Содержание № 3, 2022

Аннотация. В качестве объекта управления выступает однозвенный манипулятор, эластично сочлененный с двигателем постоянного тока и функционирующий в условиях неопределенности и неполных измерений переменных состояния. Поставлена задача синтеза разрывного закона управления в форме обратной связи, обеспечивающего отслеживание заданного сигнала угловым положением манипулятора. Особенности объекта таковы: угловое положение и скорость манипулятора недоступны для измерений, датчики расположены только на приводе; параметрические и внешние возмущения, воздействующие на манипулятор, являются негладкими и не могут быть непосредственно подавлены с помощью управления, воздействующего на исполнительное устройство. Для решения поставленной задачи применяется блочный подход, в рамках которого разработана декомпозиционная процедура синтеза нелинейных локальных связей, обеспечивающих инвариантность регулируемой переменной по отношению к неопределенностям, не согласованным с управляющим воздействием. Для оценивания углового положения и скорости манипулятора, необходимых для синтеза обратной связи, разработан редуцированный наблюдатель состояния. Для оценивания значений переменных состояния в этом наблюдателе реализован принцип восстановления внешних возмущений по их воздействию на объект управления, не требующий построения динамической модели внешних воздействий. И в задаче управления, и в задаче наблюдения были использованы S-образные ограниченные непрерывные локальные связи – гладкие (сигмоидальные) и негладкие (кусочно-линейные) соответственно, которые подавляли ограниченные возмущения, действующие с ними по одному каналу. Разработанные алгоритмы не требуют идентификации в реальном времени параметрических и внешних возмущений, но обеспечивают стабилизацию ошибок наблюдения и слежения с некоторой точностью. Эффективность разработанной динамической обратной связи подтверждена результатами численного моделирования.

Ключевые слова: электромеханическая система, слежение, инвариантность, блочный подход, редуцированный наблюдатель состояния, S-образные функции.

Англоязычная версия статьи

Москвичев В.В., Постникова У.С., Тасейко О.В. Управление техногенной безопасностью на основе риск-ориентированного подхода (с. 16-28)

Аннотация. Предложен алгоритм принятия управленческих решений на основе разработанной методики оценки рисков с применением методов многомерного статистического анализа. Предложенная методика позволяет получить расчетные значения приемлемого уровня риска, которые могут быть использованы при разработке нормативных документов. Алгоритм принятия решений интегрирован в информационную систему территориального управления рисками и безопасностью. В качестве объекта исследования выбраны промышленные агломерации Сибири, для которых были проанализированы основные виды техногенных опасностей. Для получения количественной оценки комплексного техногенного территориального риска использовались данные о числе техногенных опасных событий, чрезвычайных ситуациях и гибели людей из официальной базы данных МЧС России. В результате анализа факторов риска было определено, что основная техногенная нагрузка на рассматриваемых территориальных образованиях связана с пожаровзрывоопасными событиями. Решение обратной задачи позволило выявить необходимость выработки мер в отношении факторов риска для достижения его приемлемого уровня. Задача минимизации комплексного техногенного территориального риска связана с двухкритериальной задачей управления: необходимо минимизировать количество летальных исходов и сумму ущерба. Для решения указанной задачи по результатам применения рассматриваемого подхода комплексной оценки рисков предложены превентивные мероприятия по повышению безопасности территории.

Ключевые слова: социально-природно-техногенная система, территориальный риск, управление.

Англоязычная версия статьи

Угольницкий Г.А. Методика сравнительного анализа эффективности способов организации активных агентов и методов управления (с. 29-39)

Ключевые слова: методы управления и распределения дохода, неэффективность равновесий, способы организации активных агентов.

Англоязычная версия статьи

Информационные технологии в управлении

Промыслов В.Г., Семенков К.В., Менгазетдинов Н.Э. Исследование методов аутентификации операторов в промышленных системах управления (с. 40-54)

Аннотация. Рассматривается проблема аутентификации операторов в автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУ ТП) промышленными объектами критической информационной инфраструктуры на примере АСУ ТП атомных электростанций (АЭС). Проведен обзор применяемых в информационных системах общего назначения методов аутентификации – парольного, токена и биометрических – и анализируется их применимость для типовых условий работы оператора АСУ ТП. Анализ включает как экспериментальное тестирование парольного и биометрического методов аутентификации, так и экспертную оценку преимуществ и недостатков методов аутентификации в АСУ ТП. В ходе тестирования все исследуемые методы показали несколько худшие значения ошибок первого рода по сравнению с характеристиками, известными из доступных источников. Наилучшие результаты показал метод биометрической аутентификации по овалу лица. Однако и для него процент ошибок первого рода значителен, что может повлиять на доступность функции управления для легитимного пользователя. Сделан вывод о перспективности реализации в АСУ ТП многофакторной аутентификации на основе токена или парольной защиты в качестве блокирующего метода аутентификации с дополнительным биометрическим методом аутентификации по овалу лица с неблокирующей политикой безопасности.

Ключевые слова: аутентификация, биометрия, токен, пароль, АСУ ТП, оператор.

Англоязычная версия статьи

Стецюра Г.Г. Способ ускорения децентрализованного управления одновременным запуском действий в распределенной группе автоматических устройств с включением ретранслятора (с. 55-64)*

Аннотация. Предлагается способ ускорения децентрализованных процессов синхронизации для распределенного управления группой стационарных или мобильных автоматических объектов, позволяющий объектам в заранее неизвестный момент одновременно переходить в заданные состояния. Действия объектов зависят от их текущего состояния и внешней среды и должны начаться согласованно во времени с как можно меньшей задержкой после обнаружения всеми объектами возможности их выполнения. Такими объектами могут быть компьютеры вычислительного кластера, распределенные средства обработки данных в суперкомпьютерах, мобильные роботы, исполнительные механизмы, действующие на внешнюю среду. Синхронизация произвольно расположенных источников исполнительных команд и их приемников осуществляется путем обмена сигналами и сообщениями между объектами через посредника, в качестве которого выступает ретранслятор сигналов. Используются средства точного измерения временных интервалов передачи сигналов между каждым объектом и ретранслятором. Для ускорения процессов синхронизации применяются групповые операции, обладающие следующими общими свойствами. В них одновременно участвует большое количество объектов. Данные, которые они доставляют в сообщениях, используются в операциях одновременно. Обработка данных происходит в процессе их передачи, без увеличения этого времени. Операции выполняются сетевыми устройствами объектов и не содержащим вычислительных средств общим сетевым устройством – ретранслятором.

Ключевые слова: одновременный запуск групповых операций, децентрализованное управление, синхронизация движущихся объектов, быстрые распределенные внутрисетевые вычисления, многослойная синхронизация.

Англоязычная версия статьи