Для авторов
Найти
Результаты поиска
Найдено результатов: 5.
-
МНОГОСТАДИЙНЫЙ МУРАВЬИНЫЙ АЛГОРИТМ ОДНОМЕРНОЙ УПАКОВКИ НА БАЗЕ ЭФФЕКТИВНЫХ МЕТОДОВ КОДИРОВАНИЯ РЕШЕНИЙ, И ДВУХУРОВНЕВОЙ ЭВОЛЮЦИОННОЙ ПАМЯТИ
М.А. Ганжур , Б.К. Лебедев , О.Б. Лебедев21-372025-10-01Аннотация ▼Целью работы является разработка и исследование методов биоинспирированного поиска для решения задач одномерной упаковки в одинаковые контейнеры на базе эффективных алгоритмов кодирования и декодирования решений, композитного критерия и двухуровневой структуры эволюционной памяти. В работе предложена структура упорядоченного кода упаковки одномерных элементов в одинаковые контейнеры главное достоинство которого заключается в том, что одному решению упаковки соответствует один код и наоборот. Поисковая процедура базируется на модифицированной метаэвристике муравьиного алгоритма. На каждой итерации алгоритм одномерной упаковки имеет многостадийную структуру. Стадии выполняются последовательно одна за другой, начиная с первой. Каждая стадия Сk включает процедуры, выполняемые агентом zk. Число стадий равно числу агентов в популяции плюс заключительная стадия итерации. Основная задача, решаемая конструктивным алгоритмом на стадии Сk, заключается в построении кода Rk упаковки множества элементов X в одинаковые контейнеры. Стадия делится на периоды по числу формируемых агентом zk списков Xjк. Период делится на этапы. На каждом периоде последовательно по этапам решаются следующие задачи: агент zk конструктивным алгоритмом формирует набор Rk упорядоченных списков Xjк одномерной упаковки в одинаковые контейнеры; рассчитываются оценки fjk упаковки каждого контейнера Oj элементами списка <Xjк>; рассчитывается количество λjk феромона, пропорциональное оценке fjk; рассчитывается оценка Wk=∑i(fjk) одномерной упаковки множества элементов X в H одинаковых контейнеров; производится отложение феромона на ребрах графа G, соответствующих списку Xjк в ячейки накопительной матрицы памяти E второго уровня. После формирования всеми агентами zk популяции Z упорядоченных списков Rk, накопленный феромон добавляется в основную матрицу памяти Φ первого уровня. Для каждого Rk рассчитывается общий показатель Fk качества упаковки множества элементов X. Заключительная операция на итерации ‒ испарение феромона на ребрах графа G и фиксация zk c лучшим Fk. Проведены экспериментальные исследования заключающиеся в выяснении качества работы метода на тестовых наборах большой размерности. Для сравнения разработанного алгоритма с известными методами и с приближенными алгоритмами авторами было выбрано несколько групп бенчмарок из различных источников
-
ОЦЕНКА АППАРАТНОГО СОСТАВА БОРТОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ НА ОСНОВЕ РЕШАЕМЫХ ЗАДАЧ
K. А. Суминов , Н. А. Бочаров, М. А. Кирилюк2025-04-27Аннотация ▼При создании современных робототехнических комплексов (РТК) наблюдается значитель-
ное разнообразие как аппаратных, так и программных решений, что создаёт дополнительные
сложности при подборе рационального аппаратного и программного состава для обеспечения
требуемой вычислительной мощности и эффективного решения поставленных задач. С одной
стороны, зачастую приходится работать с уже установленным набором вычислительных ком-
плексов (ВК), составляющих бортовую вычислительную систему (БВС) РТК, что существенно
ограничивает возможности изменения программного состава и вынуждает адаптировать алго-
ритмы под фиксированные аппаратные ресурсы. С другой стороны, при наличии возможности
изменения или создания нового аппаратного состава возникает задача выбора такой аппаратной
компоновки, которая сможет удовлетворить вычислительным потребностям решаемых задач.
В данной статье предлагается методика оценки аппаратного состава БВС РТК на основе ре-
шаемых задач, опирающаяся на использование многоверсионного программирования и построение
паспортов решений. Каждый из вариантов программных решений для конкретной задачи допол-
няется в виде структурированного паспорта, содержащего как количественные, так и качест-
венные характеристики, что позволяет проводить их детальный сравнительный анализ. На осно-
ве этих паспортов решений разрабатывается математическая модель, позволяющая подобрать
набор вычислителей, способных обеспечить выполнение всех поставленных задач при одновремен-
ной минимизации суммарной стоимости, энергопотребления или других эксплуатационных харак-
теристик БВС. Математически рассматриваемая задача сводится к обобщённой задаче о муль-
типликативном многомерном рюкзаке с мультивыбором и дополнительными ограничениями, что
позволяет учитывать как ресурсные, так и топологические зависимости между решаемыми за-
дачами. Приведены результаты экспериментов, выполненных с использованием разработанного
экспериментального стенда, которые демонстрируют практическую применимость методики и
подтверждают возможность её использования для получения количественных оценок вариантов
аппаратного состава БВС РТК. Данный подход может быть адаптирован для различных типов
РТК, что позволяет использовать его в смежных исследованиях в области оптимизации вычисли-
тельных систем для робототехнических комплексов -
МОДЕЛЬ АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ МЕТОДОВ ЧИСЛЕННОГО АНАЛИЗА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В SPICE-СИМУЛЯТОРАХ
А. М. Пилипенко , А. В. Агабекян2022-08-09Аннотация ▼В настоящее время задача разработки методов численного анализа радиотехнических
цепей во временной области остается актуальной, поскольку известные методы Гира и трапе-
ций, использующиеся в SPICE-симуляторах, имеют ряд существенных недостатков. Для оценки
эффективности новых численных методов необходимы специальные тестовые задачи, позво-
ляющие определить точность методов в различных режимах работы. Численный анализ авто-
колебательных цепей во временной области представляет наибольшие трудности для про-
грамм схемотехнического моделирования (SPICE-симуляторов), поскольку модели таких цепей
могут быть осциллирующими и жесткими одновременно. Целью данной работы является соз-
дание модели автоколебательной цепи, позволяющей количественно оценить точность мето-
дов численного анализа переходных процессов в SPICE-симуляторах. В соответствии с постав-
ленной целью в работе были решены следующие задачи: исследованы особенности численного
анализа классических моделей автогенераторов в SPICE-симуляторах; описана обобщенная
математическая модель автоколебательных цепей; предложена универсальная схемная модель
автоколебательных цепей для SPICE-симуляторов; проведена количественная оценка точности
методов численного анализа переходных процессов в SPICE-симуляторах. Предлагаемая в данной работе модель позволяет определить относительные погрешности численных методов в
режиме гармонических колебаний, в режиме релаксационных колебаний, а также в «смешан-
ном» режиме, при котором отклик цепи содержит как экспоненциальные составляющие с раз-
личной скоростью изменения, так и квазигармонические составляющие. Полученные результа-
ты подтверждают высокую точность метода трапеций в режиме гармонических колебаний,
а метода Гира – в режиме релаксационных колебаний. Относительные погрешности определе-
ния амплитуды колебаний с помощью данных методов для соответствующих режимов рабо-
ты не превышают 3 %. В то же время в «смешанном» режиме работы относительные по-
грешности определения амплитуды колебаний для обоих методов могут достигать 100 %, что
подтверждает необходимость применения дополнительных опций или специальных методов
численного анализа в SPICE-симуляторах. -
ОЦЕНКА ВЕРОЯТНОСТИ ОБНАРУЖЕНИЯ ЛОЖНОГО РЕЗУЛЬТАТА РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ ВЫПОЛНЯЕМЫХ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЙ МНОГОАГЕНТНОЙ СИСТЕМОЙ
В.А. Литвиненко , С.А. Ховансков , В.С. Хованскова2021-11-14Аннотация ▼Рассматриваются вопросы защиты распределённых вычислений организованных на ос-
нове многоагентной системе для решения задач многовариантного моделирования.
При моделировании выбор одного из многих вариантов может потребовать перебора огром-
ного множества параметров недоступного для быстродействующей ЭВМ. Для сокращения
времени решения таких задач используют распределенные вычисления. Существует множе-
ство различных подходов для организации распределенных вычислений в компьютерной сети
– технология grid, metacomputing (BOINC, PVM и другие). Все они предназначены для создания
централизованных систем распределенных вычислений. Распределенные вычисления организуются на основе многоагентной системы на вычислительных узлах любой компьютерной
сети. При использовании в качестве вычислительной среды компьютерную сеть большого
масштаба могут возникнуть угрозы безопасности распределенных вычислений. Одной из
таких угроз является получение в процессе вычислений ложного результата от злоумышлен-
ников. Ложный результат может привести в процессе моделирования к принятию не опти-
мального, либо неправильного решения. Управляющие агенты централизованной системы
распределенных вычислений, кроме управления распределенной системой, вынуждены выпол-
нять обнаружение ложных результатов процесса вычислений. Разработана методика рас-
чета вероятности обнаружения ложного результата в зависимости от общего количества
агентов многоагентной системы и количества управляющих агентов. Приведены примеры
расчёта количество управляющих агентов, обеспечивающих в многоагентной системе тре-
буемую вероятность обнаружения ложных результатов. -
АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ ЖЕСТКИХ СИСТЕМ ОБЫКНОВЕННЫХ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ
С.Г. Буланов2021-08-11Аннотация ▼Предложен метод анализа устойчивости в смысле Ляпунова систем обыкновенных
дифференциальных уравнений. Метод базируется на критериях устойчивости в виде необхо-
димых и достаточных условий, полученных на основе векторно-матричных преобразований
разностных схем численного интегрирования. Представлены разновидности критериев в
мультипликативной, аддитивной и матричной форме. Конструкция критериев влечет воз-
можность их программной реализации. Для повышения достоверности анализа устойчиво-
сти приближения решения, входящего в конструкцию критериев, находятся на основе кусоч-
но-интерполяционной аппроксимации полиномами Лагранжа, преобразованными к форме с
числовыми коэффициентами. Проведен программный и численный эксперимент по анализу
устойчивости модели периодической реакции Белоусова-Жаботинского, относящейся к классу жестких систем, при заданных начальных условиях. Анализ выполняется на основе пред-
ставленных критериев и по результатам работы программы однозначно определяется ха-
рактер устойчивости в режиме реального времени. На основе результатов эксперимента
можно утверждать, что замена разностных приближений решения на кусочно-
интерполяционные приближения повышает достоверность анализа устойчивости, сокраща-
ет время исследования, позволяет определять асимптотические свойства решения. В целом
предложенный подход является альтернативой методам качественной теории дифференци-
альных уравнений и дает возможность в режиме реального времени достоверно установить
характер устойчивости жестких систем обыкновенных дифференциальных уравнений.
1 - 5 из 5 результатов
