Обзоры

Шевченко А.В., Мещеряков Р.В., Мигачев А.Н. Обзор состояния мирового рынка робототехники для сельского хозяйства. Ч. 2. Беспилотные летательные аппараты и роботизированные фермы (с. 3-10)

Аннотация. Представлен обзор мирового рынка беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в части их применения в сельском хозяйстве. Описаны основные задачи сельского хозяйства, которые могут быть решены посредством БПЛА. Сделаны выводы о преимуществе БПЛА в сравнении со спутниками и малой авиацией. Приведены разработки основных игроков рынка БПЛА с кратким описанием технических характеристик аппаратов и технологий их работы. Представлен мировой опыт применения БПЛА в скотоводстве, растениеводстве (в том числе для борьбы с вредителями и внесения химикатов). Выделены основные преимущества и перспективы применения БПЛА в сельском хозяйстве. Дан обзор такого направления робототехники, как робофермы. Описаны технологии полной роботизации ферм и представлены к рассмотрению существующие мировые проекты городских ферм и робоферм. Рассмотрены преимущества и недостатки данных технологий. Сделаны выводы об эффективности и перспективности внедрения технологий БПЛА и робоферм в сельское хозяйство.

Ключевые слова: БПЛА, робоферма, сельское хозяйство, рынок робототехники.

 Анализ и синтез систем управления

Честнов В.Н., Александров В.А., Резков И.Г.  Синтез одномерных дискретных регуляторов по инженерным критериям качества на основе модального управления (с. 11-21)

Аннотация. Рассмотрен линейный дискретный минимально-фазовый объект с одним управляющим входом, одним измеряемым выходом и неизмеряемым внешним возмущением. Поставлена задача синтеза дискретного регулятора по выходу, обеспечивающего заданные инженерные показатели качества: ошибку регулирования, время регулирования, радиус запасов устойчивости. Получены аналитические формулы, позволяющие связать инженерные показатели качества с желаемыми корнями характеристического полинома замкнутой системы в задаче модального управления при выборе вещественных неотрицательных корней. При этом заданные ошибка и время регулирования приводят к ограничениям максимального по модулю значения желаемых корней, в то время как значения желаемых корней, обеспечивающие заданный радиус запасов устойчивости, могут не удовлетворять этим ограничениям, и заданные значения показателей качества должны быть пересмотрены. Приведены примеры, иллюстрирующие эффективность предлагаемого подхода.

Ключевые слова: линейная дискретная система, модальное управление, ошибка регулирования, время регулирования, радиус запасов устойчивости.

Хожаев И.В., Гайворонский С.А., Езангина Т.А. Адаптивно-робастная стабилизация корневых показателей качества интервальных систем на основе метода доминирующих полюсов (с. 22-31)

Аннотация. Рассмотрена задача разработки методов синтеза линейных адаптивно-робастных регуляторов пониженного порядка, позволяющих в системах с интервально-неопределенными параметрами обеспечить постоянные значения корневых показателей качества управления. Для стабилизации динамических свойств системы предложено располагать области локализации ее полюсов по принципу доминирования. Размещение доминирующих полюсов в заданных точках комплексной плоскости обеспечено подстройкой части параметров регулятора, а уменьшение влияния остальных полюсов на динамические свойства системы достигнуто выбором постоянных значений остальных параметров регулятора. Предложены методики синтеза регуляторов, сочетающие в себе достоинства адаптивного и робастного подходов к управлению системами с интервальными параметрами. Отмечено, для применения предложенных методик необходима линейная модель системы в виде характеристического полинома с интервальными коэффициентами, а для подстройки параметров регулятора необходимы оценки текущих значений интервальных параметров.

Ключевые слова: адаптивное управление, робастное управление, интервальные параметры, параметрическая неопределенность, синтез, имитационное моделирование.

 Управление в социально-экономических системах

Широкий А.А.  Применимость базовых механизмов организационного управления на различных этапах комплексной деятельности (с. 32-40)

Аннотация. Исследована применимость известных механизмов управления организационными системами для управления комплексной деятельностью (КД). Для этого экспертно установлено соответствие между различными механизмами управления и теми фазами, стадиями и этапами КД, на которых они могут и/или должны применяться, проанализирована полнота множества существующих механизмов управления. Отмечено, что такая систематизация позволяет при управлении той или иной конкретной деятельностью оперативно выбирать и применять адекватные механизмы управления. Сделан вывод о том, что механизмы организационного управления в целом могут и должны применяться для управления КД. Указано, что КД включает в себя организации в виде субъектов деятельности и относится к более широкому классу объектов, поэтому набор инструментов управления КД известными механизмами управления организациями не исчерпывается – продвинутые этапы КД, относящиеся к конкретизации деятельности, покрыты механизмами существенно лучше, чем начальные, где осуществляется проектирование деятельности.

Ключевые слова: комплексная деятельность, этапы комплексной деятельности, механизмы управления.

 Информационные технологии в управлении

Соломатин А.Н. Метод связанных проекций и его применение для визуализации многомерных данных (с. 41-51)

Аннотация. Предложен метод связанных проекций, обеспечивающий визуализацию на плоскости многомерных данных в виде геометрических объектов – многоугольников и ломаных. К стандартным средствам визуализации многомерных данных добавлен еще один новый – введение неоднородности плоскости визуализации. Модель связанных проекций состоит из квадрантов одного размера, соединенных особым образом. Двумерные проекции многомерной точки, находящиеся в каждом квадранте, соединяются между собой, образуя многоугольники либо ломаные. Дан анализ существующих методов визуализации многомерных данных и приведен набор правил построения моделей связанных проекций. Исследованы некоторые количественные и алгебраические свойства введенных геометрических объектов. Перечислены основные достоинства метода и особенности его компьютерной реализации. Приведены особенности применения метода для визуализации многомерных матричных моделей при стратегическом планировании и визуализации многокритериальных альтернатив при решении задач многокритериальной оптимизации.

Ключевые слова: визуализация многомерных данных, метод связанных проекций, многоугольники и ломаные, стратегическое управление регионом, матричные модели, многокритериальная оптимизация.

 Управление техническими системами и технологическими процессами

Зак Ю.А. Двухстадийные задачи планирования для поточной линии (с. 52-62)

Аннотация. Сформулирована задача построения расписаний двухстадийной обработки множества изделий на двух расположенных в последовательную цепочку системах машин в одной и той же и одинаковой для всех изделий последовательности. Число машин на каждой стадии обработки может быть различным. Ни одна из выполняемых операций не допускает прерываний в процессе ее выполнения. Учтены также потери времени на постобработку после завершения первой стадии изготовления. В качестве критерия оптимальности рассмотрено выполнение всего комплекса работ в кратчайшие сроки. Получены оценки нижней границы оптимальной последовательности обработки изделий, обеспечивающие выполнение всех работ на двух стадиях обработки в кратчайшие сроки. Предложены алгоритмы точного и приближенного решения задачи методами ветвей и границ и динамического программирования, а также эвристический алгоритм полиномиальной сложности получения приближенных решений. Алгоритмы решения проиллюстрированы на числовом примере. Полученные результаты могут найти широкое применение в системах календарного планирования работы производственных участков и цехов машиностроительного и приборостроительного производства, а также в процессах деревообработки, электронной и легкой промышленности.

Ключевые слова: двухстадийные расписания, flow-shop-problem, оптимальные последовательности, метод ветвей и границ, динамическое программирование, эвристический алгоритм.

 Управление подвижными объектами и навигация

Кулида Е.Л., Лебедев В.Г., Егоров Н.А. Исследование эффективности алгоритма оптимизации потока воздушных судов на посадку (с. 63-69)

Аннотация. Рассмотрена задача оптимизации последовательности приземления воздушных судов. Представлены формальная постановка задачи формирования оптимальной очереди воздушных судов на посадку, основные ограничения и целевые функции. С целью получения решения в режиме реального времени проиллюстрированы способы оптимизации исходной последовательности и предложен эвристический алгоритм приближенного решения задачи. В качестве исходной последовательности для работы алгоритма выбрана последовательность, при которой воздушные суда приземляются в порядке прибытия. В процессе применения алгоритма исходное решение, соответствующее исходной последовательности, не может быть ухудшено. Проведены вычислительные эксперименты с целью исследования эффективности предложенного алгоритма. Сравнены времена счета и качество исходного решения, эвристического решения, полученного при помощи предлагаемого эвристического алгоритма, и оптимального решения, полученного при помощи стандартного пакета CPLEX. Отмечено, что для задачи большой размерности (при большом числе воздушных судов) оптимальное решение получить не удается, поэтому эвристическое решение сравнивалось с исходным. Тесты для интенсивных потоков воздушных судов генерировались случайным образом. Предложенный алгоритм позволил за приемлемое время получать решения задачи либо оптимальные (30–52% случаев), либо значительно улучшающие исходное решение.

Ключевые слова: последовательности воздушных судов, целевая функция, оптимальное решение, эвристический алгоритм, вычислительный эксперимент.

Хроника

XIII Всероссийское совещание по проблемам управления (ВСПУ–2019) (с. 70-75)

Владимир Николаевич Бурков (к 80-летию со дня рождения) (с. 76)

                                  *          *          *

Указатель статей, опубликованных в 2019 г. (с. 77-79)

Index of papers published in 2019 (с. 79-80)

Номер целиком