагаемого подхода является использование операции склеивания двух состояний, а также представление конечного автомата в виде списка переходов. Описаны случаи образования состояний ожидания в результате склеивания двух состояний. Представлены алгоритмы минимизации числа внутренних состояний, числа переходов и входных переменных конечных автоматов типа Мили. Результаты экспериментальных исследований показали, что использование предлагаемого метода при реализации конечных автоматов на программируемых логических интегральных схемах позволяет уменьшить стоимость реализации в среднем в 1.31 раза, а в наилучшем случае – в 3 раза. В заключение указываются актуальные направления дальнейших исследований методов минимизации конечных автоматов.

ГУСЕЙНОВ И. А., МЕЛИКОВ Э. А., ХАНБУТАЕВА Н. А., ЭФЕНДИЕВ И. Р. — 2012 г.

Рассматривается разработка алгоритмов и математических моделей для технологического процесса первичной переработки нефти, функционирующего в неопределенных условиях, а также решение задачи оптимального управления в форме стохастического программирования с вероятностными характеристиками. Для решения задач оптимизации с помощью метода Лагранжа была описана задача разработки декомпозиционных алгоритмов и предложен метод, основанный на преобразовании исходной задачи по принципу детерминированного аналога. Рассматривается построение оптимальной системы управления, созданной на базе разработанных моделей, алгоритма оптимизации и принципов автоматического регулирования режимных параметров установки первичной переработки нефти.

ВОЛКОВА Л. Ю., ЯЦУН С. Ф. — 2012 г.

Представлена математическая модель мобильной вибрационной системы, осуществляющей криволинейные перемещения по плоской поверхности за счет движения двух внутренних масс и внешней силы вязкого сопротивления. Приведены результаты моделирования движения объекта.

КУЗНЕЦОВ В. Л., ФИЛОНОВ П. В. — 2012 г.

Рассматривается задача об оценке пропускной способности аэродрома с одной взлетно-посадочной полосой. Предлагается модель организации воздушного движения в зоне аэропорта, позволяющая формировать аналитические оценки для ограничений его пропускной способности, связанных с пересечением траекторий взлетающих и заходящих на посадку воздушных судов. В основе предлагаемой модели используется аналогия между максимально плотным потоком воздушных судов в зоне аэродрома и ферми-системами. Обсуждаются вопросы выбора целевого функционала для оценки оптимальной пропускной способности аэродрома с учетом времени ожидания прибывающих воздушных судов.

ЗАКШЕВСКИЙ Л., ТРЕТЬЯКОВ А. А., ХУЛАП Г. С. — 2012 г.

Предлагается новая концепция организации вычислительного процесса таким образом, что количество последовательных одновременных тактовых операций (или число векторных операций) не зависит от числа n – размерности задачи. При этом архитектура вычислительной среды адаптирована под конкретную решаемую задачу и вычисление осуществляется без обмена информацией между элементарными вычислительными устройствами – элементарными процессорами, число которых зависит от n. Описан алгоритм реализации данной идеологии на примере решения задачи многоэкстремальной оптимизации (или выбора максимального из n заданных чисел), а также алгоритм решения задачи коммивояжера [1–4].

ЛЕОНОВ В. Ю., МЕДНИЦКИЙ В. Г., МЕДНИЦКИЙ Ю. В., ПИТЕЛИН А. К. — 2012 г.

С помощью леонтьевской модели разработана комплексная модель инфляции цен, представляющая ее как динамический процесс изменения типа экономического равновесия. При этом показано, что темп инфляции и асимптотически устойчивый вектор цен определяются перроновым собственным значением и соответствующим ему левым собственным вектором некоторой полуположительной матрицы, которая строится на основе показателей межотраслевого баланса.

МАЛАШЕНКО Ю. Е., НАЗАРОВА И. А. — 2012 г.

Рассмотрена динамическая модель управления обработкой ресурсоемких заданий с неизвестным временем выполнения, допускающих произвольное распараллеливание по данным, в гетерогенной вычислительной системе. На основе полученных гарантированных оценок формируется диспетчерское правило, в соответствии с которым в первую очередь обслуживаются задачи с наименьшим собственным временем решения.

КУЗЬМЕНКО А. А. — 2012 г.

Развивается синергетический подход к проблеме синтеза нелинейного адаптивного управления турбиной судовой энергоустановки, основанный на введении инвариантных многообразий в пространство состояний исследуемых систем. На основе представленного подхода синтезированы принципиально новые нелинейные адаптивные регуляторы, обеспечивающие приспосабливаемость турбины судовой энергоустановки к изменению неизмеряемой внешней нагрузки. В качестве методики синтеза адаптивных законов управления рассмотрено построение нелинейного динамического наблюдателя внешнего возмущения, опирающееся на принцип адаптации на многообразиях синергетической теории управления. Указанные законы адаптивного управления обеспечивают динамическую оценку внешнего возмущения в реальном времени и его подавление.

ЕФИМОВ Д. А., СУМАРОКОВ А. В., ТИМАКОВ С. Н. — 2012 г.

Рассматривается управление движением вокруг центра масс спутника связи серии “Ямал-200”. Ввиду возможных отказов датчиков угловой скорости на этом спутнике был реализован алгоритм поддержания заданной ориентации в отсутствие измерений угловой скорости. В этом алгоритме осуществляется гироскопическая стабилизация движения спутника вокруг местной вертикали. В процессе управления в бортовом компьютере запоминаются проекции вектора кинетического момента маховиков на оси инерциального базиса и, основываясь на измерениях кинетического момента, система управления стремится сохранять неизменными его величину и направление в инерциальном пространстве. Работоспособность алгоритма стабилизации подтверждена результатами летно-конструкторских испытаний.

ЗОТОВ М. Г. — 2012 г.

Объект управления может работать в двух режимах: штатном и аварийном. Приведена методика коррекции оптимального в штатном режиме регулятора с целью его удовлетворительного функционирования и в аварийном режиме. Настоящая статья дополняет существующие подходы к решению данного класса задач [1–4]. В отличие от решения одной из таких задач в [4] ограничение на необходимость совпадения числа правых полюсов в передаточных функциях объекта в штатном и аварийном режимах снято.

ГНОЕНСКИЙ Л. С., ШИШКИН Е. А. — 2012 г.

Для линейной стационарной системы с отклоняющимся аргументом получена гарантированная оценка максимальной возможной ошибки воспроизведения входного сигнала и максимального возможного отклонения под влиянием возмущения при неполной информации об их поведении. Используется “комбинированный” подход к анализу точности систем автоматического управления с запаздыванием.

ЛЕВСКИЙ М. В. — 2012 г.

Рассматривается задача оптимального управления пространственной переориентацией космического аппарата из произвольного начального в заданное конечное угловое положение. Время разворота известно. Исследуется случай, когда минимизируется квадратичная норма вектора угловой скорости космического аппарата. Используя необходимые условия оптимальности в форме принципа максимума Л.С. Понтрягина и метод кватернионов для решения задач управления движением космических аппаратов, получили аналитическое решение поставленной задачи. Представлены формализованные уравнения и даны расчетные выражения для построения оптимальной программы управления. Для динамически симметричного космического аппарата закон изменения угловой скорости представлен в аналитическом виде. Приводятся результаты математического моделирования динамики движения космического аппарата при оптимальном управлении, которые демонстрируют практическую реализуемость разработанного алгоритма управления пространственной ориентацией космического аппарата.

СОКОЛОВ А. A. — 2012 г.

Последние десятилетия вопросам разработки и применения экспертных систем посвящено значительное количество публикаций (см., например, [1–3]). В данной работе рассматриваются вопросы построения оптимального алгоритма для экспертных систем отгадывания объекта в процедуре последовательного опроса о свойствах загаданного объекта с возможными неверными ответами. В качестве критерия оптимизации представлено несколько вариантов. Наиболее практически удобным признан критерий минимума энтропии. Минимизация энтропии за один шаг является аналогом детерминированного жадного алгоритма. Вопрос, задаваемый экспертной системой и минимизирующий энтропию, может выбираться на каждом шаге процедуры для любой глубины просмотра, в зависимости от вычислительных ресурсов.

АКУЛЕНКО Л. Д., ЛЕЩЕНКО Д. Д., РАЧИНСКАЯ А. Л. — 2012 г.

Исследована задача об оптимальном по быстродействию торможении вращений свободного твердого тела. Предполагается, что тело содержит сферическую полость, заполненную жидкостью большой вязкости. Кроме того, на твердое тело действует малый тормозящий момент сил вязкого трения. Считается, что тело динамически несимметрично. Определены оптимальный закон управления для торможения вращений твердого тела в форме синтеза, время быстродействия и фазовые траектории.

ПОДОСИННИКОВА А. А. — 2012 г.

Рассматривается прямолинейное движение механической системы, состоящей из двух тел: корпуса и внутреннего тела. Корпус находится во внешней среде с сопротивлением, а внутреннее тело движется в полости корпуса, не взаимодействуя с внешней средой. Периодическое движение внутреннего тела относительно корпуса при определенных условиях приводит к перемещению системы как целого. Внешняя среда действует на корпус с силой, пропорциональной его скорости с коэффициентом сопротивления, зависящим от направления движения. Изучаются такие движения внутреннего тела, при которых его относительная скорость непрерывна. Строится и анализируется оптимальное периодическое движение внутреннего тела, при котором средняя за период скорость системы как целого максимальна.

КУЗЕНКОВ О. А., КУЗЕНКОВА Г. В. — 2012 г.

Рассматривается задача оптимизации для системы самовоспроизводящихся объектов. Цель управления заключается в неограниченно долгой поддержке существования системы. Особенность задачи состоит в том, что критерий качества формулируется в виде предела некоторой величины при стремлении времени к бесконечности.