Для авторов
Найти
Результаты поиска
Найдено результатов: 16.
-
АНАЛИЗ ТРАДИЦИОННЫХ И НЕЙРОСЕТЕВЫХ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ В РОБОТОТЕХНИКЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ГИБРИДНЫХ ПОДХОДОВ
А. И. Татауров , В.Е. Вавилов287-2982025-12-30Аннотация ▼Целью настоящего исследования является сравнительный анализ традиционных и нейросетевых методов управления электроприводами в робототехнике, с акцентом на выявление их сильных и слабых сторон, определение областей применения и оценку перспектив развития гибридных подходов. Эффективное управление электроприводами является критически важным для современных робототехнических систем, которые должны демонстрировать высокую производительность, надежность и универсальность в различных областях применения. В частности, актуальными задачами являются обеспечение высокоточного отслеживания траектории, энергоэффективного управления, робастного управления в условиях неопределенностей и возмущений, управление с учетом ограничений, а также синхронизированное и координированное управление несколькими электроприводами. В связи с этим, вопросы оптимизации управления электроприводами, обеспечивающих точность движения, энергоэффективность и адаптацию к изменяющимся условиям, приобретают первостепенное значение. Для достижения этой цели были поставлены следующие взаимосвязанные задачи: систематизация, анализ особенностей и применения традиционных методов управления электроприводами, таких как PID-регуляторы, фильтры Калмана, управление скользящим режимом, модельное прогнозирующее управление; рассмотрение основных подходов к управлению электроприводами на основе нейронных сетей, включая сети прямого распространения, рекуррентные нейронные сети, радиально-базисные функции, нейро-нечеткие системы и обучение с подкреплением; анализ рассмотренных методов с целью выявления их преимуществ и ограничений с точки зрения таких ключевых параметров, как точность отслеживания траектории, робастность к возмущениям и неопределенностям, адаптивность к изменяющимся условиям эксплуатации и вычислительная сложность реализации; исследование и анализ перспектив использования гибридных методов управления электроприводами, сочетающих в себе надежность и качество управления в линейных и структурированных средах традиционных методов и гибкость и адаптируемость методов на основе нейронных сетей в сложных и динамичных робототехнических системах. Краткие выводы исследования указывают на то, что традиционные методы управления электроприводами, такие как PID-регуляторы и управление скользящим режимом, остаются эффективными и предпочтительными в линейных и хорошо определенных системах, характеризующихся простотой и надежностью. В то же время, нейросетевые подходы демонстрируют существенные преимущества при управлении сложными нелинейными системами, а также в условиях неопределенности, требующих адаптации к изменяющимся условиям. Особое внимание уделяется гибридным методам управления, сочетающим сильные стороны традиционных и нейросетевых подходов, которые рассматриваются как наиболее перспективное и многообещающее направление развития, позволяющее создавать интеллектуальные и робастные системы управления электроприводами, способные эффективно функционировать в сложных и динамичных средах.
-
МЕТОД ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ, ОСНОВАННЫЙ НА КОГНИТИВНОМ НЕЧЕТКОМ МОДЕЛИРОВАНИИ И РЕГРЕССИОННОМ АНАЛИЗЕ
А.И. Гусева , Р.М. Романов157-1782025-12-30Аннотация ▼Актуальность исследования определяется низкой эффективностью традиционных методов прогнозирования временных рядов в условиях высокой неопределённости и ограниченного объёма данных, характерных для слабо формализованных систем. Цель работы заключается в разработке и обосновании метода прогнозирования временных рядов на основе гибридного подхода, объединяющего когнитивное нечеткое моделирование, регрессионный анализ и метод аналитических сетей. В рамках исследования проведён системный обзор и сравнительный анализ существующих методов прогнозирования, включая подходы на основе нечеткой логики, нейросетевого и когнитивного моделирования, ансамблевых и гибридных методов, и выявлены их ограничения при работе с малыми выборками, нелинейными зависимостями и неопределённостью. Разработанный метод включает: построение нечетких когнитивных карт, дефаззификацию лингвистических оценок, кластеризацию факторов, применение метода аналитических сетей для определения приоритетов и формирование взвешенной регрессионной модели. Модель проходит статистическую валидацию по метрикам , , и , а также проверку предпосылок регрессионного анализа, включая тесты на мультиколлинеарность и автокорреляцию. Применение метода обеспечило снижение с 0,38 до 0,22, с 0,30 до 0,18 и с 11,65 % до 7,12 %, что подтверждает повышение точности и устойчивости прогнозов при ограниченном объёме данных по сравнению с классической многофакторной регрессией. Новизна разработанного метода заключается в интеграции когнитивного моделирования, регрессионного анализа и метода аналитических сетей, при которой преимущества каждого компонента компенсируют их индивидуальные ограничения, обеспечивая более точное и устойчивое прогнозирование в условиях неопределённости исследуемой системы. Практическая значимость работы состоит в возможности применения предложенного метода для поддержки принятия решений и повышения обоснованности прогнозов в различных предметных областях и ситуациях, где имеется ограниченный объёма наблюдений, а существенную роль играют экспертные оценки, а также сложная структура причинно-следственных связей между показателями во времени
-
МЕТОД АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ БАЗЫ НЕЧЕТКИХ ПРАВИЛ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ РЕГУЛЯТОРОВ НА ОСНОВЕ СУБТРАКТИВНОЙ КЛАСТЕРИЗАЦИИ
А.С. Игнатьева , В.В. Шадрина , В. В. Игнатьев , А.В. Максимов181-1972025-07-24Аннотация ▼Целью работы является разработка метода оптимизации базы нечетких правил интеллектуального регулятора для управления техническим объектом с использованием субтрактивной кластеризации. В статье приведен обзор и краткий анализ состояния дел в области оптимизации работы интеллектуальных систем управления. Для достижения цели исследования разработана гибридная модель, в которой управление техническим объектом реализуется с помощью классического ПИ-регулятора и нечеткого ПИ-регулятора с сгенерированной структурой системы нечеткого вывода типа Cyгено и разработанной моделью адаптивной системы нейро-нечеткого вывода. Данная конфигурация модели позволяет формировать базу нечетких правил, которая не зависит от знаний эксперта в предметной области. В статье предложен новый метод оптимизации базы правил нечеткого регулятора на основе методов кластеризации, в частности субтрактивной кластеризации, позволяющий уменьшать количество правил нечеткого логического вывода и увеличить быстродействие системы управления техническим объектом. Сначала проведено моделирование гибридной модели, синтезированной на основе значений нечеткого и классического регуляторов до применения субтрактивной кластеризации. Применение субтрактивной кластеризации по разработанному в исследовании способу для значений классического регулятора и нечеткого, позволило добиться их количественного сокращения в 1,7 и 5,25 раз соответственно. Затем проведено моделирование гибридной модели, синтезированной на основе значений нечеткого и классического регуляторов после применения субтрактивной кластеризации. Результаты, полученные в процессе моделирования показали высокую эффективность предложенного метода оптимизации базы правил нечеткого регулятора. За счет применения субтрактивной кластеризации в гибридной модели для интеллектуального регулятора удалось значительно уменьшить количество функций принадлежности, требуемых для описания входных лингвистических переменных (с пяти до четырех) и уменьшить количество правил нечеткого логического вывода (с двадцати пяти до шестнадцати). Анализ полученных графиков переходных процессов, полученных для гибридных моделей до и после применения субтрактивной кластеризации, показал, что основные показатели качества процесса управления остаются неизменными при существенном сокращении проводимых вычислений.
-
МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИБРИДНОГО РЕГУЛЯТОРА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ ПЛАЗМЕННОЙ СВАРКИ
Аль-Шамки Амир Абдулкадим Оуда, В.В. Шадрина , В.Г. Галалу2022-08-09Аннотация ▼Одной из самых распространенных технологических операций является сварка отдель-
ных деталей и блоков. Сварка находит широкое применение в судостроении, авиационной,
оборонной и химической промышленности, при строительстве нефте- и газопроводов. При
этом к качеству сварного шва предъявляются весьма жесткие требования по прочности,
отсутствию пустот и каверн, работоспособности при высоких давлениях (до 100 кГс/см²) и
в широком диапазоне температур (±50ºС). Наиболее полно этим требованиям соответству-
ет плазменная (аргоновая) сварка. Выполнен краткий аналитический обзор по теме исследо-
вания. Показано, что перспективным направлением развития систем управления плазменной
сваркой является применение гибридных регуляторов, созданных на основе классических ме-
тодов автоматического управления и нечетком регулировании, формализующем усредненные
знания экспертов. Нечеткий компонент (знание экспертов) должен быть доступен для бы-
строго и простого ввода в регулятор. Была разработана структурная схема и модель одного
канала гибридного регулятора в среде Matlab Simulink. Моделировался канал управления силой
тока с использованием нечеткого регулятора из библиотеки Fuzzy Logic, с применением алго-
ритма нечеткого вывода Мамдани. Задавалось 19 вариантов лингвистических и нечетких
переменных, была получена поверхность функции принадлежности переменных. Следует
отметить возможность быстрого ввода лингвистических оценок экспертов в память гиб-
ридного регулятора. Анализировалось поведение моделей гибридного регулятора и стандарт-
ных ПИ и ПИД -регуляторов при единичном ступенчатом воздействии. Гибридный регулятор
обеспечивает существенно лучшие показатели качества (в 2,5-3 раза), чем стандартные
регуляторы. Гибридный регулятор выходит на установившийся режим через 6с, ПИД-
регулятор – через 13с, ПИ-регулятор – через 15с, причем стандартные регуляторы имеют перерегулирование (первый выброс) до 50%. Таким образом показана реальная возможность
построения нечёткого гибридного регулятора с заданными характеристиками. Возможна
реализация гибридного регулятора в виде ПЛИС -
АНАЛИЗ МЕТОДОВ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПСИХИАТРИИ
Е. С. Подоплелова2022-05-26Аннотация ▼Использование методов искусственного интеллекта в области медицины получило
широкое распространение, помогая диагностировать, анализировать и давать рекоменда-
ции по лечению. Психиатрия – это область медицины, изучающая психические расстрой-
ства, методы их диагностики и лечения. В спектр ее задач входит не только диагностика
и лечение, но также наблюдение, мониторинг и последующая реабилитация пациентов.
Эта предметная область имеет существенные проблемы, такие как объективность, про-
тиворечивость диагноза, сложность классификации болезней, непредсказуемость течения
заболевания. С рядом этих проблем помогает справиться использование методов машин-
ного обучения и алгоритмы искусственного интеллекта. Данная работа посвящена обзору
исследований методов искусственного интеллекта, применяемых для решения задач в об-
ласти психиатрии. Актуальность темы обусловлена высокой потребностью данной пред-
метной области в улучшениях. Конкретные проблемы представлены в данной статье.
Среди них были выделены основные направления: деидентификация данных, классификация
тяжести симптомов, точность прогнозирования состояния. Для их решения авторами
были применены такие методы как латентный семантический анализ для обработки ес-
тественного языка, методы классификации, сверточные нейронные сети для прогнозиро-
вания, когнитивное моделирование. Отдельно отмечена эффективность гибридных сис-
тем, включающих реализацию сразу нескольких метолов машинного обучения. Целью ис-
следования было выделить основные направления развития исследований научного сообще-
ства, которые демонстрируют успешную интеграцию искусственного интеллекта в пси-
хиатрию, а также сравнение их между собой по полученным оценкам точности моделей.
Что, в свою очередь, подразумевает разбор и анализ конкретных алгоритмов, их произво-
дительность для конкретных задач. -
АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТЬЮ ГИБРИДНОЙ СИСТЕМЫ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ АНПА
Н. К. Киселев , Л.А. Мартынова2022-03-02Аннотация ▼Целью исследований явилось управление электрической сетью гибридной системы
энергообеспечения автономного необитаемого подводного аппарата, предназначенного для
перемещения на сверхдальние расстояния свыше десятка тысяч километров. Для преодо-
ления сверхдальних расстояний остро стоит задача минимизации удельного потребления
электроэнергии при условии обеспечения всех потребителей электроэнергией. Актуаль-
ность работы определяется новизной использования в автономных необитаемых подвод-
ных аппаратах гибридной системы энергообеспечения, состоящей из разнородных источ-
ников электроэнергии, работающих на различных физических принципах. Ввиду отсутст-
вия на сегодняшний день исследований, связанных с управлением гибридной системой энер-
гообеспечения, согласованным с режимами движения аппарата в широком диапазоне ско-
ростей, возникла задача разработки алгоритмов управления гибридной системой энерго-
обеспечения. Для решения задачи проанализированы причины изменения токопотребления
при движении аппарата, сформированы необходимые условия подключения потребителей
к токопроводам, включающие в себя обеспечение всех потребителей электроэнергией в
полном объеме, исключение превышения номинальных токов каждого токопровода токами
потребления, минимизация потерь электроэнергии при прохождении по токопроводу и
через оборудование. В связи с этим были проанализированы возможные конфигурации по-
строения электросети с использованием токопроводов и оборудования, проведены оценки
потерь на токопроводах и на используемом оборудовании. По результатам исследований
был сформирован граф подключений потребителей к токопроводам, и для определения
пути подключения каждого потребителя к источнику энергии посредством электросети
был определен путь подключения, обеспечивающий минимизацию потерь. Задача была
формализована как поиск кратчайшего пути в графе, и для ее решения в качестве основы
был использован алгоритм Дейкстры. По результатам исследований был сформирован
алгоритм формирования путей подключения потребителей к источникам электроэнергии
посредством электросети и алгоритм управления переключениями ключей в электросети
при изменении токов потребления. Разработанные алгоритмы были программно реализо-
ваны, и с использованием имитационной модели проведен численный эксперимент. Резуль-
таты эксперимента показали правильность разработанных алгоритмов, и могут быть в
дальнейшем использованы для реализации в разрабатываемых аппаратах для перемещения
на сверхдальние расстояния. -
ГИБРИДНЫЙ МЕТОД РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ РАЗМЕЩЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЦИФРОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
Л. А. Гладков, Н.В. Гладкова , М. Д. Ясир2021-11-14Аннотация ▼Рассматривается задача размещения элементов цифровой вычислительной техники.
Проведен анализ современного состояния исследований по данной теме, отмечена актуаль-
ность рассматриваемой задачи. Подчеркнута важность разработки новых эффективных ме-
тодов решения подобных задач. Показано место задачи размещения в общем цикле конструк-
торского этапа проектирования. Отмечена важность качественного решения задачи разме-
щения с точки зрения успешного выполнения последующих этапов проектирования. Отмечена
важность минимизации задержек соединений в процессе проектирования устройств большой
размерности. Проведен обзор и анализ различных моделей и критериев оценки решения задачи
размещения. Подчеркнуто, что важнейшим критерием является длина соединений, она оказы-
вает существенное влияние на применяемые при проектировании технологии. Выполнена ком-
плексная математическая постановка задачи размещения элементов цифровой вычислитель-
ной техники. Приведена целевая функция и ограничения рассматриваемой задачи размещения
как задачи оптимизации. Проанализированы перспективные подходы к решению задач проек-
тирования, описаны гибридные методы и модели решения сложных многокритериальных задач
оптимизации и проектирования. Описаны принципы работы и модель нечеткого логического
контроллера. Приведено описание используемой схемы нечеткого управления. Определены
функции различных блоков нечеткого логического контроллера. Предложена структура много-
слойной нейронной сети, реализующей функцию Гаусса. Описано взаимодействие блоков нечет-
кого генетического алгоритма. Предложена модель гибридного алгоритма решения задачи
размещения. Определены управляющие параметры нечеткого логического контроллера. Пред-
лагаемый гибридный алгоритм реализован в виде прикладной программы. Были проведены серии
вычислительных экспериментов для определения эффективности разработанного алгоритма и
выбора оптимальных значений управляющих параметров. -
ЭВОЛЮЦИОННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ МНОГОАГЕНТНЫХ СИСТЕМ
Л.А. Гладков , Н. В. Гладкова2021-11-14Аннотация ▼Статья посвящена обсуждению проблем построения эволюционирующих мультиа-
гентных систем. Рассмотрены возможные методологии проектирования мультиагентных
систем. Отмечена актуальность разработки новых принципов построения мультиагентных
систем на основе методов эволюционного проектирования. Выделены соответствия между
терминами теории агентов и теории эволюции. Отмечена перспективность использования
гибридных подходов к проектированию мультиагентных систем. Рассмотрены принципы
построения и возможности использования нечетких генетических алгоритмов при проекти-
ровании мультиагентных систем. Отмечено, что основные модели методы теории эволюци-
онного моделирования, могут успешно применяться при проектировании мультиагентных
систем. Предложена эволюционирующей многоагентной системы. Описана процедура фор-
мирования новых агентов в процессе эволюции. Определен набор параметров, позволяющих
оценить состояние каждого агента в популяции. Для оценки текущего состояния агента и
возможностей его взаимодействия с другими агентами предложено использовать ресурсные
параметры. Приведено определения агентства и семьи, минимальных элементов эволюцио-
нирующй мультиагентной системы. Предложена эволюционная стратегия построения мо-
дели эволюционирующей мультиагентной системы. Описаны процедуры выполнения ориги-
нальных эволюционных операторов для обработки популяции агентов. На основе предложен-
ной методики была разработана программная система поддержки эволюционного проекти-
рования агентов и мультиагентных систем. В настоящее время проводятся вычислительные
эксперименты для исследования предложенной модели проектирования многоагентных сис-
тем, оценки эффективности различных операторов и схем формирования агентов-потомков,
необходимые условия выживания. -
ГИБРИДНОЕ ШИФРОВАНИЕ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИММЕТРИЧНЫХ И ГОМОМОРФНЫХ ШИФРОВ
Л. К. Бабенко , Е.А. Толоманенко6-182021-07-18Аннотация ▼Целью данной работы является разработка и исследование гибридного алгоритма шифрования на основе совместного применения симметричного алгоритма шифрования Кузнечик и гомоморфного шифрования (Схемы Джентри или схемы BGV). Такой алгоритм шифрования может быть востребован в ситуациях ограниченных вычислительных ресурсов. Смысл заключается в том, что при правильном выражении основных операций симметричного алгоритма шифрования через булевы функции, появляется возможность на передающей стороне зашифровать данные симметричным шифром, а секретный ключ шифрования - гомоморфным. В таком случае на стороне приема можно провести манипуляции так, чтобы исходное зашифрованное сообщение оказалось также зашифровано только гомоморфным шифром. При этом симметричное шифрование снимается, но информация остается недоступной обрабатывающему ее узлу. Такое свойство секретности позволяет проводить ресурсоемкие операции на мощном вычислительном узле, предоставляя гомоморфно зашифрованные данные для малоресурсного узла с целью их последующей обработки в зашифрованном виде. В статье представлен разработанный гибридный алгоритм. В качестве симметричного алгоритма шифрования использован алгоритм шифрования Кузнечик, являющийся частью стандарта ГОСТ Р34.12 - 2015. Для того, чтобы иметь возможность применять гомоморфное шифрование к данным, зашифрованным шифром Кузнечик, S-блок замены алгоритма Кузнечик представлен в булевом виде с использованием полинома Жегалкина. Также линейное преобразование L представлено в виде последовательности выполнения простейших операций сложения и умножения над преобразуемыми данными. Первичное моделирование разрабатываемого алгоритма было проведено на упрощенной версии алгоритма Кузнечик S-KN1.
-
ОРГАНИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ГИБРИДНОЙ СИСТЕМЫ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ АВТОНОМНОГО НЕОБИТАЕМОГО ПОДВОДНОГО АППАРАТА
Н. К. Киселев , Л. А. Мартынова , И. В. Пашкевич2021-04-04Аннотация ▼Целью исследования является организации электросети гибридной системы энерго-
обеспечения автономного необитаемого подводного аппарата, способного двигаться в
широком диапазоне скоростей. Необходимость движения автономного необитаемого под-
водного аппарата в широком диапазоне скоростей требует применения разнородных ис-
точников электроэнергии, работающих на различных физических принципах – аккумуля-
торных батарей и электрохимических генераторов, использующих реагенты из хранилища
реагентов. Кроме того, для обеспечения потребителей электроэнергией с требуемыми
параметрами (токами, напряжениями, объемами электроэнергии) необходимо применения
дополнительных распределительных щитов, преобразователей напряжения, защитно-
коммутационной аппаратуры, ключей. Использование дополнительного оборудования в
электросети позволяет гибко конфигурировать электросеть с целью формирования энер-
гии в объеме, согласованном с объемом потребляемой электроэнергии. С другой стороны,
дополнительное оборудование вызывает потери электроэнергии в сети, и, соответствен-
но, дополнительной электроэнергии. В связи с этим задача определения варианта органи-
зации электросети, при котором потери электроэнергии были бы минимальными, является
актуальной. Для решения указанной задачи проанализированы особенности использования
дополнительного оборудования в электросети, проанализировано потребление электро-
энергии автономным необитаемым подводным аппаратом на различных этапах выполне-
ния аппаратом маршрутного задания, определены минимальные и максимальные объемы
потребления при движении автономного необитаемого подводного аппарата в различных
скоростных режимах. Это позволило определить степень задействования разнородных
источников электроэнергии в процессе выполнения маршрутного задания. По результатам
анализа были сформированы альтернативные варианты электросети. Для выбора вариан-
та организации, обеспечивающего минимальные потери электроэнергии, был сформирован
целевой граф влияния потерь на отдельных устройствах электросети – на потери всей
электросети, и с использованием метода распространения меток получены количествен-
ные оценки каждого из альтернативных вариантов. Поучение количественных оценок позволило определить вариант организации электросети, обеспечивающей минимизацию потерь. Это позволяет, в сою очередь, сформулировать требования к функционированию
элементов гибридной системы энергообеспечения, разработать алгоритмы управления.
В целом полученный результат позволяет минимизировать расход энергоресурса в процес-
се движения автономного необитаемого подводного аппарата на всем протяжении вы-
полнения маршрутного задания. -
ГИБРИДНЫЙ ПОДХОД К СОВМЕСТНОМУ РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ РАЗМЕЩЕНИЯ И ТРАССИРОВКИ
Л.А. Гладков , Н.В. Гладкова , Джаббар Ясир Ясир Муханад2020-11-22Аннотация ▼В статье предложен интегрированный подход к решению задач размещения и трас-
сировки элементов схем электронной вычислительной аппаратуры. Подход основан на
совместном решении задач размещения и трассировки с использованием нечетких генети-
ческих методов. Приведено описание рассматриваемой проблемы и выполнен краткий ана-
лиз существующих подходов к ее решению. В статье рассматриваются интегрированные
подходы к решению оптимизационных задач автоматизированного проектирования схем
цифровой электронно-вычислительной аппаратуры. Подчеркнута актуальность и важность
разработки новых эффективных методов решения подобных задач. Отмечено, что важным
направлением развития методов оптимизации является разработка гибридных методов и
подходов, сочетающих достоинства различных методов вычислительного интеллекта.
В статье описаны следующие основные моменты: структура предлагаемого алгоритма и
его основные этапы; модифицированные генетические операторы кроссовера; предложены
модели формирования текущей популяции; модифицированные эвристики, операторы и
стратегии поиска оптимальных решений. Приведены результаты вычислительных экспе-
риментов. Проведенные эксперименты подтверждают эффективность предложенного
подхода. В заключении приводится краткий анализ полученных результатов. -
ЭВОЛЮЦИОНИРУЮЩИЕ МНОГОАГЕНТНЫЕ СИСТЕМЫ И ЭВОЛЮЦИОННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Л. А. Гладков , Н.В. Гладкова2020-11-22Аннотация ▼Статья посвящена обсуждению проблем построения эволюционирующих мультиа-
гентных систем на основе использования принципов эволюционного проектирования и гиб-
ридных моделей. Рассмотрено понятие агента. Представлен набор базовых свойств аген-
та. Рассмотрены аналогии между многоагентными и эволюционными системами. Рас-
смотрены принципы построения и организации мультиагентных систем. Отмечены сход-
ства между основными определениями теории агентов и теории эволюции. Отмечено, что
основные модели эволюции и эволюционные алгоритмы, могут быть с успехом использова-
ны при проектировании многоагентных систем. Проведен анализ существующих методов
и методологий проектирования агентов и многоагентных систем. Отмечены существую-
щие различия в подходах к проектированию многоагентных систем. Описаны основные
типы моделей и приведены их важнейшие характеристики. Представлена модель взаимо-
действия агентов, включающая описание услуг (сервисов), взаимосвязей и обязательств,
существующих между агентами. Описана модель отношений (контактов), которая зада-
ет коммуникационные связи между агентами. Отмечена важность и перспективность
использования агентно-ориентированного подхода к проектированию многоагентных сис-
тем. Предложена концепция проектирования агентов и многоагентных систем, согласно
которой процесс проектирования включает в себя базовые компоненты самоорганизации,
в том числе процессы взаимодействия, скрещивания, адаптации к среде и т.д. Рассмотре-
ны различные подходы к эволюционного проектированию искусственных систем. Предло-
жена Эволюционная модель формирования агентов и агентств, как основной компонент
эволюционного проектирования. Предложены модифицированные эволюционные операто-
ры кроссинговера для реализации процесса проектирования агентов. -
ГИБРИДНЫЙ ПОДХОД К БЕЗОПАСНОСТИ ШАБЛОНОВ БИОМЕТРИЧЕСКИХ ДАННЫХ ВЕН ПАЛЬЦА НА ОСНОВЕ ГЛУБОКОГО ОБУЧЕНИЯ
Шендре Шивам , Шубханги Сапкал2020-10-11Аннотация ▼Мы живем в современном обществе, где у нас достаточно много ресурсов и вычис-
лительной мощности, единственной проблемой остается общественная безопасность.
С развитием технологий личная информация становится все более не защищенной. По-
этому идентификация личности является актуальной проблемой. Существующие тради-
ционные методы защиты личной информации оказались не надежными. Защита биомет-
рических параметров является одной из наиболее важных проблем при обеспечении безо-
пасности современной биометрической системы. Имеющиеся алгоритмы не дают адек-
ватного решения этой проблемы. Поэтому мы попытались предложить метод, который
будет более актуальным. В этой статье обсуждается гибридный метод биометрического
распознавания вен на пальцах, основанный на методе глубокого обучения с использованием
схем двоичной диаграммы принятия решений и нечетких обязательств. Предложенный
гибридный метод состоит из четырех частей, а именно: извлечение признаков вены паль-
ца, генерация защищенного шаблона, схема нечеткой фиксации, распознавание и принятие
решения о структуре вен на пальце. Таким образом, имеются четыре модуля, при этом
каждый модуль работает эффективно и дает точные результаты по всем базам данных. -
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАБОРА УСЛОВИЙ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОИСКА ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА ГИБРИДНОГО МАШИННОГО ПЕРЕВОДА ТЕКСТА НА ГРАФЕМНОМ УРОВНЕ
В. С. Корнилов, В. М. Глушань, А. Ю. Лозовой2020-07-20Аннотация ▼Статья посвящена алгоритмическому поиску оптимальных решений при оценке и по-
вышении качества гибридного машинного перевода текста. Объектом исследования явля-
ются тексты на любых алфавитных языках с различной базой (алфавитом), а также их
переводы на другие алфавитные языки. В настоящее время существующие методы и сред-
ства гибридного машинного перевода отличаются большим многообразием алгоритмов
оценки качества, однако, недостатком данных методов является отсутствие четких
критериев, ограничений и схемы оценивания, в итоге результат перевода в большинстве
случаев не соответствует уровню публикации. Целью работы является определение набо-
ра условий для автоматического поиска оптимального варианта гибридного машинного
перевода текста на графемном уровне. Основными решаемыми задачами в ходе исследова-
ния являются поиск качественных и количественных условий, в том числе максимальных,
минимальных и средних значений длин переводов, обратных переводов и редакционных рас-
стояний между парами текстов, имеющими одинаковый смысл. Научная новизна заключа-
ется в использовании графического представления модели алфавитных языков на графем-
ном уровне в виде декартовой системы координат с размерностью, равной единичному
редакционному расстоянию (Левенштейна). При решении использованы следствия теоре-
мы де Гуа, действующие Правила Стандартизации ПР 50.1.027–2014 «Правила оказания
переводческих и особых видов лингвистических услуг», метод деканонизации и модель «ори-
гинальный текст – перевод – обратный перевод». В результате получены действительные
и практически применимые решения для рассматриваемых задач. В связи с этим данная
работа может быть интересна для широкого круга специалистов, занимающихся пробле-
мами машинного перевода и переводоведением. -
ГИБРИДНЫЙ БИОИНСПИРИРОВАННЫЙ АЛГОРИТМ ОТОБРАЖЕНИЯ ОНТОЛОГИЙ В ЗАДАЧАХ ИЗВЛЕЧЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ЗНАНИЯМИ
Д. Ю. Кравченко, Ю. А. Кравченко, В. В. Марков2020-07-20Аннотация ▼Статья посвящена решению задачи отображения онтологических моделей в процес-
сах извлечения и управления знаниями. Актуальность и значимость данной задачи обуслов-
лены необходимостью сохранения достоверности и исключения избыточности знаний при
интеграции (объединении) структурированных информационных источников различного
происхождения. Близость и непротиворечивость понятийной семантики объединенного
ресурса при проводимом отображении является основным критерием эффективности
предложенных решений. В статье рассмотрены проблемы выбора соответствующих за-
даче подходов решения, сохраняющих семантику при отображении концептов. Обоснована
стратегия выбора биоинспирированного моделирования. Проанализированы аспекты эф-
фективности применения различных децентрализованных биоинспирированных методов.
Определены причины необходимости проведения гибридизации. Предложено решать зада-
чу отображения онтологических моделей с применением биоинспирированного алгоритма,
построенного на основе гибридизации оптимизационных механизмов алгоритмов бактери-
ального и кукушкиного поиска. Проведенная гибридизация данных алгоритмов позволила
объединить их основные преимущества: последовательный бактериальный поиск, обеспечивающий детальное исследование локальных областей, и значительное число глобальных
перемещений агента-кукушки при реализации полетов Леви. Для оценки эффективности
предложенного гибридного биоинспирированного алгоритма разработан программный
продукт и проведены эксперименты по отображению онтологий разного размера. Каж-
дый концепт любой онтологии имеет определенный набор атрибутов, являющийся семан-
тическим вектором признаков. Степень сходства семантических векторов сравниваемых
концептов отображаемых онтологий является критерием их интеграции. Для повышения
качества процесса отображения введена новая кодировка решений. Полученные количест-
венные оценки демонстрируют экономию времени при решении задач относительно боль-
шой размерности (от 500000 вершин онтографа) не менее 13 %. Временная сложность
разработанного гибридного алгоритма составляет Описанные исследования имеют
высокий уровень теоретической и практической значимости и напрямую связаны с реше-
нием классических задач искусственного интеллекта, направленных на поиск скрытых за-
висимостей и закономерностей на множестве элементов знаний. -
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ГИБРИДНОЙ СИСТЕМЫ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ В СОСТАВЕ СТЕНДА ОТЛАДКИ И СОПРОВОЖДЕНИЯ АНПА
Н.К. Киселев, Л. А. Мартынова, И. В. Пашкевич2020-07-10Аннотация ▼Целью исследований является разработка комплекса математических моделей, обес-печивающих исходными данными математическую модель работы гибридной системы энер-гообеспечения для последующего встраивания в стенд отладки и сопровождения. Работа является развитием опубликованной ранее математической модели функционирования гиб-ридной системы энергообеспечения автономного необитаемого подводного аппарата. В ра-боте по результатам анализа целей и задач моделирования разработаны математические модели источников электроэнергии – аккумуляторной батареи и электрохимического гене-ратора. Поскольку управления параметрами работы аккумуляторной батареи и электрохи-мического генератора зависит от параметров движения аппарата, то дополнительно были разработаны математические модели маршевого движителя и интегрированной системы управления аппарата. Внешние условия функционирования аппарата и маршрутное задание задавались в специально разработанном имитаторе тактической обстановки. На основе теории интегрированного иерархического моделирования с изменяемым разрешением была определена наиболее целесообразная степень детализации разрабатываемых математиче-ских моделей. Ввиду необходимости учета неравномерности обдува газами топливных эле-ментов в электрохимическом генераторе математическая модель основана на решении не-линейной системы уравнений, включающей в себя уравнение Навье-Стокса, уравнения сохра-нения импульса, энергии и заряда. При разработке математической модели аккумуляторной батареи была учтена неравномерность заряда отдельных аккумуляторов; математическая модель учитывала параметры отдельных аккумуляторов по данным их изготовителя. Ре-зультатами моделирования явились зарядно-разрядные характеристики аккумуляторной батареи. В математической модели основного потребителя электроэнергии - маршевого движителя - реализована зависимость создаваемой тяги от требуемой скорости движения аппарата, что позволило получать объем электроэнергии, потребляемой маршевым движи-телем. В математической модели интегрированной системы управления в зависимости от текущего положения аппарата реализованы регуляторы движения для формирования управления элементами движительной системы, обеспечивающие типовые режимы ма-неврирования аппарата. Кроме того, реализовано управление параметрами функциониро-вания гибридной системой энергообеспечения - переключение источников электроэнергии, переключение процессов заряда аккумуляторной батареи. В математической модели ими-татора тактической обстановки реализованы возможности задания маршрута и внешнихусловий. Кроме того, реализована модель движения аппарата с учетом действующих на аппарат сил и моментов. Разработанный комплекс математических моделей, обеспечи-вающий данными математическую модель функционирования гибридной системы энерго-обеспечения, может быть использован в составе стенда отладки и сопровождения авто-номного необитаемого подводного аппарата.
1 - 16 из 16 результатов
