Содержание № 1, 2020 г.

Аннотация. В рамках синтеза системы слежения для беспилотного летательного аппарата (БПЛА) при действии внешних неконтролируемых возмущений и неполных измерениях вектора состояния разработаны процедуры синтеза наблюдателей состояния и возмущений пониженного порядка нового типа, которые не требуют построения динамических моделей внешних воздействий. Подсистема наблюдения включает в себя двух наблюдателей состояния. Один из них дает оценки скоростей по измерениям координат центра масс БПЛА. Другой наблюдатель по измерениям ошибок слежения дает оценки смешанных переменных (функций от переменных состояния, внешних воздействий и их производных), по которым непосредственно формируется обратная связь. Отмечено, что реализация разработанных алгоритмов, не требующих перенастройки при изменении внешних воздействий, повысит функциональность системы управления БПЛА и ее надежность при отказе измерительных устройств. Эффективность предложенного подхода к синтезу следящей системы подтверждена результатами численного моделирования. Приведены результаты сравнительного анализа замкнутых систем со статической обратной связью (в предположении, что все внутренние и внешние переменные измеряются) и с динамической обратной связью с помощью двух подходов к решению задачи оценивания при действии внешних возмущений: наблюдателей с большими коэффициентами и с кусочно-линейными, ограниченными корректирующими воздействиями. Показано, что, несмотря на более простую настройку, в системах с линейными обратными связями целесообразно применять наблюдатели второго типа, а наблюдатели с большими коэффициентами будут востребованы в системах с заведомо ограниченным управлением.

Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, слежение, блочный подход, наблюдатель состояний и возмущений, большие коэффициенты, кусочно-линейные функции.

Аннотация. Отмечено, что усовершенствованное управление технологическими процессами (ТП) включает в себя широкий спектр математических методов и программно-алгоритмических средств, применение которых позволяет повысить рентабельность производства благодаря более эффективной компенсации внешних воздействий на ТП, автоматическому подбору и поддержанию оптимального режима. Указано, что управление многосвязными объектами на основе прогнозирующей модели ТП – магистральное направление усовершенствованного управления на протяжении последних 30-ти лет. Исследована робастность алгоритмов с прогнозирующей моделью по отношению к точности принятой модели. Под «робастностью» понимается возможность достижения цели управления в условиях неопределенности. Сформирован критерий применимости управления, позволяющий судить о правильности работы алгоритма управления. В выполненном исследовании модель задана в виде передаточной функции линейного объекта c запаздыванием. Определены граничные условия для параметров передаточной функции, нарушение которых приводит к дестабилизации объекта управления либо недостаточно быстрому достижению цели управления. Приведены результаты численного расчета трехмерных областей параметров модели, внутри которых обеспечивается выполнение критерия применимости управления. Даны границы актуальности полученных результатов.

Ключевые слова: усовершенствованное управление технологическим процессом, управление на основе прогнозирующей модели, робастность алгоритма усовершенствованного управления, прогнозирующая модель, передаточная функция линейного объекта, устойчивость объекта управления, критерий применимости управления, область робастности. 

Аннотация. Рассмотрены задачи построения оптимальных механизмов управления системой связанных между собой агентов в условиях неполной информированности управляющего органа (центра) о параметрах агентов. Связи агентов этой системы представлены в виде ориентированного графа, не содержащего контуров. Агенты имеют собственные цели и передают центру информацию о своих параметрах, которую они могут намеренно искажать, если им это выгодно. Центр управляет поведением агентов. Поведение агентов заключается в сообщении центру информации о своих параметрах и выборе своих состояний. От выбранного каким-либо агентом состояния зависят возможности выбора состояний последующих агентов. Структура предшествования агентов определяется заданным ориентированным графом. Управление центра заключается в выборе механизма, включающего в свой состав процедуры планирования в виде функций, зависящих от полученной от агентов информации, и системы стимулирования. Система стимулирования состоит из функций штрафов за отклонение состояния агента от плана и функций по ощрения агентов за выбор состояния. Построены оптимальные механизмы, при которых агенты не заинтересованы манипулировать сообщаемой центру информацией и реализацией планов. Определены условия согласования, обеспечивающие такое поведение агентов без уменьшения оптимального значения целевой функции центра. Результаты исследования могут применяться для управления реализацией сложных проектов или сборочных производств.

Ключевые слова: иерархия, сетевая структура, разработка механизма, оптимизация, согласование, равновесие, устойчивость, неманипулируемость.

Аннотация. Рассмотрены постановка и вопросы решения задач согласованного управления многоэлементными динамическими организационными/активными системами (ОС) с ограничениями на совместную деятельность их элементов в виде технологических сетей. Рассмотрена ОС, состоящая из одного центра и множества подчинённых ему агентов. Доказаны утверждения о том, что для любой допустимой траектории результатов может быть построена согласованная компенсаторная система стимулирования, которая реализует (как равновесие в доминантных стратегиях) траекторию действий агентов, приводящих к требуемой траектории результатов; декомпозирует задачу управления по агентам и по периодам времени; гарантированно обеспечивает (по всем возможным дальновидностям агентов) минимальные затраты управляющего органа (центра) на реализацию данной траектории результатов. Показано, что в таких системах стимулирования размеры платежей зависят только от соответствующих значений функций затрат, которые, в свою очередь, косвенно учитывают технологические функции, структуру сетей и структуру ОС в целом. Поставлена задача оптимального планирования и указан алгоритм её решения.

Ключевые слова: стимулирование, многоуровневые динамические активные системы, согласованное управление.

Аннотация. Отмечено, что практические задачи принятия решений часто предполагают учет не полностью выявленных предпочтений, а также неопределенных факторов. Известные подходы к анализу таких задач основаны на введении количественных вероятностей и применении функции полезности. Однако это требует получения достаточно сложной и потому ненадежной и не всегда доступной информации. В настоящей статье предложены методы анализа решений в условиях неопределенности, для реализации которых не требуются функции полезности и количественные вероятности. Они основаны на идеях и результатах теории важности критериев в многокритериальных задачах принятия решений в условиях определенности. Учитываются качественная вероятность и порождаемые ею частичные отношения предпочтения и безразличия на множестве стратегий. Рассмотрены вычислительные методы построения таких отношений. Приведены расчетные примеры.

Ключевые слова: принятие решений в условиях неопределенности, неполная информация о предпочтениях и неопределенных факторах, отношения предпочтения, качественная вероятность.

Аннотация. Рассмотрены и решены основные проблемы, связанные с эффективной реализацией технологических процессов в машиностроении в условиях неопределенности. Предложен интегральный критерий оценки эффективности текущего состояния технологических процессов, позволяющий свести решение многокритериальной задачи выбора эффективных управляющих воздействий к однокритериальной оптимизационной задаче при наличии как максимизируемых, так и минимизируемых показателей эффективности. Приведен способ, основанный на применении нечеткой логики для обработки экспертных данных, позволяющий сформировать в виде графика лингвистической функции многофакторную аналитическую зависимость между показателями эффективности реализуемого технологического процесса и параметрами состояния, обеспечивающими требуемое его течение в изменяющихся условиях функционирования. Разработан метод выбора на альтернативной основе наиболее эффективных управляющих воздействий при возникновении проблемных ситуаций в процессе реализации сложного технологического процесса в результате влияния на него различных возмущающих факторов окружающей среды. Принятие решений в предложенном методе выбора базируется на композиции соответствий, позволяющих установить закономерную связь между возмущающими факторами нестабильной окружающей среды и управляющими воздействиями, обеспечивающими эффективное течение сложного технологического процесса. В целом получены инструментальные средства управления по отклонению и возмущению, позволяющие обеспечить эффективную реализацию сложных технологических процессов механической обработки деталей в машиностроении в нестабильных условиях окружающей среды.

Ключевые слова: технологический процесс, показатели эффективности, возмущающие факторы, параметры управления, эффективные управления.

Аннотация. Рассмотрено планирование оптимального маршрута движения подвижного объекта в задаче уклонения от обнаружения одиночным сенсором на плоскости на постоянной скорости с целью минимизации интегрального уровня полезного сигнала, приходящего на наблюдателя. Показано, что различные механизмы обнаружения подвижного объекта могут быть приведены к общей математической формализации, а именно к исследованию задачи обнаружения по различным типам сигнала и малом отношении сигнал/помеха. В результате исследования решение двухточечной вариационной задачи с интегральным ограничением сведена к решению трех типов систем алгебраических интегральных уравнений, в которые входят нормальные эллиптические интегралы Лежандра первого и второго рода, а тип системы определяется различными начальными условиями и значениями интегрального ограничения. Для каждой из систем, описанных в работе, реализована численная процедура ее решения.

Ключевые слова: поиск подвижного объекта, планирование маршрута движения, оптимальный закон уклонения от обнаружения.