Математика, механика, информатика. Рубрика в журнале - Сибирский аэрокосмический журнал
Алгоритм захвата манипулятором объекта в неизвестной статической среде
Статья обзорная
Рассматривается алгоритм управления п-звенным манипуляционным роботом (МР) в среде с неизвестными статическими препятствиями. Доказывается теорема, утверждающая, что, двигаясь по данному алгоритму, МР за конечное число шагов либо захватит объект, либо выдаст обоснованный ответ о том, что объект не может быть захвачен ни в одной из конфигураций.
Бесплатно
Алгоритм идентификации систем класса Винера
Статья научная
Рассмотрена задача идентификации нелинейных динамических систем класса Винера в условиях неполной информации. В настоящее время широко известны параметрические методы идентификации подобных систем, которые часто имеют дискретно-непрерывный характер. Обычно при параметрической постановке задачи идентификации класс уравнений, описывающий динамический процесс, известен с точностью до вектора параметров. Следующий этап - это оценка параметров по наблюдениям входных-выходных переменных процесса. При этом важно отметить, что выбор параметрической структуры модели исследуемого объекта оказывается чрезвычайно важным. Неточности модели, возникающие при некоторых погрешностях на стадии ее параметрического выбора или определения, не удается устранить при оценке параметров. А значит, модель будет в том или ином смысле, достаточно грубой. В настоящей статье линейный элемент модели Винера не известен с точностью до параметров, что соответствует уровню непараметрической неопределенности. В качестве нелинейного элемента модели принимается та или иная параметрическая структура. Конкретно рассматривается случай, когда параметрический блок представлен в виде квадратора и звена с насыщением. Таким образом, задача идентификации стохастических объектов класса Винера рассматривается в условиях частичной непараметрической неопределенности. 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. Следует обратить особое внимание на то, что при идентификации нелинейной динамической системы класса Винера контролю подлежат только входные и выходные переменные. Подобная ситуация типична при изготовлении не только космических аппаратов, но и многих их блоков и элементов. Кроме того, рассматриваемые модели оказываются полезными при создании компьютерных систем технической диагностики при виброиспытании космических аппаратов (КА) по каналу: «вибросигнал - сигнал датчика, установленный на КА». Проведено численное исследование предложенных алгоритмов, рассматривались модели систем класса Винера 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
Статья научная
Построены явная двухстадийная схема типа Рунге-Кутта первого порядка с расширенной областью устойчивости и L-устойчивый (m, k)-метод второго порядка точности. Разработан алгоритм переменного порядка и шага, в котором выбор наиболее эффективной численной схемы осуществляется на каждом шаге с применением неравенства для контроля устойчивости. Приведены результаты расчетов, подтверждающие эффективность алгоритма при расчетах с точностью 1 % и ниже.
Бесплатно
Алгоритм оценки релевантности представлений для материализации в специализированном хранилище данных
Статья научная
Рассмотрено проектирование специализированных хранилищ данных при отсутствии статистической информации о работе базы данных. Предложен алгоритм оценки релевантности представлений на основе данных предметной области, который позволяет принимать решение о включении в схему хранилища агрегированных данных. Алгоритм предназначен для уменьшения субъективности проектировщиков при создании эффективной первоначальной модели данных хранилища.
Бесплатно
Алгоритм параметризации для модели Ваганова-Шашкина формирования годичных колец древесных растений
Статья научная
Для имитационной модели Ваганова-Шашкина формирования годичных колец древесных растений предложен алгоритм решения проблемы параметризации данной модели в случаях, когда доступна моделируемая сущность. Алгоритм реализован в виде dll-библиотеки (или mex-файла), апробирован на обширном материале. Введено понятие критерия отличия моделируемой древесно-кольцевой хронологии от ее модели. Предложены два новых критерия отличия.
Бесплатно
Алгоритм перемещения манипуляционного робота в среде с неизвестными препятствиями
Статья научная
Рассматривается алгоритм управления n-звенным манипуляционным роботом (МР) в среде с неизвестными статическими препятствиями. Доказывается теорема, утверждающая, что, двигаясь по данному алгоритму, МР за конечное число шагов либо достигнет целевой конфигурации, либо выдаст обоснованный ответ о том, что целевая конфигурация не может быть достигнута. Приводятся следствия из теоремы, способствующие лучшему функционированию МР в неизвестной среде.
Бесплатно
Алгоритм разделения ячеек для планирования пути манипуляционного робота
Статья научная
Используется известный подход к управлению манипуляционными роботами в неизвестной среде, который сводится к решению конечного числа задач планирования пути в известной среде. Для планирования пути в среде с известными запрещенными состояниями применяется алгоритм разделения ячеек, пригодный для n-мерного пространства обобщенных координат. Представлены результаты программной реализации алгоритмов.
Бесплатно
Статья научная
Предложен алгоритм для распознавания жестов руки человека на видеопоследовательности в режиме реального времени, основанный на принципах цветовой кластеризации объектов, нахождения межэлементной разницы для видеопоследовательностей и контурного анализа. Решены задачи локализации, выделения ключевых признаков и распознавания жестов. Предложенный метод не требует длительного обучения классификаторов по массивам изображений жестов. Домен распознаваемых объектов задается параметрически на этапе первоначальной настройки алгоритма. Разработано специализированное программное обеспечение для экспериментального анализа ключевых показателей эффективности предложенного алгоритма. Показаны результаты оценки производительности метода и устойчивости распознавания. На основе полученных экспериментальных данных показана применимость алгоритма для распознавания жестов руки человека в режиме реального времени и возможность реализации на различных платформах вычислительной техники, что позволяет его использовать, прежде всего, в ракетно-космической отрасли для построения эффективных систем управления на основе жестовых интерфейсов.
Бесплатно
Алгоритм расчета годографа для среды, содержащей слой с линейной зависимостью скорости от глубины
Статья научная
Рассматривается алгоритм расчета годографа рефрагированной и головной волн в заданной модели среды. Дано подробное обоснование используемых аналитических решений, вытекающих из общей постановки прямой кинематической задачи сейсмики в лучевом приближении. Предполагается использование алгоритма в задачах гипоцентрии.
Бесплатно
Статья научная
Расчет прогнозируемого трафика имеет решающее значение на этапе проектирования каналов внутреннего межкомпонентного взаимодействия в распределенных системах обработки и хранения информации. Рассматривается использование закона распределения случайных величин Парето, являющегося основой алгоритма расчета необходимой пропускной способности таких каналов. Предложен поправочный коэффициент, универсализирующий полученные результаты.
Бесплатно
Алгоритм стабилизации видеопоследовательности, основанный на построении нечеткой модели движения
Статья научная
Рассмотрены этапы алгоритма стабилизации видеопоследовательности. Предложен алгоритм построения нечеткой модели для оценки достоверности локальных векторов движения. Представлен алгоритм низкочастотной фильтрации с адаптивной подстройкой фактора стабилизации для расчета сглаживающего вектора. Выполнена оценка качества работы алгоритма стабилизации в сравнении с другими известными системами.
Бесплатно
Алгоритм формирования производственных расписаний в условиях риска и неопределенности
Статья научная
Предлагается алгоритм формирования оперативно-производственных планов с учетом рисков (брак, недопоставка) и неопределенности (продолжительность выполнения работ), основанный на циклической альтернативной сетевой модели, позволяющий определить минимально возможный срок завершения производственной программы.
Бесплатно
Статья научная
Предлагается алгоритм оценки качества сжатого изображения с использованием метода нечеткой классификации объектов на основе гипотезы l-компактности, что позволит приблизить автоматическую оценку качества изображения к экспертной.
Бесплатно
Алгоритмизация детерминированных моделей технологических циклов автоматизированных систем управления
Статья научная
Рассматриваются задачи оптимизации систем управления посредством методологий системного и сетевого анализа. Показано, что существующий метод анализа и коррекции детерминированной модели технологического цикла автоматизированной системы управления нацелен на получение оптимальных значений компонентов вектора временной развертки с учетом вектора реализации, а также на определение продолжительности полного технологического цикла управления. Поскольку описание технологического цикла управления не зависит от типа комплекса управления, имеется начальное значение вектора временной развертки для графа технологического цикла управления. Каждый компонент вектора временной развертки ti соответствует времени задействования компонента структуры вычислительной системы для решения задачи, находящейся в i-й вершине графа. Вектор временной развертки полностью определяет информационное взаимодействие между структурными компонентами сети. Также используется вектор реализации, где hj является временем выполнения задачи обработки информации и управления технологического цикла управления, находящейся в начале j-й дуги, и задается структурой вычислительной системы. При анализе реализуемости технологического цикла управления необходимо установить возможность реализации вектора временной развертки на вычислительной системе с заданной структурой при заданном векторе h. Для реализации технологического цикла управления на заданной структуре вычислительной системы с заданным вектором временной развертки t необходимо и достаточно выполнение следующего условия: если из i-й вершины графа технологического цикла управления выходит j-я дуга, входящая в n-ю вершину, то разница tn- ti должна быть не меньше, чем время выполнения задачи в i-й вершине. Данный корректирующий алгоритм имеет смысл при выполнении условия неотрицательности, условия завершения, условия логической последовательности. Для критериальной оценки результатов оптимизации - минимизации времени управления путем сокращения холостых временных «окон», предложен и реализован алгоритм Дейкстры. Данный алгоритм адаптирован применительно к графу технологического цикла управления в части терминологической интерпретации: введен новый термин «временной путь», характеризующий продолжительность маршрутов управления на участках информационной карты.
Бесплатно
Алгоритмы оптимизации набора кредитных заявок
Статья научная
Рассмотрена задача нахождения оптимального набора кредитных заявок при управлении формированием кредитного портфеля банка. В качестве алгоритмов решения задачи предложены алгоритм полного перебора и алгоритм муравьиных колоний.
Бесплатно
Алгоритмы пространственно-временной коррекции видеопоследовательностей в задачах стереовидения
Статья научная
Приведен метод пространственно-временной коррекции видеопоследовательностей в задачах стереовидения. Рассмотрен алгоритм оценки движения и получения интерполяционных кадров в видеопоследовательностях. Приведен алгоритм совмещения видеопоследовательностей для построения стереовидеопоследовательности. Представлены результаты тестирования методов интерполяции и совмещения видеопоследовательностей.
Бесплатно
Алгоритмы расчета комплексных показателей в динамических структурах представления данных
Статья обзорная
Описываются алгоритмы расчета комплексных показателей на множестве фактографических данных, представленных в динамических структурах с применением теории графов.
Бесплатно
Алгоритмы символьных вычислений на основе корневых деревьев для оценки возможностей управления
Статья научная
Представлены методы и алгоритмы для оценки возможностей управления, в которые входит определение возможности приведения управляемой системы в заданную точку y * фазового пространства. Для этого вычисляются границы множества достижимости управляемой системы - множества точек фазового про- странства, в которые возможно сдвигаться вдоль траектории управляемой системы, и проверяется включе- ние точки y * во множество достижимости. Подобные задачи часто встречаются на практике, например, при оценке маневренных возможностей летательных аппаратов. Оценки маневренных возможностей должны быть достаточно точными и реализуемыми за малое время. Описанные алгоритмы основаны на символьных формах представления решений. При реализации этих алгоритмов подвергаются обработке, а также хранят- ся числовые данные и символьные данные. Для оценки областей значений выражений, построенных формула- ми, исследуются структуры символьных данных, включающие формальные линейные комбинации корневых помеченных деревьев. Операции над корневыми помеченными поддеревьями выполняются при вложении структуры данных в ассоциативный набор данных. Возможны сокращения членов символьных формул, если неперестановочные операторы записываются через перестановочные операторы. Такие алгоритмы умень- шают время вычисления операторов, в которых присутствуют производные, часто экспоненциально. Приво- дятся примеры применения этих методов. Среди этих примеров можно отметить оценки для модели управ- ления «машина Дуббинса», представляющей систему обыкновенных дифференциальных уравнений 3-го порядка и описывающей движение беспилотного летательного аппарата (БПЛА). Поскольку скорости полета нахо- дятся в интервале 30-65 км/ч, который типичен для БПЛА, а скорость ветра на высоте 30-200 м над уровнем земли почти всегда превышает 18 км/ч, то БПЛА должны эффективно маневрировать в воздушном потоке. Вводя параметризацию кривой длинной дуги, постановка этой задачи формулируется геометрически. Это позволяет исследовать границы множеств достижимости в каждый момент времени. Анализ структуры множеств достижимости дает полезную информацию для оценки возможностей управления.
Бесплатно
Алгоритмы формирования интегральной OLAP-модели предметной области
Статья научная
Описаны алгоритмы составления интегральной OLAP-модели на основе поиска кубических понятий и состава концептуальной решетки OLAP-кубов. Предлагаемые алгоритмы дополняются для интегральной OLAP-модели научной деятельности организации.
Бесплатно
Анализ асимптотических свойств многомерной непараметрической регрессии
Статья научная
Исследуются асимптотические свойства многомерной непараметрической регрессии, синтез которой основан на оценках плотности вероятности Розенблатта-Парзена. Устанавливается их количественная зависимость от вида ядерной функции и особенности исходных статистических данных.
Бесплатно
