№ 3 (2025)

Рассматривается множество $\Xi$ консервативных систем, допускающих колебания заданного периода. Решается задача агрегирования множества $\Xi$ в связанную систему с притягивающим (в большом) циклом, в котором реализуется закон управления фазами в системах $\Xi$. Развивается подход, в котором в качестве генератора управляющих сигналов применяется осциллятор Ван дер Поля с настраиваемой частотой, действующий через односторонние связи-управления на системы множества $\Xi$: в агрегированной системе непосредственные связи между системами $\Xi$ отсутствуют. Система управления описывается автономными уравнениями.

Предложен новый аналитический подход к модальному управлению по выходу линейными стационарными системами, порядок которых равен произведению числа входов и выходов, а индексы управляемости и наблюдаемости принимают наибольшее и наименьшее возможные значения. В подходе использована теорема Кэли–Гамильтона применительно к матрице замкнутой системы управления. Предлагаемый метод управления по выходу не ограничен в применении только системами четвертого порядка с двумя входами и двумя выходами. Также применимость метода не зависит от того, приводится ли система к модальному управлению по состоянию с меньшим числом входов или к модальному наблюдению с меньшим числом выходов. На примерах систем шестого порядка с несколькими входами и несколькими выходами, не приводимых к системам с меньшим числом входов или выходов, продемонстрировано получение аналитических решений задачи модального управления по выходу, обеспечивающих заданное размещение полюсов. Для систем из рассматриваемого класса получаемые решения единственны.

Непрерывное изменение радиуса опорных колес транспортного средства обеспечивает возможность непрерывного управления некоторыми его эксплуатационными свойствами. К таким свойствам относятся: устойчивость движения, управляемость, проходимость и др. Это изменение рационально делать при минимизации тепловых потерь в исполнительном приводе. Рассматривается движение без скольжения жесткого колеса с непрерывно изменяемым радиусом по плоской горизонтальной недеформируемой поверхности.

Предложена математическая модель для описания динамики равномерного плоскопараллельного движения указанного колеса при управлении величиной его радиуса. В ее основе лежит гипотеза об отсутствии проскальзывания в контакте колеса с опорной плоскостью. Полученные математические зависимости позволяют определять оптимальный режим управления при изменении радиуса по критерию минимума тепловых потерь в приводе, обеспечивающем это изменение. Результаты исследования могут найти применение при управлении параметрами эксплуатационных свойств транспортных средств, а также роботов с колесными движителями, перемещающимися по неорганизованным поверхностям.

Рассматривается задача управления группами подвижных объектов. Каждая группа составлена из простых объектов управления и двигается как один (составной) объект управления. В процессе движения каждая группа может разделяться на подгруппы или, наоборот, соединяться с другими группами. При этом динамические возможности группы меняются, так как зависят от ее состава. Начальные и конечные состояния каждого простого объекта заданы. Решается задача наискорейшего достижения всех конечных состояний, т.е. задача группового быстродействия.

Рассмотрены модели и языки, предназначенные для описания и управления выполнением в реальном времени дискретных детерминированных процессов. Процессы разделены на свободные и зависимые от реального времени, введены характеристики сложности процессов, учитывающие фактор одновременности (параллелизма) при их выполнении. Предложены унифицированные операции композиции вычислимых функций, на основе которых создан язык, позволяющий в естественной форме описывать параллелизм алгоритмических процессов. Показано, каким образом фактор реального времени может быть отражен в процессах путем расширения языка примитивами управления изменением состояний процесса в зависимости от контролируемого времени.

Рассмотрена задача группового управления летательными аппаратами в условиях активного противодействия при разных скоростях потерь своих сил, превосходящих противника или ему уступающих. При оценке эффективности парного противодействия предложена мультипликативная свертка, учитывающая потери обеих сторон и их стоимость. Сформирован минимаксный алгоритм группового целераспределения разнотипных летательных аппаратов с учетом степени их соответствия в каждой паре. Предложено использование искусственного интеллекта в виде нескольких нейронных сетей при формировании примеров их обучения на моделирующем комплексе.

Для снижения издержек при использовании облачной вычислительной инфраструктуры необходимо подбирать оптимальные конфигурационные параметры. Для решения поставленных задач нужны методы предсказания качества предоставляемого сетевого сервиса. Такие предсказания возможны на основе информации о применении серверных ресурсов, машинного обучения и методов оценки времен выполнения услуг. Эти данные получены путем измерений и собранных ранее сведений о работе телекоммуникационной инфраструктуры. Рассматриваются различные методы сокращения размерностей и выделения существенных переменных с целью оценок расхождений целевых характеристик в случае их вычислений по полным данным и по данным, редуцированных разными методами. В экспериментах предсказания характеристик модельной задачи наилучшим образом показала модель случайного леса в сочетании с методом понижения размерности пространства признаков с помощью метода главных компонент.

Рассматривается подход к повышению согласованности структуры. Цель исследования заключается в выборе метода объединения идентичных объектов в группы, поскольку именно идентичные объекты могут эффективно обмениваться информацией и использовать информацию, полученную в результате этого обмена. Для достижения поставленной цели был проведен ряд экспериментов с различными методами, после чего был выбран лучший с точки зрения целевой меры качества и скорости работы. Предлагаемый подход позволяет учитывать различные характеристики объектов и связи между ними, что обеспечивает точное определение идентичных объектов, а также имеет эффективную реализацию для распределенных вычислительных систем, что делает его быстрым даже на больших объемах данных. Сравнение рассматриваемых подходов произведено на примере задачи поиска идентичных изделий для управления ассортиментом и поставками.

Решена задача стабилизации нулевого значения вектора состояния динамических систем, записанных в виде цепочки интеграторов произвольной длины, с учетом ограничений на абсолютные величины переменных состояния. Показано, что основанная на принципе модального управления линейная стабилизирующая обратная связь по состоянию обеспечивает выполнение заданных ограничений на переменные состояния при выборе корней характеристического уравнения замкнутой системы, удовлетворяющих нелинейным неравенствам. Условия на корни характеристического уравнения замкнутой системы базируются на результатах, полученных при помощи метода бэкстеппинга с использованием логарифмических барьерных функций Ляпунова. В качестве примера рассмотрено решение задачи стабилизации заданного углового положения однозвенного манипулятора, гарантирующее выполнение ограничений на значения угловой координаты, скорости, ускорения и рывка рабочего звена манипулятора.

Описываются механика, электроника и алгоритмы управления новым четырехногим шагающим роботом. Робот предназначен для сферы образования и исследовательской деятельности. Он имеет сравнительно малые массогабаритные показатели и построен с учетом модульности для упрощения производства и сборки. Робот приводится в движение с помощью бесколлекторных двигателей. Для их вращения используется векторное управление. В качестве базовой походки выбрана “рысь”. Алгоритм поддержания равновесия корпуса основан на методе управления точкой нулевого момента с прогнозированием. Формирование желаемой точки нулевого момента происходит с помощью отслеживания пересечения проекций концов диагонально расположенных ног. Программное обеспечение робототехнической платформы имеет полностью открытый исходный код. Для проверки работоспособности всех компонентов робота проведен ряд экспериментов как в виртуальной среде, так и на аппаратной платформе. Результаты экспериментов демонстрируют эффективность робота при ходьбе в разных направлениях с максимальной скоростью 1.2 м/с и грузоподъемностью вплоть до 7 кг, что практически равно собственному весу.