Найти

Результаты поиска

• НЕЙРОСЕТЕВАЯ АППРОКСИМАЦИЯ МОДЕЛЬНО-ПРОГНОЗИРУЮЩЕГО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ ДИНАМИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА

  Б.А. Комаров , С. В. Леонов , Т.Е. Мамонова

  276-287

  2025-12-30

  Аннотация ▼

  Актуальность.  При решении задач стабилизации динамических объектов достаточно широко применяется классическое модельно-прогнозирующее управление. Оно обеспечивает высокое качество управления за счёт решения задачи оптимизации на каждом шаге, однако обладает значительными вычислительными затратами, что ограничивает его применение в системах реального времени с высокими требованиями к частоте обновления. Поэтому вопрос исследования применимости нейросетевого регулятора, обученного на модельно-прогнозирующем регуляторе (MPC) при решении задачи стабилизации положения динамического объекта при ограниченном вычислительном и временном ресурсе является актуальной. Цель. Целью представленной работы было разработать и исследовать нейросетевой регулятор, обученный на основе MPC-регулятора, для стабилизации положения динамического объекта на подвижной платформе. Методы. При выполнении работы использовались методы системного анализа, имитационного моделирования, а также экспериментальные испытания на стенде. Результаты и выводы.  В рамках исследования разработан и обучен нейросетевой регулятор, аппроксимирующий поведение MPC на основе данных, полученных при управлении реальной балансировочной платформой. Обучение проводилось по входным и выходным данным MPC без использования внутренней модели системы, что позволило воспроизвести динамику регулятора при существенно меньших вычислительных затратах. Экспериментальные результаты показали, что нейросетевая модель обеспечивает качество стабилизации, сопоставимое с оригинальным MPC, при этом время вычислений сократилось с 47 мс до 1.6 мс, что составило значение ускорения в 29 раз. Предложенный подход демонстрирует потенциал нейросетевых методов управления в задачах замещения сложных оптимизационных регуляторов для систем с ограниченными вычислительными ресурсами.

• РАЗРАБОТКА АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ НА ОСНОВЕ OFDM ДЛЯ ТРОПОСФЕРНОГО И РАДИОРЕЛЕЙНОГО КАНАЛА

  П.В. Луферчик , А.А. Комаров , П.В. Штро , А.Н. Конев

  2022-11-01

  Аннотация ▼

  Известно, что при передаче данных в системах радиорелейной и тропосферной связи
  может возникать межсимвольная интерференция. Наличие многолучевого распростране-
  ния, частотно-селективных замираний и крайней нестабильности в тропосферном и ра-
  диорелейном канале существенно понижает энергетическую эффективность системы
  связи в целом. Целью работы было добиться увеличения эффективности использования
  канала для радиорелейной и тропосферной связи путем использования OFDM (orthogonal
  frequency-division multiplexing – мультиплексирование с ортогональным частотным разде-
  лением каналов) сигналов в системе с использованием адаптивного кодирования и модуля-
  ции. В ходе выполнения реализованы модели модулятора и демодулятора OFDM сигнала.
  При использовании различных сигнально кодовых конструкций в различных условиях приё-
  ма/передачи возможно достигать оптимального использования частотного и энергетиче-
  ского ресурса, создавать системы адаптирующиеся под условия распространения сигнала.
  Для реализации данного механизма в передаваемые служебные данные было внедрено слу-
  жебное поле, содержащее в себе информацию об используемой кодовой скорости, типе
  модуляции и глубине перемежения. Данный подход позволяет оптимизировать использова-
  ние энергетического и частотного ресурса. В совокупности с использованием алгоритмов
  оценки качества канала возникает возможность динамически изменять сигнально-
  кодовую конструкцию при изменении условий приёма. Регулировкой глубины перемежения
  возможно оптимизировать пороговое отношение С/Ш или величину задержки информации
  в канале в зависимости от требований к системе. Использование адаптивного выбора ко-
  довой скорости и модуляции позволит более эффективно использовать ресурс канала при
  постоянном изменении его состояния. Полученные результаты позволят значительно по-
  высить энергетическую эффективность режима OFDM, приведут к устойчивой связи в
  нестационарных каналах и увеличению пропускной способности.

• РАЗРАБОТКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИ ЭФФЕКТИВНОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ В ТРОПОСФЕРНОМ РАДИОКАНАЛЕ НА БАЗЕ OFDM-СИГНАЛОВ

  П.В. Луферчик , П.В. Штро , А.Н. Конев , А.А. Комаров

  2022-11-01

  Аннотация ▼

  Известно, что при передаче данных в системах радиорелейной и тропосферной связи
  может возникать межсимвольная интерференция. Наличие многолучевого распростране-
  ния и частотно-селективных замираний в тропосферном, радиорелейном существенно
  понижает энергетическую эффективность системы связи в целом. Целью работы было
  добиться увеличения эффективности использования канала для радиорелейной и тропо-
  сферной связи путем использования OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing –
  мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов) при помощи ме-
  тодов уменьшения пик-фактора OFDM сигнала и увеличения линейности передающего
  тракта. Для оценки алгоритмов цифровых предыскажений в среде Matlab/Simulink была
  разработана модель для методов LMS, NLMS, RLS, RPEM и модель усилителя мощности с
  реальными характеристиками. По результатам моделирования алгоритмов был выбран
  RLS. Кроме того, в данной работе был разработан модифицированный вариант алгоритма
  адаптации на основе рекурсивного метода наименьших квадратов (RLSm). Основным ре-
  зультатом модификации являются: уменьшение количества арифметических операций,
  необходимых для выполнения одной итерации (более чем в 5 раз), повышение стабильности
  алгоритмов адаптации, за счёт введения методов регуляризации, уменьшение времени схо-
  димости, за счёт введения экспоненциальной зависимости. Были исследованы различные
  алгоритмы уменьшения пик-фактора OFDM сигнала,наилучший результат удалось дос-
  тичь при комбинировании Tone reservation(TR) и Active constilation extension(ACE). Модели-
  рование в среде Matlab/Simulink показало, что комбинация алгоритмов TR и ACE уменьшает пик-фактор OFDM сигналов на ~5дБ для BPSK потока данных и ~4.5дБ для 8-PSK,
  QAM-16, QAM-64, QAM-128 и QAM-256. Для увеличения линейности передающего тракта
  был выбран и модернизирован алгоритм ввода цифровых предыскажений RLSm, он позво-
  лил снизить величину модуля вектора ошибки (EVM) на 13.5дБ, а также увеличить соот-
  ношение модуляция/ошибка (MER) на 13.6дБ.

• ИССЛЕДОВАНИЕ ПОМЕХОВОГО ФОНА НА ВХОДЕ ПРИЕМНИКА СИСТЕМЫ БЛИЖНЕПОЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ СВЯЗИ В ГОРОДСКИХ УСЛОВИЯХ

  А. Н. Конев , А.А. Комаров , П.В. Луферчик , П.В. Штро

  2023-02-17

  Аннотация ▼

  Ближнепольная магнитная связь (БПМС) обладает уникальными характеристиками, та-
  кими как скрытность, защищенность канала связи, возможность прохождения сигнала через
  абсолютное большинство препятствий без значимого затухания. БПМС может быть приме-
  нена в интересах министерств и силовых структур Российской Федерации в таких сценариях
  использования, где применение традиционной ЭМ связи является невозможным. Одной из задач,
  в которых актуально применение БПМС, является обеспечение надежной беспроводной связи
  для спасателей, пожарных, сотрудников МЧС при выполнении их профессиональной деятельно-
  сти в условиях завалов, вызванных различными разрушениями городских строений. Стоит от-
  метить, что в таких условиях, проводимость строительных материалов и почвы может ока-
  зывать влияние на распространение не только электрического, но и магнитного поля. Дело в
  том, что из-за проводимости таких материалов, при использовании связи на основе МИ, в ма-
  териалах возникают вихревые токи, что приводит к возникновению вторичного магнитного
  поля, находящегося в противофазе. При наложении двух полей возникают искажения, приводя-
  щие к быстрому затуханию магнитного поля при прохождении через материал. Рассматри-
  ваемая система не подвержена описанным выше эффектам. В данной статье приводятся ре-
  зультаты экспериментальных исследований, направленных на изучение помеховой обстановки в
  канале БПМС. Были проведены натурные эксперименты по измерению помеховой обстановки.
  По полученым данным сделан вывод, что применение систем БПМС в городских условиях явля-
  ется достаточно сложной задачей из-за характера помех, распространяющихся в канале та-
  кого вида связи. Для эффективного применения БПМС требуется разработка устройств прие-
  ма, обеспечивающих достаточно сильную фильтрацию сигналов вне выбранной полосы. Приме-
  нение цифровой фильтрации в таких системах является первоочередной необходимостью.
  Также, в таких системах, модулированный полезной информацией сигнал должен иметь узкую
  полосу. Максимальной эффективности при использовании систем БПМС возможно добиться в
  таких условиях, где наличие электрических кондуктивных помех сведено к минимуму: вдали от
  электрифицированных поселений, в водной среде, под землей.