Статьи журнала - Сибирский аэрокосмический журнал
Все статьи: 3183
Непараметрическая регрессия в условиях частичных сведений о виде восстанавливаемых закономерностей
Статья научная
Предлагается непараметрическая модель стохастической зависимости, которая обеспечивает учёт априорных сведений о виде восстанавливаемых закономерностей. Исследуются её асимптотические свойства, проводится анализ результатов вычислительных экспериментов
Бесплатно
Непараметрические алгоритмы восстановления случайных полей
Статья научная
Многочисленные задачи практики тесно связаны с необходимостью восстановления полей той или иной природы по зашумленным экспериментальным данным. Особенностью этой проблемы является то, что апри- орной информации чаще всего недостаточно для описания этих полей с точностью до набора вектора пара- метров. Это обусловливает тот факт, что по различным каналам многомерных процессов информация может быть разнотипной, следовательно, соответствовать различным уровням априорной информации. На эту проблему обращено специальное внимание. При наличии априорной информации параметрического типа целесообразно использовать соответствующие алгоритмы идентификации, когда структура моделей полей определена с точностью до набора параметров и их последующей оценки по мере поступления текущей информации. В случае, если априорной информации недостаточно, то целесообразно использовать непара- метрические оценки Надарая-Ватсона для восстановления соответствующих полей. При этом существенно определить по всем каналам многомерной системы, являются ли они Н- или Т-процессами, т. е. процессами, для которых входные или выходные компоненты оказываются стохастически зависимыми, а эти зависимости чаще всего неизвестны. В качестве примера использования подобных процессов рассмотрены поля распределения примесей вредных веществ в атмосферном воздухе города. В качестве алгоритма восстановления этих полей применена непара- метрическая оценка функции регрессии.
Бесплатно
Непараметрические алгоритмы идентификации и управления для Т-процессов
Статья научная
В настоящей работе рассматриваются непараметрические методы идентификации и управления для многомерных дискретно-непрерывных процессов с запаздыванием, присущих многим реальным производствам. Конечно, такие системы типичны для практики, в том числе и в ракетнокосмической отрасли, а также в технологических процессах производства космической техники. Рассматривая многомерные процессы, необходимо учитывать связи между входными и выходными переменными, а также их связи между собой. Причем эти связи не всегда известны исследователю. При учете неизвестных связей входных переменных исследователь будет иметь дело с трубчатыми процессами или Н-моделями, а при учете неизвестных связей выходных переменных модель по тому или иному каналу объекта будет представлять собой аналоги неявных функций. В целом модель многомерного объекта будет представляться в виде системы нелинейных неявных уравнений. В этом случае решение задачи идентификации будет сводиться к нахождению прогноза вектора выходных переменных по известным значениям вектора входных переменных и может быть получено только в результате решения соответствующей системы уравнений, которые были названы Т-моделями, о которых и пойдет речь в настоящей статье. Решение системы нелинейных неявных уравнений параметрическими методами идентификации не приведет к нужному результату из-за отсутствия достаточной априорной информации, вот тут и возникает необходимость в применении непараметрических методов идентификации, а также использовании методов системного анализа. Априорная информация в задачах непараметрической статистики носит недостаточный характер, с чем не могут справиться общепринятые методы идентификации. При управлении многомерными процессами следует учитывать зависимости выходных переменных, в связи с чем возникает еще одна важная особенность, а именно: в качестве задающих воздействий нельзя использовать случайные значения из области определения выходных переменных, их нужно выбирать из их общего пересечения.
Бесплатно
Непараметрические алгоритмы управления системами класса Гаммерштейна
Статья научная
Рассмотрены задачи идентификации и управления нелинейными динамическими процессами класса Гаммерштейна в условиях частичной непараметрической неопределенности. В настоящее время наиболее широко распространенный подход к идентификации и управлению подобными системами состоит в параметризации как линейного динамического звена, так и нелинейного. При построении модели системы Гаммерштейна естественно используются наблюдения входных и выходных переменных с шумами. После предварительной параметризации модели обычно следует этап оценки параметров, входящих в последнюю. Очевидно, что недостаточно точная параметризация модели чревата тем, что качество управления такой системой может оказаться неудовлетворительным. Настоящая статья посвящена исследованию случая, когда уравнение линейного блока процесса не известно с точностью до параметров, а известно лишь, что процесс является линейным, а нелинейный блок задан с точностью до параметров. Такая постановка вопроса делает рассматриваемую систему более адекватной задачам практики. На первом этапе строится модель линейного динамического блока. Для построения непараметрической модели последнего необходимо на вход объекта подать функцию Хевисайда, в этом случае выход объекта с точностью до коэффициента является его переходной функцией. Восстановление весовой функции осуществляется по наблюдениям переходной методами непараметрической статистики. Для оценки параметров нелинейного звена необходимо проведение соответствующих экспериментов. Далее рассматривается задача управления системой Гаммерштейна, приводятся соответствующие непараметрические алгоритмы управления для случаев, когда нелинейное звено представляет собой квадратор. Следует обратить особое внимание на то, что при идентификации нелинейной динамической системы класса Гаммерштейна контролю подлежат только входные и выходные переменные. При изготовлении средств космической техники часто сталкиваются с необходимостью управления подобными объектами. Рассматриваемые модели и непараметрические алгоритмы управления оказываются полезными при создании компьютерных систем технической диагностики при виброиспытании космических аппаратов (КА) по каналу «вибросигнал - сигнал датчика, установленного на КА», а также систем управления производственными и технологическими процессами аэрокосмической техники. Проведено численное исследование предложенных алгоритмов управления для дискретно-непрерывных систем класса Гаммерштейна в различных условиях (при различном уровне помех в каналах измерения, различном объеме выборки и видах входных воздействий). Результаты компьютерных исследований показывают работоспособность предложенных алгоритмов.
Бесплатно
Непараметрические датчики для случайных стационарных процессов
Статья научная
Рассмотрены алгоритмы непараметрических датчиков случайных стационарных процессов. На основе непараметрических алгоритмов прогноза находится интервал зависимости случайного процесса.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей статье рассматриваются новые классы моделей многомерных безынерционных систем с запаздыванием в условиях недостатка априорной информации. Речь идет о многомерных дискретно-непрерывных процессах, компоненты вектора выходных переменных которых стохастически зависимы заранее неизвестным образом. Но также существуют процессы, по некоторым каналам которых априорная информация соответствует одновременно как параметрическому, так и непараметрическому типу исходных данных об исследуемом процессе. Математическое описание подобных процессов приводит к системе неявных нелинейных уравнений, одни из которых будут неизвестны, а другие известны с точностью до вектора параметров. Основное назначение модели объекта, имеющего стохастические зависимости выходных переменных, состоит в нахождении прогноза выходных переменных при известных входных. Для нахождения прогнозных значений выходных переменных по известным входным необходимо решить систему неявных нелинейных уравнений. И тут возникает странная ситуация, так как необходимо решить систему, которая на самом деле неизвестна, но могут быть лишь известны уравнения по некоторым каналам многомерной системы. Таким образом, возникает довольно нетривиальная ситуация решения системы неявных нелинейных уравнений в условиях, когда по одним каналам многомерной системы самих уравнений в обычном смысле нет, а по другим они известны с точностью до параметров. Поэтому модель объекта не может быть построена с помощью методов существующей теории идентификации в результате недостатка априорной информации. Основным содержанием настоящей работы является решение задачи идентификации при наличии частично-параметризованного дискретно-непрерывного процесса и при том, что этап параметризации не может быть преодолен без дополнительной априорной информации об исследуемом процессе. Алгоритм управления многомерными процессами с зависимыми выходными переменными представляет собой последовательную многошаговую алгоритмическую цепочку, позволяющую найти управляющее воздействие и привести объект в желаемое состояние. Вычислительные эксперименты по исследованию предлагаемых моделей и по управлению многомерными дискретно-непрерывными процессами показали достаточно удовлетворительные результаты. В статье приводятся результаты вычислительных экспериментов, иллюстрирующих эффективность предлагаемой технологии прогноза значений выходных переменных по известным входным, а также по управлению данными процессами. (Русскоязычная версия представлена по адресу https://vestnik.sibsau.ru/articles/?id=677)
Бесплатно
Непараметрические модели динамических объектов класса Гаммерштейна
Статья научная
Предлагается и исследуется алгоритм моделирования нелинейных динамических систем, представимых в виде последовательного соединения нелинейного безынерционного и линейного динамического блоков (модель Гаммерштейна). Рассматриваются системы, находящиеся в условиях частичной параметризации. В данном случае считается, что структура и параметры линейной динамической части неизвестны, а вид нелинейности известен с точностью до набора параметров. Алгоритм идентификации (моделирования на основе наблюдений входных-выходных переменных системы) основан на объединении в модели непараметрической оценки линейного элемента и оценивания параметров нелинейного элемента. Разработаны алгоритмы моделирования в случае, когда вид нелинейности представляет собой квадратор и звено насыщения. Проведены численные расчеты, показывающие, что разработанные алгоритмы успешно справляются с задачей идентификации нелинейных систем типа Гаммерштейна.
Бесплатно
Непараметрические модели и алгоритмы принятия решений
Статья научная
Рассматривается задача моделирования дискретно-непрерывных процессов в обстановке случайных факторов и различного рода неопределенностей. При необходимости моделирования организационных процессов предлагается использовать декомпозицию рассматриваемой системы в зависимости от возможности ее математической формализации. Обсуждается задача моделирования в узком и широком смыслах, а также некоторые особенности идентификации организационных процессов.
Бесплатно
Статья научная
Предложен алгоритм управления нелинейными динамическими системами с применением скользящих режимов, в которых объект управления с одним входом и одним выходом представлен конечно-разностной непараметрической моделью в пространстве состояний. Даны рекомендации по настройке и оптимизации алгоритма. Разработанный алгоритм реализован в пакете MATLAB, приведены результаты управления движением обратного маятника.
Бесплатно
Непараметрическое моделирование и управление многосвязными системами
Статья научная
Приведена схема управления многосвязным технологическим процессом. Даны общая и математическая постановки задачи управления многосвязным процессом. Построены непараметрические модели идентификации входных и выходных значений управляемого процесса. Приведены некоторые результаты численных исследований построенных моделей.
Бесплатно
Непараметрическое моделирование интеллектуальных систем при неполной информации
Статья научная
Приведена схема управления многосвязным технологическим процессом. Даны общая и математическая постановки задачи управления многосвязным процессом. Построены непараметрические модели идентификации входных и выходных значений управляемого процесса.
Бесплатно
Непараметрическое моделирование организационных систем
Статья научная
Рассматриваются некоторые задачи моделирования и управления организационными системами в условиях неопределенности. Отмечены некоторые особенности организационных процессов по сравнению с другими, происходящими на различных технических и технологических объектах. Предлагается непараметрическая модель организационных систем и алгоритмы принятия решений в условиях неполной информации.
Бесплатно
Статья научная
Исследуется формирование несоразмерного трехмерного магнитного порядка в антиферромагнетике в результате сильной корреляции между дырками и локализованными спинами. В модели решетки Кондо вычисляется спектр спиновых поляронов, волна спиновой плотности и волновой вектор структуры. Магнитная система рассматривается в адиабатическом приближении, подрешеточная намагниченность и спин-спиновые корреляционные функции представлены в приближении среднего поля. Вычисляется энергия Ферми и s-d энергия взаимодействия. Определена теплоемкость и аномалии теплоемкости, обусловленные спиновыми поляронами. Найдены аномалии на температурной зависимости проводимости и в оптической проводимости в низкоэнергетической области.
Бесплатно
Нестационарные колебания ролика, контактирующего с твердой поверхностью, при наличии смазочного слоя
Статья научная
Получено аналитическое решение задачи нестационарного гидродинамического контакта ролика с твердой поверхностью в присутствии жидкого смазочного материала. Данная задача является актуальной и важной, так как нестационарный режим в подшипниках преобладает при стартах космических аппаратов. Распределение давления вдоль смазочного слоя получено в результате интегрирования уравнения Рейнольдса с учетом как тангенциальной, так и нормальной скорости ролика относительно опорной поверхности. Интегрированием давления вдоль поверхности контакта определена нормальная сила, действующая на ролик со стороны смазочного слоя и называемая несущей способностью слоя. Показана линейная зависимость несущей способности от нормальной скорости ролика по отношению к поверхности контакта. Определен коэффициент демпфирования смазочного слоя, являющийся коэффициентом пропорциональности между усилением несущей способности и величиной нормальной скорости. Для нормальных колебаний ролика получено обыкновенное дифференциальное уравнение с малым параметром при старшей производной. Решение этого уравнения, называемого жестким, представлено в виде асимптотического разложения по сингулярному малому параметру. Получены выражения для нулевых и линейных членов разложения, содержащих как регулярные, так и погранслойные функции, затухающие с течением времени. Показано, что процесс установления характеризуется двумя временными масштабами. Первый масштаб определяет резкий рост максимума давления сразу после скачка нагрузки. Второй - отражает процесс плавной релаксации давления к стационарному значению, соответствующему возросшему значению нагрузки. Полученные результаты обосновывают важность учета нестационарных переходных процессов в узлах трения летательных аппаратов. Если при медленном (квазистационарном) возрастании нагрузки в 2 раза максимальное по слою давление испытывает примерно двукратное увеличение, то в результате аналогичного по величине, но внезапного скачка нагрузки максимальное по слою давление во время переходного процесса кратковременно возрастает более чем на порядок. Такой значительный и резкий скачок давления в смазочном слое может критически отразиться на ресурсе всего узла трения.
Бесплатно
Нечеткие гибридные системы для обработки информации
Статья научная
Описывается разработанная гибридная система обработки информации. Рассматриваются выявленные на базе кластерного анализа особенности научных текстов, которые используются при разработке нечетких нейронных сетей для анализа текстов. Описывается нечеткая гибридная система анализа научных текстов и результаты ее испытаний.
Бесплатно
Нечеткий регулятор скорости в частотно-управляемом асинхронном электроприводе
Статья научная
Приводится пример использования нечетких регуляторов для стабилизации скорости асинхронного электропривода. Результаты исследований показаны в сравнении с традиционными регуляторами. Исследования подтверждаются статическими и динамическими характеристиками.
Бесплатно
Неэргодичность математической модели компьютерной сети случайного доступа
Статья научная
Рассмотрена математическая модель компьютерной сети случайного доступа с конфликтами заявок, при возникновении которых обе заявки переходят в источник повторных вызовов. Для процесса изменения состояний системы построена вложенная цепь Маркова. Сформулирована теорема о неэргодичности цепи Маркова, что доказывает неустойчивость функционирования рассматриваемой компьютерной сети связи, управляемой протоколом случайного множественного доступа.
Бесплатно
Статья научная
Отражены исследования особенностей течения в области радиальных зазоров рабочих колес осевых компрессоров. Результаты исследований позволили провести разработку способа управления течением рабочего тела в этой области.
Бесплатно
Новые возможности повышения конкурентоспособности российских гражданских самолетов
Статья научная
Рассматриваются основные феномены и тенденции конъюнктуры рынка гражданских воздушных судов российского производства. Раскрывается специфика конкурирования и предлагаются меры, обеспечивающие конкурентные доминирование, паритетность и субпаритетность.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены альтернативные методы сжатия (компрессии) мультимедийной информации. Произведен сравнительный анализ уже существующих кодеков и алгоритмов с предложенными алгоритмами сжатия и восстановления информации в современных радиосетях.
Бесплатно
