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

СЛИТА О. В., УШАКОВ А. В. — 2008 г.

Решается задача обеспечения инвариантности выхода непрерывной системы относительно экзогенных сигнальных и эндогенных параметрических возмущений на основе использования свойств спектров собственных значений и собственных векторов матричной функции от матрицы, параметризованной комплексной переменной. Алгоритмическое обеспечение задачи строится на основе обобщенного модального управления.

КУЦОВ Р. В., ТРИФОНОВ А. П. — 2008 г.

Выполнены синтез и анализ максимально правдоподобных алгоритмов обнаружения и оценки скорости движения изображения неоднородного пространственно протяженного объекта для аппликативной модели взаимодействия полезного изображения и фона. Работоспособность алгоритмов и границы применимости найденных асимптотических выражений для характеристик обнаружения и оценки установлены с помощью статистического моделирования на ЭВМ.

КЛЕЩЕВ А. С., ШАЛФЕЕВА Е. А. — 2008 г.

Для точного определения свойств онтологий предлагается использовать набор их моделей, являющихся размеченными графами. Каждому классу свойств соответствует своя графовая модель, для которой установлены общая схема, способ интерпретации, правила извлечения структуры из текста онтологии. В терминах графовых моделей однозначно задаются структурные свойства онтологий. Эти определения можно применять для оценивания свойств конкретных онтологий, которое предполагает два этапа. Первый этап связан с построением внутренних моделей онтологий в виде графовых моделей, второй – с получением значений структурных свойств онтологии по соответствующим графовым моделям оцениваемой онтологии на основе определений этих свойств.

КУДРЯШОВ С. В. — 2008 г.

Предложен общий подход к оптимизации маршрутов информационных пакетов в беспроводных сенсорных сетях на основе использования алгоритма Форда–Беллмана с учетом изменений состава узлов и топологии сети, пропускной способности каналов, загрузки узлов. Построены алгоритмы расчета критериальных функций для оптимизации маршрутов в смысле некоторого набора критериев.

ГОЛУБЕВ Ю. Ф. — 2008 г.

Исследуется задача об управлении системой, состоящей из весомого стержня, опирающегося своим нижним концом о подвижную подставку. В предположении безынерционного движения подставки с ограниченной скоростью ищется оптимальное по быстродействию перемещение из неустойчивого начального равновесия системы в ее другое неустойчивое положение. Показано, что закон оптимальной скорости перемещения подставки принадлежит границе допустимой области и имеет не более двух переключений с одного предельного значения на другое. Получены расчетные формулы для определения моментов переключения скорости подставки в зависимости от краевых условий. Приведены результаты компьютерного моделирования системы с учетом инерционности движения подставки.

КОБЛОВ А. И., ШИРЯЕВ В. И. — 2008 г.

Построена экономико-математическая модель поведения предприятий на рынке. На примере рынка сотовой связи решена задача идентификации параметров модели. Сформулирована и решена задача оптимального управления поведением фирмы в условиях неопределенности.

КОЛЕСНИКОВА С. И., ЯНКОВСКАЯ А. Е. — 2008 г.

Анализируются как существующие, так и предлагаемые методы оценивания весовых коэффициентов признаков в интеллектуальных системах. Рассматриваемые методы применяются для вычисления весов тестов и основаны на информационном весе признака; на различающей способности признака; на понятии математического ожидания весовых коэффициентов признаков; на дивергенции Кульбака; на формализме мультимножеств и методе анализа иерархий; на использовании теоретико-информационного понятия энтропии и статистических оценках. Предлагается формула вычисления весов тестов, строится коллективная оценка тестов в виде взвешенной суммы их весов, расчитанных по разным методам, коэффициенты которой пропорциональны эффективности соответствующего метода на контрольной выборке. Дается формула для функционала эмпирического риска, определяющего частоту ошибочной классификации. Приводятся пути дальнейшего развития методов вычисления весовых коэффициентов признаков и тестов.

КАЛАШНИКОВ А. В., КОСТЕНКО В. А. — 2008 г.

Рассмотрены алгоритмы имитации отжига для решения задач построения многопроцессорных расписаний, предложен подход к их распараллеливанию и приведены результаты сравнительного исследования классического последовательного, последовательного и параллельного алгоритмов имитации отжига, использующих разбиение исходного пространства решений на области.

2008

РЕШМИН С. А. — 2008 г.

Найдено главное бифуркационное значение в задаче синтеза оптимального по быстродействию управления для гашения колебаний нелинейного маятника. Рассматривается однозвенный маятник, управляемый моментом сил, который создается в точке подвеса. Величина, ограничивающая модуль управляющего момента, является единственным существенным параметром исследуемой системы. Предполагается, что допустимое управление может превосходить момент силы тяжести. Под главным бифуркационным значением понимается такое значение максимально допустимого управляющего момента, при котором на картине синтеза появляются траектории с двумя переключениями релейного оптимального управления. Данная публикация – логическое дополнение к работам [1–3], где упомянутые картины синтеза были получены численно с использованием принципа максимума. В отличие от [1–3] здесь сформирована система явных соотношений интегрального типа для численного построения границ областей на фазовой плоскости, внутри которых начинаются траектории с двумя переключениями. На основе этих соотношений получена аналитическая оценка сверху главного бифуркационного значения. Также это значение найдено численно. В специальной системе координат построены картины синтеза, которые иллюстрируют особенности оптимального управления при больших угловых скоростях вращения маятника.

ДЫЛЕВСКИЙ А. В. — 2008 г.

Для объекта с распределенными параметрами решается задача построения бесконечномерного регулятора, обеспечивающего заданное желаемое распределение полюсов и части нулей передаточной функции замкнутой системы. Передаточные функции объекта, регулятора и замкнутой системы рассматриваются в классе мероморфных функций. Модальный регулятор синтезируется непосредственно по желаемой передаточной функции замкнутой системы. Метод синтеза регулятора сводится к поиску интерполяционного ряда. Приводится пример.

БАЗЛЕВ Д. А., ЕВДОКИМЕНКОВ В. Н., КРАСИЛЬЩИКОВ М. Н. — 2008 г.

Развивается подход к решению задачи индивидуально-адаптированной поддержки действий летчика при выполнении им типовых полетных режимов. Подобный подход может быть рекомендован, в частности, в процессе подготовки и переподготовки летного состава, а также для реализации бортовых экспертных систем перспективных самолетов. В основе предлагаемого подхода – интегральная оценка управляющих действий летчика, формируемая на основе косвенных данных и не требующая, таким образом, регистрации в темпе полета показателей, отражающих его текущее психофизиологическое состояние. При этом для получения упомянутой интегральной оценки используются лишь данные штатной системы бортовых измерений самолета. Предлагается также способ реализации обсуждаемого подхода к оценке управляющих действий летчика на основе формирования и параметрического представления в пространстве состояний системы “самолет–летчик” индивидуального множества достижимости, используемого далее для создания “Электронного паспорта летчика”. Описаны алгоритмы построения подобных множеств в классе доверительных эллипсоидов и кубов и их компактного представления в виде индивидуального вероятностного профиля летчика. Приводятся результаты имитационного моделирования процесса получения подобных множеств, подтверждающие работоспособность развиваемой концепции.

БОБЫЛЕВ А. В., ЯРОШЕВСКИЙ В. А. — 2008 г.

Рассматривается задача об определении среднего времени до первого пересечения случайным процессом заданного высокого порогового уровня. Предлагается методика для приближенного оценивания этого времени как для недифференцируемого, так и дифференцируемого гауссовского случайного процесса, которая может применяться при решении некоторых задач динамики полета в условиях атмосферной турбулентности. Результаты расчета сопоставляются с асимптотическими оценками.

КТИТРОВ С. В., ШУМИЛОВ Ю. Ю. — 2008 г.

Предлагается подход к анализу автоколебаний методом гармонической линеаризации для систем управления, не удовлетворяющих условиям гармонического баланса в первом приближении, как к задаче нелинейного математического программирования.

ЛЕВСКИЙ М. В. — 2008 г.

Используется принцип максимума Л.С. Понтрягина для решения актуальных задач управления движением космических аппаратов. Подробно исследована динамическая задача оптимального управления пространственной переориентацией космического аппарата из произвольного начального в заданное конечное угловое положение, когда минимизируется время разворота. Получено решение поставленной задачи и даны расчетные выражения для синтеза оптимальной программы управления. Приводятся результаты математического моделирования динамики движения космического аппарата при оптимальном управлении, демонстрирующие практическую реализуемость разработанного алгоритма управления.

ЕФИМОВ Г. Б. — 2008 г.

Предложен приближенный метод оперативного анализа нештатной ситуации при полете космического аппарата с двигателем малой тяги и ядерной энергетической установкой к астероидам. Используются свойства зависимости величины массы аппарата у цели от характеристик перелета и параметров космического аппарата. Даны примеры выбора нового варианта экспедиции к нескольким астероидам Главного пояса в случае нештатного изменения мощности энергоустановки.

ВИЗИЛЬТЕР Ю. В., ЖЕЛТОВ С. Ю. — 2008 г.

Предложен формализм проективной морфологии, позволяющий описывать и сравнивать структурные модели и структурные объекты на изображениях вне зависимости от специфики прикладной области. Рассмотрены основные задачи структурного анализа цифровых изображений, описаны методы их решения в рамках проективных морфологий.

ЛЕБЕДЕВ Д. В. — 2008 г.

Широкое использование электромеханических исполнительных органов в системах управления ориентацией космических аппаратов неразрывно связано с совершенствованием методов разгрузки этих органов – снятия избыточного кинетического момента. Применительно к электромеханическим исполнительным огранам типа двигателей-маховиков исследуется задача разгрузки кинетического момента для случая избыточной системы маховиков. Ключевой момент работы – использование произвольных параметров в общем решении неопределенной системы линейных алгебраических уравнений в качестве дополнительных параметров управления. Для минимально-избыточной системы маховиков и электромагнитных исполнительных органов системы разгрузки, создающих дополнительный внешний момент, синтезируются алгоритмы управления, гарантирующие асимптотическую устойчивость нулевому решению модельных уравнений, описывающих движение маховиков. Работоспособность предлагаемых алгоритмов и особенности процесса разгрузки кинетических моментов маховиков исследуются на примере управляемого движения космического аппарата при стабилизации режима трехосной орбитальной ориентации.

ЖОЖИКАШВИЛИ А. В., СТЕФАНЮК В. Л. — 2008 г.

Показано, что при переносе теоретико-категорного подхода на область динамических систем, основанных на знаниях, возникают специфические построения, названные расслоенными категориями. Морфизмы такой категории представляют собой множества морфизмов, причем в каждом процессе вывода на упомянутой категории участвует один и только один морфизм из этого множества. Какой именно – определяется внешними условиями, формально задаваемыми с помощью некоторой алгебраической решетки. Иными словами, категория описания экспертной системы в случае динамики является некоторой суперпозицией подобных категорий, отличающихся лишь используемыми морфизмами.

КУЧЕРЕНКО П. А., СОКОЛОВ С. В. — 2008 г.

Показана актуальность исследования альтернативных (по отношению к традиционным) методов стохастической нелинейной параметрической идентификации. Впервые предложено решение задачи идентификации на основе использования обобщенных вероятностных критериев. Изложен синтез алгоритма идентификации с применением критерия минимума вероятности ошибки оценивания. Рассмотрен модельный пример, иллюстрирующий эффективность предлагаемого подхода. Данный алгоритм может быть полезен в областях связи, управления, метрологии и т.д.