Труды Московского физико-технического института @trudy-mipt
Статьи журнала - Труды Московского физико-технического института
Все статьи: 1090

Оптимальное управление системой скважин на основе уравнений двухфазной фильтрации
Статья научная
Предложена оригинальная вычислительная технология для решения задач управления режимами работы скважин и назначений скважин (нагнетательная/добывающая) при известном их местоположении. Технология включает в себя разработанный метод определения оптимального управления режимами работы скважин, известный метод Л.С. Понтрягина и новый алгоритм направленного перебора вариантов назначения скважин для определения наилучшего варианта. С использованием предложенной технологии определены наилучшие варианты назначения скважин в симметричных элементах различных схем их расстановки. Целевой функционал полагался равным объему извлекаемой нефти за определенный период времени. Показано преимущество нового алгоритма по сравнению с ранее известными.
Бесплатно

Оптимальное управление стохастическими системами со случайным периодом квантования
Статья научная
Рассматривается задача оптимального управления нелинейными стохастическими системами, математическая модель которых задается стохастическим дифференциальным уравнением Ито со скачкообразной компонентой, описывающей влияние случайных импульсных воздействий или помех. Предполагается, что появлением скачков в траекториях системы управляет марковский процесс с конечным множеством состояний. При управлении может использоваться информация только о части координат вектора состояния.
Бесплатно

Оптимальные и субоптимальные подпространственные коды-спреды
Статья научная
Работа посвящена подпространственным кодам с максимальным кодовым расстоя- нием, которые называются спредами. Представлены конструкции многокомпонентных кодов с нулевым префиксом (МНП) и оценены их мощности. Показано, что при опреде- лённых условиях мощность МНП кодов-спредов достигает верхней границы, в других случаях находится вблизи верхней границы. Соответственно этим данным такие ко- ды названы оптимальными или субоптимальными. Оценена эффективность в виде отношения мощности кода к верхней границе. Расчёты показали, что для многих па-раметров субоптимальных кодов эффективность ≥ 0.99.
Бесплатно

Оптимальные параметры спутника с модельным демпфированием
Статья научная
Рассматривается задача об оптимальном гашении угловой скорости твердого те- ла. Механизм демпфирования, названный модельным, предполагает, что на теле вдоль трех фиксированных осей установлены устройства, вырабатывающие момен- ты, пропорциональные величинам проекций угловой скорости тела на эти оси. Це- лью исследования является определение параметров системы, при которых скорость демпфирования максимальна. Оптимизация проводится аналитически по коэффици- ентам демпфирования и ориентации осей моментных устройств в теле. Строго дока- зано, что максимальная эффективность демпфирования достигается при расположе- нии моментных устройств вдоль главных осей инерции тела. Кроме того, в статье доказан ряд экстремальных свойств тензора инерции произвольного твердого тела.
Бесплатно

Оптимизационная задача разбуривания газовых месторождений одним предприятием
Статья научная
Рассматривается непрерывная агрегированная динамическая модель разработки газовых месторождений. Разбуривание месторождений осуществляется последовательно одним предприятием. Формулируется задача максимизации совокупной накопленной добычи за фиксированный временной период при ограничении на капиталовложения. Делаются упрощающие предположения и решается расширенная задача с помощью принципа максимума Понтрягина. Поиск максимума исходной задачи осуществляется среди решений расширенной задачи. Делаются обобщающие выводы.
Бесплатно

Оптимизационный алгоритм решения задачи о фазовом равновесии
Статья научная
При численном моделировании течений многокомпонентных смесей во многих случаях необходимо учитывать возможность фазовых превращений. В данной работе рассматривается задача о нахождении фазового равновесия смеси нескольких компонентов, характерных для месторождений углеводородов (вода, легкие и тяжелые нефти). Полагается, что условия фазового равновесия описываются в терминах коэффициентов распределения (констант фазового равновесия). Задача о фазовом равновесии состоит в определении, на какие фазы расслоится смесь, их молярные доли и составы, а также температуру, при известных молярных концентрациях всех компонентов смеси, её молярной энтальпии и давлении. В работе строится алгоритм, позволяющий единообразно решать задачи подобного типа, основанный на методе логарифмических барьеров. Проведено сравнение разработанного алгоритма с его «стандартным» аналогом.
Бесплатно

Оптимизация min-sum алгоритма декодирования LDPC-кодов
Статья научная
В работе рассматривается модель низкоплотностного LDPC-кодека в канале с ад- дитивным белым гауссовым шумом. Исследуется влияние поправочных коэффициен- тов на эффективность исправления ошибок оптимизированным min-sum декодером. LDPC-кодек использует реализацию декодера по методу min-sum с линейной коррек- цией промежуточных метрик. Приведены результаты моделирования, показывающие, что оптимизированный min-sum декодер имеет ЭВК, близкий к sum-product декодеру. Оптимизированный декодер хорошо подходит для реализации на ПЛИС.
Бесплатно

Оптимизация алгоритма KNN для классификации текстов
Статья научная
Рассмотрены два подхода повышения быстродействия алгоритма KNN для классификации текстов: уменьшение количества потенциальных ближайших соседей и использование двоичной кучи при поиске K ближайших соседей.
Бесплатно

Оптимизация алгоритма декодирования min-sum для кодов с низкой плотностью проверок на четность
Статья научная
Рассмотрены итеративные алгоритмы декодирования кодов с низкой плотностью проверок на чётность. Приведены различные модифицированные версии алгоритма min-sum. Построены графики зависимости битовой ошибки при передаче данных по двоичному каналу связи с аддитивным белым гауссовским шумом. Проведено сравнение сложности реализации различных алгоритмов декодирования.
Бесплатно

Оптимизация геометрии трубчатого спектрометра эксперимента SHIP
Статья научная
Резюме: SHiP - новый эксперимент с фиксированной мишенью на ускорителе SPS в ЦЕРН. Проект был анонсирован в 2013 г. и направлен на поиск новых частиц, предсказанных многими моделями скрытого сектора. Основная задача трубчатого спектрометра SHiP заключается в реконструкции треков заряженных частиц, возникающих при распаде нейтральных объектов новой физики. Его геометрия влияет на качество распознавания и реконструкции треков. В данной работе рассматривается поиск оптимальных параметров геометрии спектрометра SHiP. Предварительные результаты показали улучшение ключевых метрик качества распознавания и реконструкции треков на 10-15%.
Бесплатно

Оптимизация законов управления орбитальной стабилизации космического аппарата
Статья научная
Рассматривается задача орбитальной стабилизации космического аппарата. Предложен метод, обеспечивающий решения задачи оптимального размещения полю- сов замкнутой системы. С помощью предложенного метода осуществлен синтез закона управления с обратной связью для орбитальной стабилизации космического аппарата.
Бесплатно

Статья научная
В работе предложен метод оптимизации по быстродействию системы управления скоростью воздушного потока в дозвуковой аэродинамической трубе, основанный на поиске решения задачи Лагранжа в понтрягиновской постановке для системы обык- новенных дифференциальных уравнений третьего порядка с постоянными коэффици- ентами, описывающей аэродинамическую трубу как объект управления по скорости воздушного потока.
Бесплатно

Оптимизация поглощенной дозы радиации при перелётах на геостационарную орбиту с малой тягой
Статья научная
При перелётах космических аппаратов с низких орбит на геостационарную с использованием только двигателей малой тяги возникает проблема поглощения бортовыми системами большой дозы космической радиации. Космическая радиация негативно влияет на бортовые системы и может приводить даже к выходу из строя всего космического аппарата. В работе предложен способ снижения дозы радиации, поглощённой космическим аппаратом при перелёте с низкой круговой орбиты на геостационарную, за счёт изменения формы траектории довыведения. Удалось снизить дозу радиации на 20-30% при увеличении времени перелёта не более чем на 1-6% относительно оптимальной по быстродействию траектории.
Бесплатно

Оптимизация состава и стратегий развития объектов региональной экономики
Статья научная
Ставится и решается задача одновременной оптимизации состава отраслей региональной экономики и стратегий развития этих отраслей по критерию максимизации отчислений в региональный бюджет. Доказывается применимость метода последовательных расчетов для решения первой задачи и метода ветвей и границ - для решения второй. Отмечается возможность решения данной задачи для других объектов региональной экономики.
Бесплатно

Оптимизация стохастического градиентного бустинга с помощью out-of-sample оценок качества
Статья научная
Стохастический градиентный бустинг (SGB) - это мощный метод ансамблевого обучения, широко используемый в различных приложениях машинного обучения. Он использует регуляризацию, отбрасывая подмножество данных на каждой итерации, что помогает предотвратить переобучение. Однако эти данные вне выборки (OOS), которые обычно остаются неиспользованными во время обучения модели, представляют собой нераскрытую возможность для повышения стабильности процесса обучения. В данной работе мы предлагаем новый подход, который использует OOS данные не только для оценки качества построенных деревьев решений, но и для целенаправленной оптимизации гиперпараметров. Оценивая корреляцию между фактическими и предсказанными значениями градиентов на OOS данных, мы выводим метрики, которые эффективно приближают производительность деревьев на невидимых тестовых данных. Наши эмпирические исследования, проведенные на коллекции реальных наборов данных размером до 100,000 примеров, демонстрируют эффективность этого метода. Результаты показывают последовательное снижение уровня ошибок с улучшениями до 2% по logloss по сравнению со стандартными реализациями SGB. Эти выводы подчеркивают потенциал настройки гиперпараметров на основе OOS данных не только для повышения точности модели, но и для предоставления вычислительно-эффективного пути к регуляризации в рамках градиентного бустинга.
Бесплатно

Оптимизация управления обогревом помещения
Статья научная
Рассматривается задача сокращения издержек при обогреве помещения в зимнее время года при двухтарифном учете электроэнергии. На основе принципа максимума Понтрягина предлагается метод оптимального управления электрическим конвектором для поддержания необходимой температуры.
Бесплатно

Оптимизация формы множества Парето в задачах многокритериального программирования
Статья научная
Рассматривается схема использования метода гладких штрафных функций для ис- следования зависимости решений задач многокритериальной оптимизации от пара- метров. Приводится описание алгоритмов, основанных на методе гладких штрафных функций, решения задачи оптимизации по параметрам уровня согласованности целе- вых функций и выбора соответствующей формы множества Парето.
Бесплатно