НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

С.194-202

С.203-215

С.194-205

С. 193-214

С. 215-242

С. 347-358

В статье предложена шкала, предназначенная для оценивания эргономичности способов отображения информации, применяемых в автоматизированных системах обработки информации и управления. При этом акцент делается на системы класса «Умный дом». Шкала содержит шесть пунктов и позволяет оценивать два аспекта эргономичности – удобство использования и вовлеченность. Проведено эмпирическое исследование, которое подтвердило, что предложенная шкала имеет хорошую надежность (оценка надежности произведена путем вычисления коэффициента Кронбаха) и высокую чувствительность (оценка чувствительности произведена с помощью методов дисперсионного анализа).

В работе рассматривается задача построения рационального упорядочения модулей электронного курса. Для решения этой задачи используется информация, которая задается экспертной структурой предпочтений или гипертекстовой структурой на множестве модулей. Для обработки экспертной структуры  применяется аппарат теории бинарных отношений. Предлагается математическая модель для обработки сильносвязанных фрагментов экспертной структуры, которая основана на разбиении множества модулей на классы толерантности. Задача поиска порядковой аппроксимации гипертекстовой структуры сводится к задаче о покрытии наименьшего веса для матрицы, задающей инцидентность дуг и контуров графа предпочтений.

Основной целью работы является разработка математической модели распределительной городской электросети с учетом ее перспективного развития. На основе этой модели в работе поставлена задача оптимизации перспективного развития электросети в виде задачи многокритериальной структурно-параметрической оптимизации. Обоснована целесообразность использования метода редукции этой задачи к однокритериальной задаче, которая представляет собой задачу непрерывно-дискретно-целочисленного программирования. Обосновано представление этой задачи в виде задачи дискретного программирования на основе дискретной аппроксимации возможных областей строительства новых трансформаторных и распределительных подстанций.

Работа посвящена сравнению двух методов символьной регрессии, метода генетического программирования и метода вариационного генетического программирования. Сравнение выполнено на основе вычислительного эксперимента, в котором решалась задача синтеза системы управления для модели нелинейного объекта управления, описывающее взаимодействие двух подсистем «хищника» и «жертвы». Для чистоты эксперимента параметры генетических алгоритмов в обоих методах были одинаковыми. Для вариационного генетического программирования было выбрано тривиальное базисное решение в форме сумма произведений входных переменных на настраиваемые параметры. Данное базисное решение выбирается всегда в отсутствии осмысленного анализа задачи. Проведено сравнение методов по скорости решения задачи и качеству полученного управления.

Даем постановку задачи многокритериальной оптимизации, приводим краткий обзор методов решения этой задачи на основе ее Парето-аппроксимации, представляем основные известные индикаторы качества аппроксимации. Основное содержание работы представляет собой обзор известных программных систем, ориентированных на решение задачи Парето-аппроксимации, которые реализуют различные алгоритмы оценки качества этой аппроксимации

В статье описано автоматизированное рабочее место, предназначенное для создания программ предобработки изображений с целью последующего обнаружения и распознавания образов. Рассмотрены методы и алгоритмы решения обратной задачи обработки изображений, возникающих, например, при аэрофотосъемке с беспилотных летательных аппаратов, не снабженных системой гиростабилизации аэрофотоаппаратов. К ним относятся задачи восстановления дефокусировки и смаза в результирующих изображениях. Разработано программное обеспечение обработки изображения, включающее в себя: восстановления дефокусировки и смаза (решение обратной задачи); фильтрацию; «сшивки кадров» для синтеза кадра (получение панорамы) из фрагментов. Приведен интерфейс программных реализаций большинства вышеописанных алгоритмов и результаты исследований с помощью численного эксперимента.

В работе представлены две модификации канонического метода роя частиц, имеющие целью повышение эффективности этого метода при решении многоэкстремальных задач оптимизации высокой размерности. Выполнено исследование эффективности метода и его указанных модификаций при решении тестовых задач оптимизации. С помощью одной из предложенных модификаций решена 28-мерная задача докинга для молекул протеазы HIV1 и дарунавиром 3U7S в качестве молекул-рецептора и лиганда соответственно.

В статье рассматривается метод обратимого сжатия телеметрической информации с использованием адаптивного алгоритма линейного предсказания на этапе декорреляции данных. Приводятся результаты исследований эффективности декоррелятора построенного на основе метода нормализованного наименьшего среднеквадратического отклонения и сравнение нескольких стратегий декорреляции. Сравнения на этом промежуточном этапе декорреляции производится на основе экспериментально полученных значений дисперсии и энтропии ошибок предсказания. В экспериментах использовались характерные для систем телеизмерений источники данных, включающие параметры систем автоматического управления, такие как температура, давление и данные позиционирования. Эти данные формируют поток телеметрической информации в соответствии со стандартом IRIG-106. Этот телеметрический стандарт широко используется в аэро-космической промышленности. Эксперименты проводились с разными видами телеметрических кадров, которые отражают структуру используемой системы коммутации параметров. Исследованы комбинации адаптивного предсказателя с различными методами кодирования источника, включая метод Хаффмана, арифметическое кодирование и коды Райса. Проведено сравнение эффективности алгоритмов декорреляции и энтропийного кодирования для сжатия данных телеизмерений. На основе полученных экспериментальных данных выработаны рекомендации по разработке системы обратимого сжатия для этого вида информации.

Существующие микроволновые датчики для охраны автомобилей, построенные по аналоговой схеме имеют: большое энергопотребление и высокий уровень собственных шумов, вызывающий «ложные» срабатывания датчиков; нестабильность температурных характеристик, что требует перенастройки датчика при переходе от летнего к зимнему сезону; нелинейную регулировочную характеристику и неудобство настройки с помощью переменных резисторов. Рассматриваются вопросы проектирования двухзоновых цифровых микроволновых датчиков. Предложено схемотехническое решение и алгоритмы обработки сигналов, позволившее в 6-8 раз снизить энергопотребление, в два раза уменьшить уровень шумов и за счет этого увеличить диапазон срабатывания датчика. Реализовать дистанционную настройку зон предупреждения и тревоги (по 16 градаций чувствительности) и алгоритм самоадаптации к повторяющимся внешним воздействиям. Предложен метод формирования опорных уровней цифровых компараторов на каждой градации чувствительности, линеаризующий регулировочную характеристику датчика.

В статье рассматривается применение метода гармонической линеаризации в задаче идентификация нелинейных динамических систем на примере системы с сухим трением. Описан алгоритм идентификации систем с известной передаточной функцией по экспериментальному частотному годографу, содержащему случайные погрешности измерений. В качестве модели принимается передаточная функция системы. Решение задачи идентификации авторы предложили искать в классе годографов, задаваемых моделью системы. Поиск неизвестных коэффициентов передаточной функции модели системы осуществляется путем минимизации предложенной авторами меры близости экспериментального годографа системы и годографа модели системы. В результате, решение задачи идентификации было сведено к решению системы линейных уравнений. Иллюстративный вычислительный эксперимент для системы второго порядка показал, что погрешность определения значений коэффициентов передаточной функции сравнима с диапазоном погрешности измерений экспериментальных отсчетов годографа этой системы.

Рассматриваются нелинейные повторяющиеся процессы с возможными нарушениями. Вводится новое понятие - экспоненциальная устойчивость по профилю повторения, обобщающее известное для линейных процессов понятие устойчивости вдоль повторений. На основе нестандартного развития метода векторных функций Ляпунова получены достаточные условия такого вида устойчивости. Эти условия применяются к решению задачи синтеза алгоритма управления с итеративным обучением линейными системами с информационными нарушениями. Эффективность алгоритма продемонстрирована на примере упрощенной модели динамики вертикального канала портального робота.

В статье изложен метод анализа замкнутой системы массового обслуживания (СМО) типа «модели ремонтника» Mr|GIr|1||Nr с относительными приоритетами, одним обслуживающим аппаратом (ОА), конечной популяцией заявок каждого класса и произвольной функцией распределения вероятностей (ФРВ) времени обслуживания. Метод основан на конструировании вложенной цепи Маркова, связанной с точками регенерации – моментами завершения времени обслуживания. Выведены соотношения для матрицы вероятностей переходов в такой цепи, получено решение для ФРВ состояний этой цепи. Получены и доказаны соотношения, связывающие ФРВ состояний вложенной цепи и ФРВ состояний СМО в стационарном режиме. На основании этого выведены аналитические выражения для средних времен пребывания, ожидания и загрузок ОА для заявок разных классов.

В связи с резким ростом информационных потоков периодически возникает вопрос модернизации сети трибутарных потоков синхронной цифровой иерархии (СЦИ) для увеличения ее пропускной способности. В основе предлагаемой методики модернизации лежит метод экспертных оценок, а в качестве инструмента для получения характеристик сети; разработанный программный комплекс. Комплекс позволяет в кратчайшие сроки проанализировать достаточно большое число вариантов, неочевидных даже для некоторых технических специалистов вследствие достаточно большого объема работ на сети для их внедрения. Апробация методики и комплекса показала их эффективность.

В работе предложен алгоритм AIS_PSO, который представляет собой модификацию гибридного алгоритма, построенного на основе иммунного алгоритма CLONALG и алгоритма роя части (PSO). Модификация заключается в замене алгоритма CLONALG этим же, но модифицированным алгоритмом. Средствами программного комплекса MatLab выполнена программная реализация алгоритма AIS_PSO. На тестовых функциях Резенброка, Химмельблау и Растригина выполнено исследование эффективности разработанного алгоритмического и программного обеспечения. С помощью программы AIS_PSO решена задача оптимального управления движением вибрационного робота. Использован известный метод решения задачи оптимального управления динамической системой, основанный на сведении этой задачи к задаче нелинейного программирования высокой размерности. Результаты исследований показали высокую эффективность разработанного алгоритмического и программного обеспечения.