ИЗВЕСТИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК. ТЕОРИЯ И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

  • Publisher Федеральное государственное унитарное предприятие Академический научно-издательский, производственно-полиграфический и книгораспространительский центр Наука
  • Country Россия
  • Web https://elibrary.ru/title_about.asp?id=7830

Content

ОСОБЕННОСТИ ПОСТАНОВКИ ЗАДАЧИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ДВИЖЕНИЯ УПРАВЛЯЕМОГО ОБЪЕКТА В ОКРЕСТНОСТИ НЕУСТОЙЧИВОГО СОСТОЯНИЯ РАВНОВЕСИЯ

СТЕПАНЬЯНЦ Г. А.

Рассматривается задача поиска закона управления, обеспечивающего асимптотическую устойчивость движения управляемого объекта в окрестности неустойчивого в отсутствии управления изолированного состояния равновесия. При этом ищется закон управления, минимизирующий расход энергии, который считается пропорциональным интегралу от положительно-определенной квадратичной формы от вектора управления. Показывается, что при возможности расщепления уравнений движения на асимптотически устойчивую в целом и неустойчивую подсистемы такой закон управления зависит только от вектора состояний неустойчивой подсистемы. Оптимальный закон управления может быть получен путем обращения времени из уравнений движения неустойчивой подсистемы.

ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПОВОРОТОМ ТВЕРДОГО ТЕЛА ПРИ ПОМОЩИ ВНУТРЕННЕЙ МАССЫ

ЧЕРНОУСЬКО Ф. Л., ШМАТКОВ А. М.

Исследована двумерная задача о наискорейшем повороте твердого тела путем перемещения внутренней массы. Предполагается, что твердое тело вместе с внутренней подвижной массой является замкнутой механической системой. В общем случае соотношения для траектории движения массы, оптимального управления и функции Беллмана выражены через эллиптические интегралы, в которые входят две неизвестных. Поиск этих величин требует численного решения двух нелинейных скалярных уравнений, составленных на основании краевых условий. Если положение массы в конечный момент времени не задано, задача сводится к решению единственного скалярного уравнения на известном отрезке, причем соответствующий корень единственен для любых граничных условий и всегда существует. В частном случае, когда внутренняя масса мала по сравнению с массой твердого тела, получены оптимальные траектории, имеющие форму дуг окружности. Исследована связь между приближенным и точным решениями, а также приведены численные примеры использования полученных соотношений.

АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ПОТЕРИ ТЯГИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА ПРИ ИНТЕНСИВНОМ СТАРТЕ

Обнаружен эффект значительной и резкой потери максимально возможной средней силы тяги во время разгона транспортного средства при несимметричных или несинхронных колебаниях ведущих колес в вертикальной плоскости. Эффект проявляется на транспортных средствах с межколесным дифференциалом при интенсивном старте с проскальзыванием и может быть опасен при выезде на высокоскоростные автомагистрали и при пересечении нерегулируемых перекрестков. Указаны колебательные режимы, приводящие как к частичной, так и к почти полной потере средней силы тяги. Найден крутящий момент, подаваемый на колесную пару, обеспечивающий максимально быстрый разгон в колебательных режимах. Проанализирована кинематика процесса при движении с минимальными энергозатратами.

МЕТОД ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ НЕЛИНЕЙНЫХ НЕПРЕРЫВНЫХ СИСТЕМ СОВМЕСТНОГО ОЦЕНИВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ

ДАВТЯН Л. Г., ПАНТЕЛЕЕВ А. В.

Рассматривается задача синтеза оптимального в среднем управления пучком траекторий нелинейной детерминированной динамической системы, исходящим из заданного множества начальных состояний, по результатам оценок вектора состояния, вырабатываемых нелинейным наблюдателем состояния по поступающим измерениям. Законы управления моделью объекта управления и наблюдателем находятся одновременно путем решения задачи параметрической оптимизации одним из метаэвристических алгоритмов. Предложенный алгоритм решения задачи проиллюстрирован на двух примерах управления трехмерными хаотическими нелинейными динамическими системами.

ОБ УПРАВЛЕНИИ ДВИЖЕНИЕМ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ С ИЗБЫТОЧНЫМ ЧИСЛОМ УПРАВЛЯЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

БРИСКИН Е. С., ШАРОНОВ Н. Г.

Рассматриваются особенности управления механическими системами в случае превышения количества приводов над числом степеней свободы. Сформулированы задачи управления силами для реализации режима движения, обеспечивающего оптимальность по заданному критерию, и управления силами при заданных режиме движения и функциональной зависимости между ними. Приводятся методики решения и результаты моделирования поставленных задач.

ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ВРАЩАТЕЛЬНЫМ ДВИЖЕНИЕМ ТВЕРДОГО ТЕЛА С КОМБИНИРОВАННЫМ КРИТЕРИЕМ КАЧЕСТВА

МОЛОДЕНКОВ А. В., САПУНКОВ Я. Г.

Представлены результаты численного и аналитического решения задачи оптимального управления вращательным движением твердого тела с комбинированным критерием качества процесса управления и использованием кватернионов. Критерий оптимизации учитывает продолжительность процесса управления, суммарные импульсы квадрата угловой скорости твердого тела и величины управляющего момента, приложенного к телу. Управляемое движение твердого тела может содержать особые участки управления.

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ В РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

ГРУЗЛИКОВ А. М., КОЛЕСОВ Н. В., КОСТЫГОВ Д. В., ОШУЕВ В. В.

Исследуется проблема планирования в многоканальных распределенных системах обработки информации. Проблема решается в отношении систем на кристалле и рассматривается в расширенной постановке, когда процедуру планирования предваряет этап определения архитектуры системы с позиций энергоэффективности.

ПОТОКОВЫЕ АЛГОРИТМЫ ПЛАНИРОВАНИЯ ВЫЧИСЛЕНИЙ В ИНТЕГРИРОВАННОЙ МОДУЛЬНОЙ АВИОНИКЕ

КОСТЕНКО В. А., СМИРНОВ А. С.

Предложены алгоритмы, основанные на нахождении максимального потока в транспортной сети для планирования выполнения задач в системах реального времени с интегрированной модульной архитектурой. Приведены результаты их экспериментального исследования для однопроцессорного и многопроцессорного вариантов задачи планирования вычислений.

ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПЕНСИОННЫХ ФОНДОВ В РАМКАХ ЗАДАЧИ ОЦЕНКИ ИХ УСТОЙЧИВОСТИ

БЕЛОЛИПЕЦКИЙ А. А.

Рассматривается задача моделирования деятельности пенсионных фондов и оценки их финансовой устойчивости. Взяв за базовую стандартную модель Крамера–Лундберга, авторы работы модифицируют ее в результате задания параметров поступления и выплат в фонд в виде случайных величин. При этом имитационное решение задачи функционирования пенсионной схемы и оценки ее устойчивости рассматривается на данных российских реалий, где начальные демографические значения полагаются равными соответствующим значениям на 2018 г., а прогнозные данные и результаты функционирования пенсионной схемы, в том числе исследование ее на устойчивость, – с 2018 по 2036 г. Имитационное моделирование проводится с учетом прогнозируемой динамики ожидаемых показателей смертностей с учетом половозрастной структуры населения.

ОЦЕНКА СЛОЖНОСТИ АЛГОРИТМА ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЦИКЛИЧЕСКИХ ИГР НА ГРАФАХ

БАШЛАЕВА И. А.

Дано уточнение верхней оценки сложности алгоритма потенциальных преобразований для решения циклических игр на графах. Оценка близка к нижней оценке сложности алгоритма потенциальных преобразований. Получено сведение задачи об оптимальном уклонении к решению циклических игр на ориентированных графах.

СИСТЕМА ОБУЧЕНИЯ НЕЙРОННОЙ СЕТИ ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ МАРКЕРОВ

ВАНГ Л. П.

Представлена система обучения визуальных маркеров, способная генерировать и впоследствии распознавать в реальном мире стилистически оформленные изображения, которые содержат закодированную (в виде последовательности бит) информацию. Разработаны новые виды слоев нейронной сети, делающие распознавание устойчивым к внешнему шуму окружающей среды. Обучение построено на принципе end-to-end, позволяющее не контролировать обучение промежуточных этапов модели. Проведены эксперименты, показывающие успешную работоспособность системы в кодировании и декодировании искусственно созданных маркеров.

КОМПЛЕКСИРОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ РАЗНЫХ СПЕКТРАЛЬНЫХ ДИАПАЗОНОВ НА ОСНОВЕ ГЕНЕРАТИВНЫХ СОСТЯЗАТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

ВИЗИЛЬТЕР Ю. В., ВЫГОЛОВ О. В., КОМАРОВ Д. В., ЛЕБЕДЕВ М. А.

Предлагается метод комплексирования разноспектральных изображений с использованием генеративных состязательных сетей. Разработана оригинальная архитектура сети “FusionNet”, основанная на архитектуре pix2pix, которая обеспечивает построение комплексного (интегрального) изображения, объединяющего наиболее информативные фрагменты разноспектральных изображений и, как следствие, обладающего большей информативностью по сравнению с каждым из этих изображений в отдельности. Приводятся описания методики построения обучающей и тестовой выборок, а также процесса аугментации данных. Показаны примеры работы предлагаемого метода комплексирования на реальных телевизионных и инфракрасных изображениях.

НЕОРТОГОНАЛЬНАЯ ДИСКРЕТИЗАЦИЯ КАК ОСНОВА СЖАТИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВИДЕОИНФОРМАЦИИ

ДРЫНКИН В. Н., НАБОКОВ С. А., ЦАРЕВА Т. И.

Предложены методы сжатия видеоинформации от 4 до 16 раз с последующим восстановлением путем интерполяции с уровнем информационных потерь ниже порога зрительного восприятия, основанные на различных неортогональных пространственно-временных структурах субнайквистовой дискретизации. Эти методы могут быть реализованы в реальном времени, что продемонстрировано в рамках исследования, и применяться как самостоятельно, так и в сочетании с другими способами видеокомпрессии и кодирования, обеспечивая дополнительное сжатие.

ПОСТРОЕНИЕ МАРШРУТА ПОЛЕТА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА НА МАЛЫХ ВЫСОТАХ

ПЕТРОВ М. Ю.

Рассмотрены две задачи, возникающие при прокладке маршрутов низколетящих аппаратов на цифровых картах рельефа местности: построение скрытого маршрута через горный хребет и построение маршрута с облетом зон обнаружения радиолокационных станций. Для каждой задачи приведен подробный разбор особенностей и различий по сравнению с традиционными задачами прокладки маршрута, а также разобраны решения на основе алгоритма Дейкстры или его модификации.

АЛГОРИТМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА С НЕЖЕСТКИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

ОВЧИННИКОВ М. Ю., ТКАЧЕВ С. С., ШЕСТОПЁРОВ А. И.

Изучаются методы стабилизации корпуса космического аппарата с двумя нежесткими элементами – антенной и панелью. Процессу стабилизации корпуса препятствуют вибрации, возникающие в нежестких элементах в ходе орбитального и углового маневрирования космического аппарата и ухудшающие точность его ориентации. Поэтому исследуемые методы также рассматриваются в контексте задачи гашения колебаний в нежестких элементах. Рассматриваются как классические методы управления – ляпуновское управление и линейно-квадратичное управление, так и набирающее популярность SDRE-управление (State Dependent Riccati Equation Control), использующее уравнение Риккати с параметрами, зависящими от вектора состояния. Также описываются алгоритмы управления, в основе которых лежит редуцированная модель космического аппарата с нежесткими элементами. При этом полагается, что управление космическим аппаратом с нежесткими элементами осуществляется только при помощи устройств, расположенных на его корпусе.

РАСЧЕТ ПРОГРАММНЫХ УПРАВЛЕНИЙ, НЕ ПОРОЖДАЮЩИЙ СИНГУЛЯРНЫХ СОСТОЯНИЙ ГИРОСИСТЕМЫ. II

БЕЛЯЕВ Б. Б.

Работа посвящена прикладному аспекту новой технологии расчета законов программных управлений ориентацией космических аппаратов [1]. Решается краевая двухточечная задача переориентации космического аппарата посредством гиродинов. Представлены результаты численной реализации нового метода формирования программных законов переориентации, не порождающего сингулярных состояний исполнительной гиросистемы. Численная реализация проведена на примере динамической модели космического телескопа с реальными характеристиками и шестью гиродинами, составляющими три пары с коллинеарными осями прецессии. Полученные результаты демонстрируют принципиальную новизну нового метода расчета управлений: в вычисленных законах наведения телескопа отсутствуют сингулярные значения углов прецессии гироузлов исполнительных гиродинов. При попадании гироузлов в эти положения космический телескоп теряет управляемость, и процесс наведения прерывается. Отсутствие сингулярных положений гироузлов гарантирует безостановочность исполнения вычисленных законов с необходимой точностью и быстродействием.

This content is a part of the Automatics and Computing collection from eLIBRARY.
If you are interested to know more about access and subscription options, you are welcome to leave your request below or contact us by eresources@mippbooks.com

Request

Unfortunately, we have no right to provide any kind of access to this resource in the territory of Western Europe. In any case, we will process your request and contact you with possible variants of solution.