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

МАШЕЧКИН А. И., НОВИКОВА Н. М. — 2013 г.

Рассмотрена проблематика коллективного принятия решений в сложных системах с помощью голосования путем последовательного отвода альтернатив (наложения вето) участниками коллектива. Сделано предположение о наличии в коллективе выделенного участника, имеющего возможность формирования последовательности голосования (порядка ходов) членов коллектива. Поставлена задача поиска стратегии управления порядком ходов, позволяющей обеспечить выбор варианта выделенного участника. Предложена теоретико-игровая формализация указанной задачи с лидером – 1-м игроком. Получены достаточные условия на предпочтения игроков для существования в игре требуемого порядка ходов, показывающие, что рассматриваемая процедура голосования не приводит к принятию худшего решения для какого-либо члена коллектива или решения с последних мест у группы участников. Найден явный вид стратегий управления порядком ходов для тех случаев выполнения достаточных условий, когда у партнеров 1-го игрока его вариант находится в конце шкалы предпочтений: является не более чем третьим с конца для всех и, возможно, на одно место выше – для одного из игроков. Доказано, что ход 1-го игрока при управлении порядком ходов достаточно оставить первым и что построение порядка ходов может быть осуществлено заранее – до начала процедуры голосования.

МАШЕЧКИН А.И., НОВИКОВА Н.М. — 2013 г.

Продолжено рассмотрение проблематики коллективного принятия решений в сложных системах с помощью вето-голосования в предположении о наличии в коллективе выделенного участника, формирующего последовательность голосования (порядок ходов) членов коллектива. Исследована задача поиска стратегии управления порядком ходов, позволяющей обеспечить выбор варианта выделенного участника (варианта 1), для не изученных прежде случаев существования такого порядка ходов. В том числе предложен алгоритм его построения для случаев, когда имеется второй участник, у которого место варианта 1 – выше четвертого с конца, и когда есть группа участников, сравнительно благожелательных к варианту 1: он является у них более чем третьим с конца. Показано, что предпочтительность среди вариантов, лучших варианта 1, для рассматриваемой задачи не имеет значения. Доказано, что полученные ранее условия на предпочтения участников, достаточные для существования искомого порядка ходов, являются неулучшаемыми.

ГАННЕЛЬ Л. В., ФОРМАЛЬСКИЙ А. М. — 2013 г.

Изучается управляемая механическая система, содержащая устройство, которое обладает податливостью. Таким устройством может быть, например, податливая платформа, на которой крепится управляемый объект, или упругий редуктор, соединяющий двигатель с этим перемещаемым объектом. Управляющее воздействие (сила/момент) ограничено по абсолютной величине. Из резонансных частот, присутствующих в системе, учитывается только первая – низшая. При этом рассматривается система с двумя степенями свободы. Линейная математическая модель изучаемой системы содержит двукратное нулевое собственное значение и пару комплексных. Построен закон управления системой, при котором (в отсутствие демпфирования) управляемый объект переводится из заданного начального состояния покоя в заданное конечное за конечное время. Закон управления состоит из участков, на которых управляющее воздействие изменяется линейно во времени либо остается постоянным. Участки времени, на которых управляющее воздействие изменяется, выбираются равными периоду собственных колебаний системы. Это позволяет в отсутствие демпфирования в системе полностью избежать колебаний на участках времени, где управляющий сигнал не изменяется.

БРИСКИН Е.С., ЛЕОНАРД А.В. — 2013 г.

Синтезируются законы управляющих воздействий, обеспечивающие реализацию поступательного вдоль горизонтальной оси режима движения шагающего транспортного средства. Проводится исследование на устойчивость программных движений шагающей машины.

ДАРЬИН А. Н., МИНАЕВА Ю. Ю. — 2013 г.

Описывается численный алгоритм синтеза управлений в задаче импульсного управления линейной системой при наличии неизвестной ограниченной помехи, основанный на представлении функции цены методами выпуклого анализа через сопряженную функцию и последующей аппроксимации сопряженной функции кусочно-аффинными выпуклыми функциями.

КУЛАКОВ Ф. М. — 2012 г.

Рассматривается метод активного силомоментного управления манипуляционными роботами, в котором предлагается использовать в качестве сигналов обратной связи не традиционные силы и моменты реакций, возникающие при контакте схвата с перемещаемым объектом, а сигналы, пропорциональные упругим деформациям гибких элементов манипулятора. Законы управления, являющиеся функциями этих обратных связей, предлагается строить таким образом, чтобы они генерировали искусственные потенциальные управляющие силы. Благодаря этому, в отличие от традиционных подходов, обеспечиваются простые и естественные условия устойчивости, что показывается в статье, и малая зависимость динамических свойств системы управления от вариации ее параметров, т.е. параметрическая робастность системы.

ЗОРИН Д. А., КОСТЕНКО В. А. — 2012 г.

Рассматривается задача построения вычислительной системы реального времени с минимальным числом процессоров. При этом требуется соблюдение директивных сроков на время выполнения программы, а также должны быть выполнены требования к надежности системы, которые подразумевают, что система должна выдерживать как аппаратные, так и программные отказы. Приведена формальная постановка данной задачи, предложен метод ее решения с использованием итерационного алгоритма построения расписания, основанного на методе имитации отжига, и проведено экспериментальное исследование предложенного алгоритма.

ПЕТУНИН В. И., ФРИД А. И. — 2012 г.

Рассмотрены особенности анализа и синтеза логико-динамических систем автоматического управления с алгебраическими селекторами для газотурбинных двигателей. Получены эквивалентные нелинейные структуры таких систем. Разработаны методы обеспечения устойчивости, помехоустойчивости и качества переходных процессов таких логико-динамических систем на режимах переключения каналов управления. Приведены результаты моделирования.

ГОЛОСОВ П. Е., КОЗЛОВ М. В., МАЛАШЕНКО Ю. Е., НАЗАРОВА И. А., РОНЖИН А. Ф. — 2012 г.

Рассматриваются различные стратегии управления заданиями в проблемно-ориентированном вычислительном комплексе. Реализуемые алгоритмические процедуры имеют переборный характер, требуют большого и, в общем случае, неизвестного объема вычислений. Проблема состоит в выборе динамических стратегий перераспределения ресурсов между задачами в условиях неопределенности. Анализ возможных диспетчерских правил проведен с использованием методов теории вероятностей и имитационного моделирования.

РАПОПОРТ Э. Я. — 2012 г.

Рассматриваются задачи аналитического конструирования агрегированных автоматических регуляторов для различных видов управляющих воздействий в системах с распределенными параметрами, описываемых уравнениями в частных производных параболического типа. Исследуются алгоритмы синтеза, базирующиеся на предлагаемых формах агрегированных макропеременных. Полученные результаты иллюстрируются на примере построения системы граничного управления процессом нестационарной теплопроводности.

ГОЛУБЕВ Ю. Ф. — 2012 г.

Решена задача о брахистохроне при действии сухого (кулоновского) трения и вязкого трения с коэффициентом, произвольно зависящим от скорости движения. В соответствии с принципом освобождения от связи нормальная составляющая реакции опорной кривой принимается в качестве управления. 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. Составлены дифференциальные уравнения, позволяющие определять экстремали посредством решения задачи Коши. Исследованы их свойства. Выделен класс простых брахистохрон, для которых указаны особые точки, составляющие финишную кривую, и области достижимости в вертикальной плоскости. Получены условия существования освобождающих управлений. Для некоторых законов трения представлены результаты расчетов, показывающие форму найденных брахистохрон и оптимальное время движения.

АНДРЕЙЧЕНКО Д. К., АНДРЕЙЧЕНКО К. П., КОМАРОВА М. С. — 2012 г.

Реализован метод выбора параметров обратных связей систем стабилизации спутников с упругими стержнями, основанный на минимизации среднеквадратичного уклонения вещественной частотной характеристики проектируемой системы относительно желаемой вещественной частотной характеристики. Приведены результаты анализа переходных функций ошибок стабилизации с учетом влияния времени запаздывания в исполнительных органах систем стабилизации.

КУТЕПОВ В. П., МАЛАНИН В. Н., ПАНКОВ Н. А. — 2012 г.

Приводится описание языка граф-схемного потокового параллельного программирования, созданного с целью эффективной поддержки различных форм параллелизма сложных вычислительных задач, рассмотрены особенности языка, модель параллельных процессов, порождаемых при выполнении граф-схемных программ, а также изложены особенности управления выполнением программ и его реализации на компьютерных системах.

КОХОВ В. А. — 2012 г.

Рассмотрен подход к решению задачи определения сходства с применением максимального общего фрагмента двух графов. Выделены его основные недостатки. Предложены два новых подхода к решению задачи определения сходства орграфов: обобщенный подструктурно-метрический и использующий стратифицированную систему матричных моделей сложности орграфа. Сформулированы новые характеристики для исследования сходства орграфов. Дана формализованная постановка оригинальной задачи по вычислению сходства расположения фрагментов в орграфе с учетом количественных и качественных характеристик фрагментов орграфа. Создана методология, включающая две системы методов решения задачи. Первая система методов учитывает точное, а вторая – приближенное расположение фрагментов в орграфе. Выделен новый класс задач – вычисление сходства орграфов с учетом сходства расположения фрагментов указанного типа. Приведен пример решения задачи поиска семантических сетей, наиболее сходных с сетью-шаблоном.

БОРТАКОВСКИЙ А. С. — 2012 г.

Рассматривается непрерывно-дискретная система, движение непрерывной части которой описывается дифференциальными уравнениями, а поведение дискретной части – рекуррентными, причем допускаются режимы с мгновенными многократными переключениями. Такие системы относятся к гибридным и занимают промежуточное положение между непрерывно-дискретными системами с однократными переключениями и логико-динамическими системами. Доказаны достаточные условия оптимальности при ограничениях на количество переключений дискретной части. Выведены уравнения для синтеза оптимального позиционного управления. Применение условий оптимальности демонстрируется на примерах.

ХАРТОВСКИЙ В. Е. — 2012 г.

Дается решение задачи полной управляемости для линейных автономных систем нейтрального типа со многими соизмеримыми запаздываниями. Предлагается метод управления указанными системами, не обладающими свойством полной управляемости.

ПЕТРОВ Н. Н., СОЛОВЬЕВА Н. А. — 2012 г.

Для линейной нестационарной задачи преследования группой преследователей группы убегающих при условии, что фундаментальная матрица однородной системы является рекуррентой функцией, а все убегающие используют одно и то же управление, получены достаточные условия поимки хотя бы одного убегающего.

ЗУБОВ Н. Е., МИКРИН Е. А., МИСРИХАНОВ М. Ш., РЯБЧЕНКО В. Н., ТИМАКОВ С. Н., ЧЕРЕМНЫХ Е. А. — 2012 г.

Для дискретной модели углового движения Международной космической станции с использованием бортовой идентификационной модели решается задача идентификации положения равновесной ориентации при воздействии аэродинамического, гравитационного и гироскопического моментов. Показано, что сходимость итерационного процесса определяется выбором весовых коэффициентов в уравнениях идентификационной бортовой модели. В работе рассмотрена возможность поиска числовых значений весовых коэффициентов путем решения задачи матричного пополнения с устойчивостью. Предложен символьный способ решения задачи матричного пополнения с устойчивостью, с помощью которого получены числовые значения весовых коэффициентов, обеспечивающих быструю сходимость итерационного поиска положения равновесной ориентации Международной космической станции.

РОТШТЕЙН А. П. — 2012 г.

В статье показано, что совместное применение нечеткой логики и теории хаоса является удобным средством моделирования динамики надежности системы в пространстве параметров, с которыми связаны причины отказов. На основе интеграции функций принадлежности и генератора хаоса в виде логистического отображения получены диаграммы бифуркаций надежности системы с контролем и коррекцией. Доказано, что повышение кратности и качества контроля отдаляет момент первой бифуркации, с которой связана потеря надежности, и уменьшает размер орбиты, вокруг которой происходит колебание уровня принадлежности системы к надежному состоянию. Поставлена задача оптимизации кратности контроля в условиях хаотических колебаний параметров и приведен пример ее решения. Обоснована возможность проектирования хаосо-устойчивых систем с требуемым уровнем надежности.

ИВАНОВ Д. С., КАРПЕНКО С. О., ОВЧИННИКОВ М. Ю., РОЛДУГИН Д. С., ТКАЧЕВ С. С. — 2012 г.

Дано описание стенда, разработанного в ИТЦ “СканЭкс”, на котором производятся испытания алгоритмов определения ориентации и стабилизации макета системы ориентации микроспутника “Чибис-М”. Приведены и проанализированы результаты экспериментов по демпфированию начальной угловой закрутки с помощью токовых катушек, по стабилизации макета с помощью маховиков, по разгрузке маховиков. Также исследуется работа алгоритма определения ориентации макета, основными характеристиками которого являются точность оценок вектора состояния и время сходимости.