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

МАЛАШЕНКО Ю.Е., НАЗАРОВА И.А. — 2014 г.

Излагается комплекс моделей, алгоритмов и программ, разработанных для управления высокопроизводительной гетерогенной специализированной вычислительной системой, выполняющей разнородные задания. Представлена многопараметрическая модель, предназначенная для управления обработкой ресурсоемких разнородных вычислительных заданий, допускающих распараллеливание по данным. Модель опирается на методологию исследования операций, и для управления в условиях объективной неопределенности в ней используется принцип гарантированного результата. В процессе диспетчеризации в каждой контрольной точке вычисляются максиминные оценки неизвестных величин (время пребывания в системе, длительность обработки и др.), на основании которых формируются диспетчерские управляющие команды. Указанный подход позволит на практике реализовать принципиально новую дисциплину обслуживания, при которой в первую очередь решаются наименее ресурсоемкие задачи.

КУПАЛОВ-ЯРОПОЛК И.К., МАЛАШЕНКО Ю.Е., НАЗАРОВА И.А., РОНЖИН А.Ф. — 2014 г.

Приводится описание модельного программного комплекса CORSAR, предназначенного для анализа правил диспетчеризации ресурсоемких разнородных задач переборного типа, допускающих распараллеливание по данным. При поиске решений исходные массивы разбиваются на отдельные содержательно значимые фрагменты, что позволяет использовать методы скользящего планирования и оптимизировать процессы распараллеливания при обработке заявок. Задания выполняются на высокопроизводительной гетерогенной специализированной вычислительной системе. Разработанная многопараметрическая модельная схема управления инвариантна к типам вычислительных ресурсов, обеспечивает их эффективное использование при эксплуатации, масштабируемость при модернизации и развитии системы.

ДЖАШИТОВ В.Э., ПАНКРАТОВ В.М. — 2014 г.

Рассмотрены теоретические и прикладные аспекты создания реверсивной системы управления нестационарными температурными полями отдельных волоконно-оптических гироскопов и бесплатформенной инерциальной навигационной системы с этими гироскопами. Построены и исследованы математические модели тепловых процессов волоконно-оптических гироскопов и бесплатформенной инерциальной навигационной системы с активной двухконтурной реверсивной системой терморегулирования на термоэлектрических модулях Пельтье. Разработано поддерживающее программное обеспечение, выбраны параметры системы терморегулирования, проведены компьютерные численные расчеты, получены оценки функционирования рассмотренных динамических систем при сложных тепловых воздействиях.

ФИРСОВ С.Н. — 2014 г.

Представлены аналитические средства для определения необходимого количества и требуемого расположения избыточных двигателей маховиков в электромеханическом исполнительном органе, что позволяет сформировать избыточные конструкции электромеханических исполнительных органов, удовлетворяющие критериям сигнальной и структурной диагностируемости и позволяющие восстанавливать их работоспособность в реальном масштабе времени в нештатных ситуациях, вызванных видами отказов составных элементов.

МОРЖОВ А.В., ФАЛДИН Н.В. — 2014 г.

Рассматриваются релейные системы с двухпозиционным релейным элементом и гладким нелинейным объектом управления. Разработаны методы определения функций чувствительности автоколебаний к изменению параметров объекта управления: чувствительность периодической траектории, периода автоколебаний и критерия устойчивости. Работа базируется на точных методах исследования релейных систем. Это гарантирует справедливость получаемых функций чувствительности. Для их нахождения используются уравнения в вариациях. Приводится пример, иллюстрирующий получение функций чувствительности.

КАРПОВ В.Э. — 2014 г.

Предлагается подход к управлению поведением роботов, основанный на механизме эмоций и темперамента. Продемонстрировано, что эти психологические особенности могут быть смоделированы достаточно простыми способами. В основе предлагаемой эмоциональной архитектуры системы управления роботом лежит Информационная теория эмоций В.П. Симонова, а особенности темперамента сводятся к двухпараметрической модели типа “возбуждение–торможение”. Описан ряд экспериментов, проведенных на базе мобильных роботов. Эти эксперименты демонстрируют набор различных типов поведения роботов: меланхолического, холерического, сангвинического и флегматического. Все эти типы были реализованы с использованием так называемого регулятора темперамента, определяющего баланс между величинами параметров возбуждения и торможения системы управления робота. В работе также предлагается автоматная модель темперамента, позволяющая описывать поведение индивидуума. На основе этой модели показано, что при решении некоторых задач коллективного поведения целесообразно иметь в составе группы индивидуумов с разным поведением, причем это поведение также определяется индивидуальными эмоциями и темпераментом робота.

ЛЯМПЕ Б.П., РОЗЕНВАССЕР Е.Н. — 2013 г.

Предлагается частотно-полиномиальный метод H2-оптимизации для импульсных систем с обобщенными цифроаналоговыми преобразователями и запаздыванием, основанный на применении концепции параметрической передаточной матрицы. Установлен ряд общих свойств H2-оптимальных систем, которые необходимо учитывать при решении практических задач проектирования.

ARRATIA N., LITVINCHEV I., LOPEZ F. — 2013 г.

The paper presents a multi-objective mixed integer linear programming model for portfolio selection of research and development (R&D) projects with synergies. Partial assignment of funds is allowed to different tasks of the project, while synergies are considered at the task and the project level. A synergy is active if a number of its elements sufficiently supported is within certain bounds. The risk associated with insufficient support is introduced. Numerical results are presented to demonstrate the efficiency of the proposed approach for large scale instances.

ОРЁЛ Е. Н., ОРЁЛ О. Е. — 2013 г.

Выведены необходимые и достаточные условия абсолютного (глобального) экстремума для центрального поля траекторий в автономных задачах оптимального управления. Показано, что в регулярном случае гладкого поля экстремалей Понтрягина эти условия выполнены автоматически.

КРИВИЛЁВ А. В. — 2013 г.

Разработан автоматизированный подход к получению математического описания энергетических характеристик произвольного импульсного метода управления системой электропривода “усилитель мощности–исполнительный двигатель”. На основе предложенного подхода получены аналитические выражения энергетических характеристик импульсных режимов и методов коммутации и создана демонстрационная панель, позволяющая отображать контурные графики дополнительных потерь мощности в плоскости механических характеристик и их максимальное значение при соответствующем методе управления и импульсном режиме для текущих параметров двигателя, значения напряжения питания и периода широтно-импульсного сигнала. Автоматизация получения математических выражений и разработка демонстрационной панели выполнены с привлечением системы Mathematica.

СИДОРЕНКО А.М., ХОБОТОВ Е.Н. — 2013 г.

Рассматриваются задачи планирования и построения расписаний работ на уровне предприятий с дискретным характером производства, в которых выполняется обработка деталей и сборка из них узлов, агрегатов и выпускаемых изделий. Для решения этих задач предлагаются методы, в которых используются идеи агрегирования информации. Вычислительные эксперименты, проведенные с предлагаемыми методами, подтвердили их работоспособность.

КОСТЕНКО В.А., ПЛАКУНОВ А.В. — 2013 г.

Приведена математическая постановка задачи построения расписания обменов по каналу с централизованным управлением. Данная задача возникает при проектировании информационно-управляющих систем реального времени. Проведен анализ возможных подходов к построению алгоритмов, основанных на схеме муравьиных колоний, и приведены результаты экспериментального сравнения предложенного алгоритма с жадными алгоритмами.

ВАВИЛОВ В.Е., ГЕРАСИН А.А., ИСМАГИЛОВ Ф.Р., ХАЙРУЛЛИН И.Х. — 2013 г.

Представлены оригинальный алгоритм и способ управления положением ротора на гибридных магнитных подшипниках по картине внешнего магнитного поля. Разработан математический аппарат, обеспечивающий реализацию данного способа управления и алгоритма на практике, проведено компьютерное моделирование в программных комплексах Ansys и Maxwell. Приведены результаты экспериментальной верификации полученных теоретических выводов.

ДЕГТЯРЕВ О.В., ОРЛОВ В.С. — 2013 г.

Одним из ключевых направлений модернизации отечественной аэронавигационной системы является реализация средств поддержки принятия решений как диспетчерами, так и экипажами. Это требует разработки новых алгоритмов, учитывающих повышенную информационную обеспеченность системы и ориентированных на новые принципы и концепции организации воздушного движения. В статье предлагаются и обосновываются алгоритмы обнаружения и предотвращения конфликтных ситуаций между воздушными судами, предназначенные для поддержки экипажа в условиях реализации принципов самоэшелонирования.

БУХАЛЁВ В.А., СКРЫННИКОВ А.А., ФЕДОТОВ А.Ю. — 2013 г.

Рассматривается задача определения вероятностных характеристик системы массового обслуживания, динамика которой описывается немарковской цепью с конечным числом состояний. Находятся точное и приближенное решения, основанные на теории систем со случайной скачкообразной структурой. При этом система массового обслуживания описывается динамической системой с условно-марковской случайной структурой. С использованием предложенного подхода получено приближенное решение прикладной задачи вероятностного анализа восстановления авиационной техники в ходе боевых действий.

МОЛОДЕНКОВ А. В., САПУНКОВ Я. Г. — 2013 г.

В кватернионной постановке рассматривается задача оптимального в смысле минимума энергетических затрат разворота космического аппарата как твердого тела со сферическим распределением масс без ограничения на функцию управления. Для этой задачи получено новое аналитическое решение в классе конических движений. Даются примеры расчетов.

ГОЛУБЕВ Ю.Ф. — 2013 г.

Найдены условия экстремальности в задаче о брахистохроне абсолютно твердого тела, без трения скользящего по искомой опорной кривой в вертикальной плоскости и отслеживающего направление касательной к траектории. В соответствии с принципом освобождения от связи момент, создаваемый реакциями опоры, принимается в качестве управления. Для безразмерных уравнений движения в форме Аппеля с единственным коэффициентом подобия ставится стандартная задача о быстродействии перехода от заданной начальной точки с нулевой начальной скоростью к заданной конечной точке. Применен метод Охоцимского–Понтрягина исследования дифференциала функционала. Найдены необходимые условия оптимальности, из которых получена формула для оптимального управления, не содержащая сопряженных переменных. Аналитически исследованы свойства оптимальных траекторий как в общем случае, так и для предельных, равных нулю или бесконечности значений коэффициента подобия. Установлено, что брахистохроны в форме циклоид возникают как результат предельного перехода к бесконечно большому коэффициенту подобия. Для некоторых значений коэффициента подобия представлены результаты расчетов, показывающие форму найденных брахистохрон и оптимальное время движения. Выполнено сравнение полученных результатов с решением классической задачи о брахистохроне.

ВЕРЕМЕЕНКО К. К., САВЕЛЬЕВ В. М. — 2013 г.

Объектом исследования является система выставки бесплатформенной инерциальной навигационной системы беспилотного летательного аппарата, закрепленного на борту самолета-носителя, в процессе полета. Цель исследования – разработка схем выставки бесплатформенной инерциальной навигационной системы, позволяющих повысить точность выставки и сократить ее длительность. Предложена схема построения системы начальной выставки бесплатформенной инерциальной навигационной системы беспилотного летательного аппарата.

СТРЕКАЛОВСКИЙ А.С., ЯНУЛЕВИЧ М.В. — 2013 г.

Рассматривается невыпуклая задача оптимального управления c целевым функционалом Больца, задаваемым функциями, которые представлены в виде разности двух выпуклых по состоянию функций (функциями А.Д. Александрова). Доказаны новые необходимые и достаточные условия глобальной оптимальности для минимизизующих последовательностей управлений, на основе которых разработан теоретический метод поиска глобально оптимального управления и доказана его глобальная сходимость.

ГОРИЦКИЙ Ю.А., КАЗАКОВ В.А. — 2013 г.

Разрабатывается статистическая процедура дискретизации и восстановления реализаций случайного бинарного поля. Реализации поля формируются с помощью двух марковских процессов, определенных на двух осях. Процедура включает две части. Первая часть связана с выбором интервала дискретизации, исходя из заданной вероятности пропуска состояния. Вторая часть состоит в определении оценки точек смены состояний, а также дисперсии оценки. Решается вопрос неопределенности начального состояния, который возникает из-за неоднозначного определения значений образующих процессов по измерениям поля. Приводятся иллюстрирующие примеры.