Известия Российской академии наук. Теория и системы управления

Разработаны алгоритмы решения локальных и глобальных граничных задач для нелинейных и квазилинейных нестационарных управляемых систем в классе кусочно-постоянных управлений. Найдены конструктивные достаточные условия, гарантирующие существование решений указанных задач. Кроме того, получен критерий калмановского типа локальной и глобальной управляемости соответственно нелинейных и квазилинейных стационарных систем. Работоспособность алгоритмов иллюстрируется при численном моделировании решения задачи управления движением маятника переменной длины с движущейся точкой подвеса.

Представлены дискретные линейный и обобщенный фильтры Калмана целого и дробного порядков для оценивания состояния и неизвестных параметров линейных и нелинейных дискретных систем дробного порядка. Дано сопоставление традиционного и дробного фильтров Калмана. Рассмотрены особенности и достоинства дробного алгоритма, которые проиллюстрированы на примерах использования дискретных линейного и обобщенного фильтров Калмана.

Подробно изложен итерационный метод глобального улучшения произвольно заданной программы управления нелинейной динамической системой, предложенный В. Ф. Кротовым. Обсуждаются различные варианты приложения метода Кротова к одной задаче стохастической вероятностной оптимизации.

Рассматриваются задачи оптимального управления непрерывными системами с фазовыми ограничениями. Предполагается, что траекторию системы можно разбить на участки, на каждом из которых набор активных фазовых ограничений фиксирован. Такие траектории характерны для гибридных систем, в которых переход от одного участка к другому считается переключением. Применяя необходимые условия оптимальности гибридных систем с промежуточными ограничениями, получаем решение первоначальной задачи с фазовыми ограничениями.

Метод решения классической транспортной задачи в целочисленной постановке, основанный на декомпозиции исходной задачи на последовательность двумерных задач с пересчетом коэффициентов целевых функций, успешно применяется в случае дополнительных пунктов производства и потребления. Представлен подробный анализ задач с нелинейными стоимостями перевозок для дополнительных пунктов.

Представлен способ подготовки данных для машинного обучения для семантической сегментации информативных классов на изображениях, основанный на кластеризации для решения задач космического мониторинга импактных районов. Приведена классификация методов кластеризации по различным критериям. Обоснован выбор иерархических методов кластеризации как наиболее эффективных для работы с кластерами произвольной структуры и формы. Приведена общая схема расчета модели кластеризации, включающая помимо самой кластеризации процедуры тайлирования данных, оценки оптимальных параметров кластеризации, регистрации объектов, оценку качества данных. Показана схема подготовки данных для машинного обучения, включающая построение эталонной разметки, расчет модели кластеризации, коррекцию разметки, тестирование моделей кластеризации для разных информативных классов на новых изображениях.

Рассмотрены вопросы, связанные с исследованием модели функциональной зависимости тяги двигателей от их рабочих параметров в интересах снижения асимметрии тяги самолета вследствие разнотяговости его двигателей. Цель исследования –управление частотами вращения роторов двигателей самолета на основе трехмерной модели зависимости тяги двигателей от их частот вращения роторов турбин компрессоров низкого и высокого давления. Использованы методы математической статистики и программно-аппаратного моделирования. Результаты исследования показали и подтвердили возможность балансировки тяги двигателей самолета при управлении частотами вращения роторов его двигателей в полете. Разработана трехмерная модель зависимости тяги двигателя от значений частот вращения двух его роторов. Эта модель позволяет обеспечивать управление частотами вращения обоих роторов двигателя путем дополнительной подачи в них топлива для формирования новых значений этих частот по результатам сравнительной оценки их значений с учетом величин их первых производных как знакопеременных специальных поправок, обеспечивающих автоматическое контролирование скорости и направленности изменения контролируемых значений частот.