Методологические основы функционирования бионических систем управления на основе нейронных сетей
Автор: Сивков В.С., Сайманова О.Г., Шувалова Т.В., Сайманов В.Ю.
Журнал: Инфокоммуникационные технологии @ikt-psuti
Рубрика: Новые информационные технологии
Статья в выпуске: 4 (92) т.23, 2025 года.
Бесплатный доступ
В статье осуществлен системный анализ концепции бионических систем управления как перспективного направления в теории управления. Исследованы методологические основы построения бионических систем управления. Указывается актуальность создания систем, работающих в сложных, недетерминированных и динамически меняющихся средах. Дается формализованное определение бионических систем управления, выявляются их ключевые признаки, проводится сравнительный анализ с традиционными системами управления. Дифференцирующими признаками являются биоинспирированность, адаптивность и способность к обучению в условиях априорной неопределенности. Основное внимание уделяется практической реализации: предложен подход к разработке математической модели адаптивного управления для нейроуправляемого бионического протеза. В модели определены основные параметры, ограничения и критерии, учитываемые математической моделью нейроуправляемого протеза, а также критерии эффективности, что демонстрирует практическое применение теоретических принципов бионических систем управления. Разработан алгоритм адаптивного управления бионического протеза в реальном времени c указанием применяемых специализированных средств математического моделирования и симуляции.
Бионические системы управления, нейронные сети, интеллектуальные системы управления, математическое моделирование, нейроуправляемый протез, алгоритм управления, адаптивное управление
Короткий адрес: https://sciup.org/140314015
IDR: 140314015 | УДК: 658.5.012.14 | DOI: 10.18469/ikt.2025.23.4.08
Methodological foundations of the functioning of bionic control systems based on neural networks
The article provides a systematic analysis of the concept of bionic control systems as a promising direction in management theory. The methodological foundations of the construction of bionic control systems are investigated. The relevance of creating systems operating in complex, non-deterministic and dynamically changing environments is indicated. A formalized definition of bionic control systems is given, their key features are identified, and a comparative analysis with traditional control systems is provided. The differentiating features are bioinspired, adaptability, and the ability to learn under conditions of a priori uncertainty. The general attention is paid to practical implementation: an approach to the development of a mathematical model of adaptive control for a neurocontrolled bionic prosthesis is proposed. The model defines the main parameters, limitations and criteria taken into account by the mathematical model of a neurocontrol prosthesis, as well as performance criteria, which demonstrates the practical application of the theoretical principles of bionic control systems. An algorithm for adaptive control of a bionic prosthesis in real time with an indication of the specialized mathematical modeling has been developed and simulation tools used.
