Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 4 за 2013 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам |

41. Интеллектуальное управление роботом-манипулятором на основе мягких вычислений [№4 за 2013 год]
Авторы: Николаева А.В., Ульянов С.В.
Просмотров: 12783
Рассматривается проблема проектирования интеллектуальных систем управления с применением технологий мягких вычислений на примере робота-манипулятора с тремя степенями свободы. Приводится общая методология проектирования робастных баз знаний с использованием специального интеллектуального инструментария – оптимизатора баз знаний на мягких вычислениях. Предложены варианты организации координационного управления: создание единой базы знаний, содержащей информацию о трех звеньях робота-манипулятора, а также метод разделения (декомпозиции) управления – создание независимых баз знаний для индивидуального управления звеньями. Эффективность спроектированных интеллектуальных систем управления с применением технологий мягких вычислений рассматривается в сравнении с системой управления с постоянными параметрами регулирующего звена, определенными с помощью генетического алгоритма. Для оценки работы систем управления введена система критериев качества, учитывающая методы оценки переходных процессов теории автоматического управления, адаптированная для рассматриваемого объекта управления – робота-манипулятора с тремя степенями свободы. Оценка работы систем управления производится по результатам моделирования в среде MatLab/Simulink и по результатам серии экспериментов на физическом макете объекта управления.

42. Нечеткий фильтр калмана в структуре алгоритма решения обратных задач для экономических объектов [№4 за 2013 год]
Автор: Павлов Д.А.
Просмотров: 12638
Предложен метод решения обратных задач на основе применения нечеткого фильтра Калмана, учитывающего специфику объектов экономики, такую как невозможность построить физическую модель процесса или явления. В основе алгоритма лежат переход от описания системы в форме интегрального уравнения Фредгольма I рода к форме дискретного фильтра Калмана, а также применение методов нечеткой логики для задания элементов уравнений фильтра. Рассматриваемый метод решения обратных задач опирается на данные о выходном процессе объекта, которые обычно являются результатом измерений каких-либо параметров. Наличие шума измерений приводит к дополнительному снижению точности решения, поэтому целесообразно применение такого алгоритмического средства, как фильтрация, способствующего уменьшению этого влияния. В случае экономического объекта шум измерений может трактоваться как, например, погрешности получаемых статистических данных, неточность аналитических и экспертных моделей, применяемых при трактовке результатов его функционирования. Для снижения субъективизма, вносимого в базу знаний экспертами, предлагается применение методов нечеткого кластерного анализа и адаптивных нейро-нечетких систем, позволяющих автоматически синтезировать структуру базы знаний. Средой разработки программного обеспечения выбран MatLAB, имеющий библиотеку для создания адаптивных нейро-нечетких систем (ANFIS-редактор).

43. Интеллектуальная система поддержки принятия решений по управлению сложными объектами с использованием динамических нечетких когнитивных карт [№4 за 2013 год]
Авторы: Палюх Б.В., Дли М.И., Какатунова Т.В., Багузова О.В.
Просмотров: 11160
Обоснована необходимость использования алгоритмов когнитивного моделирования для определения согласованности стратегий социально-экономического и инновационного развития региона. Показана возможность реализации методов когнитивного моделирования, предполагающих применение многоуровневой динамической нечеткой когнитивной модели управления региональными инновационными процессами, в виде компьютерной программы. В процессе стратегического управления инновационной деятельностью в регионе выделены его основные функциональные блоки, что позволило сформулировать ключевые функциональные возможности предлагаемой интеллектуальной системы поддержки принятия решений по управлению сложными объектами. На основе результатов проведенного структурно-функционального моделирования бизнес-процессов стратегического управления инновационной деятельностью в регионах разработана адаптивная интеллектуальная информационно-аналитическая система, обеспечивающая поддержку принятия управленческих решений в области развития инновационной деятельности в регионе. Предложена архитектура адаптивной интеллектуальной информационно-аналитической системы поддержки принятия решений по управлению инновационной деятельностью в регионе. Настоящая адаптивная интеллектуальная информационно-аналитическая система поддержки принятия решений по управлению инновационной деятельностью в регионе включает четыре блока: формирования стратегии регионального управления инновационной деятельностью, моделирования, оценки эффективности инвестиционных решений в области поддержки инновационной деятельности, контроллинга инновационной деятельности.

44. Программная реализация системы автоматической идентификации слябов [№4 за 2013 год]
Авторы: Провоторов А.В., Орлов А.А.
Просмотров: 10335
В работе описана структура программно-аппаратного комплекса для отслеживания движения заготовок между складом и основным производственным оборудованием цеха в рамках автоматического контроля продукции металлопрокатного комплекса. Отличительной особенностью этой системы является алгоритм автоматической идентификации маркировки слябов (крупногабаритных металлических блоков), который позволяет с большой точностью идентифицировать перемещаемый объект, тем самым освобождая работника крана от рутинной работы определения номера или кода сляба. Одним из логических блоков алгоритма является поэтапное автоматическое обнаружение маркера на изделии. В результате выполнения этапов обнаружения маркировки производится настройка положения поворотного устройства и трансфокатора видеокамеры для получения приближенного изображения высокого качества груза с маркировкой, его последующего анализа, поиска и распознавания маркировки. Приведены экспериментальные результаты, подтверждающие оперативность и достоверность методики.

45. Робастное интеллектуальное управление на основе технологии квантовых вычислений [№4 за 2013 год]
Авторы: Решетников А.Г., Керимов Т.А., Ульянов С.В.
Просмотров: 12340
Рассматривается технология проектирования робастных интеллектуальных систем управления на основе квантового нечеткого вывода в двух вариантах: с использованием дистанционного подключения к объекту управления без математической модели объекта управления и с использованием верифицированной математической модели. Применение разработанной методологии проектирования основано на самоорганизации знаний и приводит к повышению уровня робастности интеллектуальных систем управления в непредвиденных ситуациях управления. В качестве информационных источников для проектирования нечетких регуляторов используются два варианта: в первом случае применяется математическая неточная (с недоопределенными параметрами) модель объекта управления, второй вариант основан на процессе измерения сигнала обучения с реального объекта управления, из которого формируется база знаний. Проводится сравнение результатов моделирования и физического эксперимента ПИД-регулятора, нечетких регуляторов и квантовых нечетких регуляторов с различными типами корреляции. Показана эффективность применения квантового нечеткого вывода в системной инженерии проектирования систем управления для повышения робастности интеллектуального управления в непредвиденных (нештатных) ситуациях управления.

46. Технологии мягких вычислений в интеллектуальном управлении [№4 за 2013 год]
Авторы: Решетников А.Г., Керимов Т.А., Ульянов С.В., Бархатова И.А.
Просмотров: 13967
Рассматриваются методы и возможности проектирования баз знаний на основе моделей интеллектуальной системы управления в автономном и дистанционно управляемом режимах (по кабелю и Wi-Fi) на примере физического динамически неустойчивого объекта типа «каретка – перевернутый маятник» (типовой Benchmark). Особенностью работы является разработка методологии интеллектуального управления с математической моделью слабоструктурированного объекта управления и без нее. Обучающий сигнал проектируется как с помощью математической модели в режиме off line, так и в режиме on line непосредственно с физического объекта управления с применением программного инструментария «оптимизатор баз знаний». Приводится сравнение систем управления на основе ПИД-регулятора и нечетких регуляторов в трех режимах. Показана возможность эффективной дистанционной настройки нечеткого регулятора без математической модели объекта управления.

47. Исследование эффективности самоконфигурируемого генетического алгоритма выбора эффективного варианта системы управления космическими аппаратами [№4 за 2013 год]
Авторы: Семенкин Е.С., Семёнкина М.Е., Попов Е.А.
Просмотров: 11122
В данной статье описано моделирование работы системы управления космическим аппаратом с помощью цепей Маркова. Описаны модели технологического и командно-программного контуров для абсолютно надежного наземного комплекса управления, а также способ расчета показателей эффективности (коэффициент готовности космического аппарата и др.) выбранного варианта аппаратно-программного комплекса для систем управления космическим аппаратом. Выполнено обобщение моделей на случай ненадежного наземного комплекса управления, состоящего из подсистем. Проблема выбора эффективного варианта для системы управления космическим аппаратом формулируется как многомерная задача оптимизации с алгоритмически заданными функциями. Предлагается использовать самоконфигурируемый генетический алгоритм, который не требует настройки параметров алгоритма для получения решений высокого качества, что позволит применять данный алгоритм конечным пользователям, инженерам-проектировщикам космических аппаратов, не имеющим специальных знаний в области эволюционной оптимизации, для выбора эффективных вариантов аппаратно-программного комплекса для систем управления космическим аппаратом. Продемонстрирована высокая эффективность самоконфигурируемого генетического алгоритма при решении задач выбора оптимального варианта системы управления космическими аппаратами, заключающаяся в высокой надежности предлагаемого алгоритма при просмотре малой части поискового пространства, что существенно ускоряет нахождение решения.

48. Программный комплекс для обработки данных ионосферных измерений [№4 за 2013 год]
Автор: Скрипачев В.О.
Просмотров: 20494
Предложен программный комплекс определения параметров ионосферы средствами радиозондирования, способствующий получению информации о параметрах среды с целью дальнейшей диагностики возмущений как естественного, так и искусственного характера, и уточнению известных ионосферных моделей. Разработанный програм- мный комплекс предназначен для восстановления профилей электронной концентрации в ионосфере по сигналам навигационных космических аппаратов ГЛОНАСС/GPS. Для разработки комплекса используется объектно-ориентированное программирование. Это позволяет уменьшить время разработки новых классов, наследуя их от уже имеющихся в используемых программных библиотеках. Объектно-ориентированный подход был реализован при разработке программного кода, отвечающего за расчет полного электронного содержания по характеристикам сигналов навигационного космического аппарата. Взаимодействие между блоками комплекса также выполняется на основе объектных структур данных. Перспективы дальнейших исследований связаны с наращиванием возможностей представленного программного комплекса за счет использования программных продуктов обработки данных ионосферного зондирования, полученных с помощью методов вертикального зондирования ионосферы и некогерентного рассеяния.

49. Применение Interactive Data Language для обработки данных радиометрических измерений [№4 за 2013 год]
Авторы: Скрипачев В.О., Полушковский Ю.А., Стрельцов А.М.
Просмотров: 20952
При проведении исследований в системе «атмосфера – подстилающая поверхность» используется большой объем данных, которые необходимо быстро обработать. Для детальной оперативной обработки данных радиометрических измерений целесообразно использовать приложения, написанные на языке программирования Interactive Data Language. В Interactive Data Language достаточно простой синтаксис, нет необходимости в составлении циклов и оптимизации времени выполнения функций для работы с массивами. В работе рассмотрены особенности языка, описания классов и объектов языка. Сделан краткий обзор возможностей визуализации научных данных средствами Interactive Data Language, в том числе картографические возможности. Рассмотрены возможности Interactive Data Language для построения графического интерфейса пользователя. Эти возможности были реализованы при создании приложения обработки данных спутниковых СВЧ-радиометров для определения метеорологических параметров. Рассмотрены формат данных HDF и архитектура разработанного приложения обработки данных.

50. Облачный сервис «Параллельный Matlab» [№4 за 2013 год]
Авторы: Созыкин А.В., Гольдштейн М.Л., Грибова В.В., Москаленко Ф.М.
Просмотров: 15565
Предложен подход к организации работы параллельных вычислений в пакете Matlab в качестве облачного сер- виса. Отличительной особенностью сервиса является то, что в его рамках предоставляется не только параллельная вычислительная система с Matlab, но и рабочее место пользователя с графическим интерфейсом Matlab. Обеспечиваются возможность запуска вычислительных задач на суперкомпьютере из графического интерфейса Matlab и последующая обработка результатов расчета также в графическом интерфейсе. Предложена архитектура сервиса «Параллельный Matlab». Разработанная архитектура реализована в суперкомпьютерном центре Института математики и механики УрО РАН на основе вычислительной облачной платформы УрО РАН и суперкомпьютера «УРАН». В качестве рабочего места пользователя применяются виртуальные машины облачной платформы УрО РАН, на которые установлен Matlab с графическим интерфейсом и Parallel Computing Toolbox. На суперкомпьютере «УРАН» работает Matlab Distributed Computing Server. Интеграция виртуального рабочего места пользователя с суперкомпьютером выполнена на основе менеджера ресурсов SLURM. Облачный сервис «Параллельный Matlab» предоставляет пользователям интегрированное решение для проведения параллельных вычислений в популярном пакете без необходимости самостоятельной установки и настройки параллельной версии Matlab. Для работы с сервисом на компьютере пользователя необходим только web-браузер. Установку и сопровождение параллельной версии пакета Matlab выполняют квалифицированные администраторы облачной платформы.

◄ ← Предыдущая | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | Следующая → ►