ИПУ РАН Л.7 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН
Лаборатория № 7 Адаптивных и робастных систем им. Я.З. Цыпкина

Последнее изменение 28 июня 2016 г.

Архив семинаров, 2015 г.


27 январяMingyue Ding (Medical Ultrasound Laboratory, Bio-medical Engineering Department, School of Life Science ang Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China)
«New advances in bio-medical ultrasound imaging in HUST» (слайды 1, слайды 2)

Medical ultrasound imaging has become the most often used imaging modality for clinic in hospital, which is widely used in both diagnosis and therapy of the diseases. Therefore, more and more new technologies are developed in research as well as commercial product. In this talk, the main advances in bio-medical ultrasound imaging in HUST are reported. First, a 2D array probe based 3D ultrasound imaging system is established which can provide the 3D anatomical structures of urological organs such as kidney, bladder or prostate in real time with high resolution; second, a new ultrasound imaging technique for 3D breast image was designed which can provide a high resolution and speckle-free image, and can be used as a new tool for the screening of breast cancer; then, some preliminary experimental results including in vitro and in vivo of targeted nano-particles contrast agent are presented. The results showed that this agent is efficient to the imaging of tumor and could be used for the diagnosis of early liver cancer, the stability of the agent is still need to be improved; finally, a new instrumentation device called scanning Acoustic Probe Microscopy is introduce which can provide the morphological image in 0.1nm and the inner ultrasound image in 50nm resolution for both the hard or soft specimen such as silicon wafer or cells, which prove a powerful new imaging tool for the researches in both researches and clinic.


29 января — к.ф-м.н. Осипов Владимир Владимирович (Сибирский федеральный университет, Красноярск)
«О неклассическом операционном методе точечного моделирования и его приложениях к управлению динамическими системами» (слайды)

Предлагается неклассический операционный метод точечного моделирования основанный на точечном представлении функций и операторов ассоциированных со смежными чебышевскими сетками. Возникающие при этом конечномерные модели есть гомоморфные образы соответствующих дифференциальных уравнений, имеющие максимально возможную степень адекватности, увеличивающегося с ростом размерности до полной эквивалентности. На основе полученных точечных моделей решены задачи Коши для дифференциальных уравнений различного типа, а также задачи устойчивости, управляемости и наблюдаемости для линейных динамических систем.


3 февраляМинаева Юлия Юрьевна (ВМК МГУ, Москва)
«Синтез быстрых управлений в линейных системах» (слайды)

Работа посвящена задаче синтеза управлений в линейных системах с неопределенностью, выраженной неизвестной ограниченной помехой. Задача рассматривается в классе импульсных управлений, формализуемых обобщенными функциями, а также в классе быстрых управлений, действующих в течение малого промежутка времени, величина которых ограничена, хотя и может быть довольно большой.
Построены разрывные, непрерывные и гладкие аппроксимации обобщённых управлений с минимальным модулем аппроксимации, либо её производной соответствующего порядка, которые используются при построении быстрых управлений.
Доказан принцип оптимальности в задаче синтеза импульсных управлений для линейной системы при наличии неизвестной ограниченной помехи. Доказано, что функция цены удовлетворяет неравенству типа Гамильтона-Якоби-Беллмана-Айзекса, и получена стратегия импульсного управления.
Получен численный алгоритм построения синтеза импульсного управления при неопределённости, основанный на аппроксимации функции цены.


10 февраля — д.т.н. Честнов Владимир Николаевич, Самшорин Николай Иванович (ИПУ РАН, Москва)
«Синтез робастных H-бесконечность-регуляторов при параметрической неопределенности и внешних возмущениях, ограниченных в среднеквадратичном»

Работа посвящена решению проблемы синтеза робастных регуляторов по выходу многомерных систем с параметрической неопределенностью в заданных границах, а также подверженных действию неизмеряемых внешних полигармонических возмущений, ограниченных по мощности. Ставится задача построения линейного регулятора, который помимо робастной устойчивости замкнутой системы гарантирует заданные границы на среднеквадратичные значения регулируемых (одновременно измеряемых) переменных. Решение задачи сводится к некоторой специальным образом сконструированной проблеме H-бесконечность-оптимизации, в которой заданная точность обеспечивается путем выбора весовой матрицы при регулируемых переменных. Программно данный подход реализован в рамках МATLAB на базе пакета Robust Control Toolbox и использует технику линейных матричных неравенств (LMI). Приводится решение широко известных «benchmark» задач.


17 февраля — д.т.н. Поляк Борис Теодорович, д.ф.-м.н. Щербаков Павел Сергеевич (ИПУ РАН, Москва)
«Квадратичные отображения: выпуклость или невыпуклость?» (слайды)

Квадратичные задачи очень распространены в оптимизации, робастности, физических приложениях. Как правило, они невыпуклы, хотя в некоторых случаях можно гарантировать свойства «скрытой выпуклости». Примерами могут служить теорема Брикмана о выпуклости двумерного квадратичного образа сферы или принцип выпуклости нелинейного образа малого шара. Нас интересует несколько иная постановка задачи: задано конкретное квадратичное отображение, как проверить выпуклость получающегося множества. Описывается выпуклая оболочка образа и приводятся критерии выпуклости или невыпуклости. Приводятся также способы поточечного описания границы образа. Эти результаты имеют многочисленные приложения.


24 февраляХамисов Олег Валерьевич (ИСЭМ СО РАН, Иркутск)
«Методы опорных функций в неявных задачах глобальной оптимизации»

В докладе рассматриваются задачи глобальной (многоэкстремальной) оптимизации, в которых хотя бы одна из функций, описывающих задачу является неявной. Это может быть целевая функция или функция, определяющая допустимое множество. Предполагается, что в каждой точке некоторого выпуклого множества содержащего допустимую область, эти функции имеют явные нелинейные опорные функции. Предлагаются методы оптимизации типа ветвей и границ, использующие опорные функции для нахождения глобального оптимума. В качестве примеров рассматриваются задачи оптимизации функции оптимального значения задачи параметрического линейного программирования с параметрами в матрице технологических коэффициентов, а также задача нахождения равновесия по Нэшу с невыпуклыми функциями выигрыша.


3 марта — д.т.н. Честнов Владимир Николаевич (ИПУ РАН, Москва), к.т.н. Зацепилова Жанна Валерьевна (ОАО ЭЗТМ, Электросталь), Чеканов Владимир Александрович (ОАО МСЗ, Электросталь)
«Синтез многомерных систем заданной точности, радиуса запасов устойчивости и времени регулирования на базе H-бесконечность-оптимизации»

Рассматриваются линейные многомерные системы, подверженные воздействию ограниченных неизмеряемых полигармонических внешних возмущений, у которых сумма модулей бесконечного числа гармоник каждой компоненты ограничена заданным числом. Ставится задача синтеза линейного регулятора по измеряемому выходу объекта управления, обеспечивающего заданные ошибки по регулируемым переменным объекта в установившемся режиме. Кроме этого, регулятор должен обеспечивать заданное время регулирования (характеризуемого степенью устойчивости), а также желаемый радиус запасов устойчивости, характеризующий близость замкнутой системы объект-регулятор к границе устойчивости (гарантирующий на физическом входе или выходе объекта заданные многомерные запасы устойчивости по фазе и коэффициенту усиления). Программно данный подход реализован в рамках MATLAB на базе пакета Robust Control Toolbox и использует технику линейных матричных неравенств (LMI). Приводятся примеры синтеза для широко известной «benchmark» задачи, а также для взаимосвязанного электропривода.


17 марта — д.т.н. Честнов Владимир Николаевич (ИПУ РАН, Москва), Чеканов Владимир Александрович (ОАО МСЗ, Электросталь)
«Синтез H-бесконечность-регуляторов многомерных систем с заданной нижней частото-зависимой границей матрицы возвратной разности»

Для линейных многомерных систем строятся регуляторы по измеряемому выходу объекта управления, обеспечивающие заданную нижнюю частото-зависимую границу на минимальное сингулярное значение передаточной матрицы возвратной разности. Частотные свойства матрицы возвратной разности определяют как точность замкнутой системы (при действии внешних возмущений, ограниченных по мощности), так и желаемый радиус запасов устойчивости на физическом входе или/и выходе объекта управления. Показано, что такая задача сводится к эквивалентной процедуре H-бесконечность-оптимизации. Приводятся примеры синтеза для широко известной «benchmark» задачи, а также для взаимосвязанного электропривода. Программно данный подход реализован в рамках MATLAB на базе пакета Robust Control Toolbox и использует технику линейных матричных неравенств (LMI).


24 мартаКрейнес Михаил Григорьевич (ООО «Базисные технологии», Москва)
«Человек и текст: как и что мы ищем, почему находим и не находим, или о разнице между поиском в интернете стихотворения по стихотворной строчке и научной статьи по ее фрагменту, названию или по ключевым словам» (слайды)

В докладе будут рассмотрены:
- модель сложности поиска и «рекомендуемые» моделью способы снижения сложности поиска,
- проблемы практического поиска текстовой информации,
- структурная модель систем и процедур поиска текстовой информации, объясняющая механизмы возникновения проблем практического поиска текстовой информации,
- информационная технология КЛЮЧИ К ТЕКСТАМ, основанная на моделях семантики текстов и их коллекций,
- примеры моделей семантики текстовых коллекций, в частности, коллекций, формируемых в результате поиска, и использование таких моделей для аналитической работы и для организации содержательной навигации по масштабным текстовым коллекциям.


7 апреляАндрианова Ольга Геннадьевна (ИПУ РАН, Москва)
«Анализ и синтез в теории субоптимального анизотропийного робастного управления для дескрипторных систем» (слайды)

В работе решены задачи синтеза субоптимального анизотропийного управления (в виде обратной связи по состоянию и по вектору полной информации) для дискретных дескрипторных систем на основе анизотропийных частотных теорем в терминах уравнений Риккати и ЛМН.


14 апреля — д.т.н. Дишель Виктор Давидович (ФГУП НПЦАП им. академика Н.А. Пилюгина, Москва)
«Интервальные методы высокоточного гарантированно достоверного оценивания и идентификации в задаче корректируемой инерциальной навигации»

Рассматривается задача корректируемой инерциальной навигации как составная часть общей задачи управления по неполной информации. Коррекция выходных данных инерциальной системы - координат, компонент скорости, параметров модели погрешностей инерциальных измерений - осуществляется по измерениям внешнетраекторных систем. Примером ВТ-системы служит бортовая аппаратура спутниковой навигации.
Особенность задачи обусловливается предположением, что на выходе ВТ-систем возможны измерения с произвольными по структуре, градиентам, величине ошибками, функции плотности распределения которых неизвестны.
Предлагается новая модель погрешностей ВТ-измерений робастного типа. В отличие от известных в данной модели допускается наличие ошибок любых типов. Классифицируются они по признаку того, является ли измерение, искажаемое той или иной ошибкой, приемлемым или неприемлемым для выработки сигналов управления. Ограничение накладывается на объем неприемлемых ВТ-измерений.
Предлагается новый подход к оцениванию. Строится он на концепции соединения метода динамической фильтрации с интервальным принципом формирования оценки. Стратегия обработки ВТ-измерений и ввода поправок в траекторию при этом становится функцией от управления (теорема разделения к задаче оценивания неприменима).
Реализуя условие интервальности, одномоментные ВТ-измерения заменяются интервально формируемыми функционалами от них, а в уравнения оценки фильтра вводится дельта-функция Дирака как множитель перед невязкой функционалов. На основе уравнений, сопряженных уравнению фильтра, находятся соотношения для невязки функционалов измерений и соотношения для ошибки интервально формируемой апостериорной оценки. Доказывается структурная и точностная эквивалентность построенного фильтра интервального типа с однократно вырабатываемой на мерном интервале оценкой и непрерывного фильтра Калмана. Эффективность найденных решений иллюстрируется многочисленными примерами из практики применения созданных на их основе интегрированных систем управления выведением на орбиты.


21 апреляAlexander Poznyak (CINVESAV, Mexico)
«Sliding Mode Control for Stochastic Systems: A little Fantasy and Discussion» (слайды)

The convencional Sliding Mode Control (SMC) theory has been developed for the control design of deterministic systems containing a bounded matched uncertainties. The case when a model is governed by the Ito's stochastic differential equation, containing unbounded stochastic (usually, Gaussian) "white noise", has not been studied up to now. In this presentation we discuss some possible situations arising in stochastic SMC systems and show that SMC controllers preserve their properties in a special sense: almost all trajectories leave a bounded region around origin a finite number of times.


28 апреляБеляев Михаил Геннадьевич (ИППИ РАН, Москва)
«Моделирование анизотропных зависимостей по выборкам с факторным планом эксперимента» (слайды)

В докладе будет рассмотрена задача регрессии с двумя особенностями, характерными для задач инженерного проектирования: используется факторный план эксперимента, а моделируемая зависимость является пространственно неоднородной. Задача формализуется с помощью предположения, что оцениваемая функция принадлежит анизотропному пространству Соболева. Оценка строится с помощью минимизации некоторого функционала по тензорному произведению одномерных сплайнов. В функционал входит среднеквадратичная ошибка и специальный регуляризирующий штраф на изменчивость модели, заданный вектором параметров. Получена асимптотическая оценка ошибки предложенного метода. Задача построения модели по выборке сводится к задаче оптимизации квадратичной формы высокой размерности с неразреженным гессианом, которая решается с помощью метода сопряженных градиентов. Некоторая замена переменных, а также использование свойств произведения Кронекера позволяет существенно сократить вычислительную сложность нахождения минимума.


19 маяЧехонадских Александр Васильевич (НГТУ, Новосибирск)
«Корневые координаты в синтезе одноканальных САУ пониженного порядка» (слайды, видео)

В докладе рассматриваются теоретические аспекты алгебраического метода синтеза линейных систем управления пониженного порядка. При заданной структуре регулятора ищутся значения его параметров C, обеспечивающие наилучшие корневые показатели качества замкнутой системы. R-градуировочный подход к оптимизации расположения корней во многих примерах приводил к тому, что критические (в том числе оптимальные и субоптимальные) расположения корней достигались при попадании максимального их числа на правую границу области.
Схематически такие расположения представляются критическими корневыми диаграммами, число которых растёт по закону Фибоначчи в зависимости от размерности пространства параметров регулятора. Критическим диаграммам с одинаковым набором кратностей полюсов сопоставляется корневой многочлен, коэффициенты которого выражаются через корневые координаты Xi (действительные и мнимые части корней и др.) Число различных корневых многочленов растёт существенно медленнее, чем число диаграмм, хотя тоже экспоненциально: как последовательность A036469 частичных сумм ряда разбиений натуральных чисел на нечётные части. Эффективное перечисление корневых многочленов осуществляется в лексикографическом порядке. Если достигается критическое расположение корней, то характеристический многочлен системы нацело делится на корневой многочлен данного расположения; формально найденный остаток от такого деления можно приравнять к нулю. Из этого возникает система алгебраических уравнений, связывающая параметры регулятора C и корневые координаты Xi; для одноканальных CAY она линейна по C и позволяет алгебраически выразить параметры регулятора через корневые координаты.


26 маяСорокина Анна Николаевна (НИУ ВШЭ, Москва)
«Оптимизация показов рекламных объявлений в поисковых интернет-системах: разработка методологии подбора порогов входа в рекламный показ» (слайды, видео)

Каждый день в систему показов рекламных объявлений поисковой системы поступает огромное количество объявлений от рекламодателей. Главная цель рекламодателя – чтобы его реклама была показана на главной странице поисковой выдачи по запросам, соответствующим тематике рекламного объявления. В работе была поставлена, математически описана и решена оптимизационная задача отбора рекламных объявлений на запрос с учётом следующих ограничений: суммарный доход поисковой системы и доля запросов, по которым реклама может быть показана над результатами поиска. Критерием оптимальности служит эффективность показов рекламных объявлений, которая определяется удовлетворённостью пользователей и, соответственно, увеличением их внимания к рекламной выдаче на главной странице поиска. В ходе решения задачи оптимизации был получен критерий отбора объявлений и алгоритм подбора его параметров.


2 июняСоболь Виталий Романович (МАИ, Москва)
«Алгоритм решения двухшаговой задачи хеджирования европейского опциона при случайной длительности транзакций» (слайды)

Рассматривается двухшаговая задача минимизации средних затрат на хеджирование европейского колл-опциона. В отличие от известных работ по оценке и хеджированию опционных контрактов, в работе предполагается, что время исполнения одной транзакции случайно и имеет экспоненциальное распределение, параметр которого зависит от объема приобретаемых или продаваемых активов. Также предполагается, что в случае, когда хеджер в момент исполнения опциона не может предоставить необходимый объем базового актива, он может докупить недостающий объем базового актива по цене, превышающей текущую рыночную стоимость. Это предположение гарантирует возможность выполнения обязательства хеджера.
Для решения задачи минимизации средних потерь используется метод динамического программирования. При сделанных предположениях получено выражение для математического ожидания функции будущих потерь хеджера на последнем шаге. Доказана одноэкстремальность математического ожидания функции будущих потерь по управлению на последнем шаге и предложен численный алгоритм для поиска оптимального управления на первом шаге. Работа алгоритма иллюстрируется на примере.


9 июня — к.т.н. Александров Вадим Альбертович, к.т.н. Паленов Максим Владимирович, Шатов Дмитрий Владимирович (ИПУ РАН, Москва)
«Адаптивное бурение с контролируемым давлением» (слайды)

При бурении скважин критически важно поддерживать баланс давлений, такой баланс поддерживается с использованием циркулирующего внутри скважины бурового раствора. Необходимо, чтобы давление в затрубном пространстве скважины лежало в определенных «безопасных» границах: если давление будет слишком малым, то возможен приток жидкости из окружающей породы или в худшем случае разрушение ствола скважины. С другой стороны при слишком высоком давлении возможно разрушение структуры породы, что приводит к утечке бурового раствора или уход направления бурения. Безопасные границы давления часто бывают узкими, особенно при глубоководном бурении или в повторно используемых скважинах.
Бурение с контролируемым давлением (MPD – Managed Pressure Drilling) — это технология, позволяющая точно контролировать давление в затрубном пространстве (на дне скважины). Она позволяет бурить скважины со сложными профилями давления породы, уменьшить потери раствора и приток жидкости из породы. Система бурения с контролируемым давлением описывается нелинейными уравнениями и содержит ряд параметров, которые сложно определить расчетным путем. Для таких систем естественным решением является применение адаптивного управления.
В настоящем докладе приводится описание общей задачи MPD бурения, кратко сообщается об известных подходах к этой задаче и даются результаты применения частотной адаптации к этому процессу. Описывается применение адаптивного управления для контроля давления в системе MPD на конкретной технологической установке. Адаптация построена на основе идентификации модели объекта управления конечно-частотным методом и синтеза ПИД-регулятора по этой модели на основе метода внутренней модели. Приводятся результаты экспериментальных исследований на реальной технологической установке.


8 сентября — к.ф.-м.н. Проскурников Антон Викторович (ИПМаш, Санкт-Петербург)
«Синхронизация в сетевых системах с нелинейными связями и метод абсолютной устойчивости» (слайды )

В последнее десятилетие в теории управления и смежных областях наблюдается колоссальный интерес к явлениям координации (упорядоченного, "регулярного" поведения) в сложных системах (называемых многоагентными системами, сетевыми системами, клеточными сетями и др.), возникающей в результате локальных взаимодействий между подсистемами (называемых также агентами или узлами сети), ни одна из которых не имеет информации о системе в целом.
Модельным примером такой координации, который изучался в большинстве работ по многоагентному и сетевому управлению, является синхронизация состояний либо выходов подсистем. Примерами синхронизации (точной или приближенной) может являться консенсус (согласование) мнений в социальной группе, направленное движение ансамбля частиц, потока автомобилей или формации мобильных роботов, синхронное колебание механических, физических или биологических осцилляторов и др.
Доклад представляет обзор результатов о синхронизации в многоагентных системах, полученные докладчиком в 2010-2015 годах совместо с научным консультантом А.С. Матвеевым.
Особенностью данных результатов является то, что они относятся к случаю нелинейных связей между агентами, который традиционно считается сложным в сетевом управлении. Для вывода условий синхронизации в таких системах были применены, в частности, методы теории абсолютной устойчивости, основанные на замене нелинейностей в системе "квадратичными связями".


15 сентября — д.т.н. Поляк Борис Теодорович (ИПУ РАН, Москва), к.т.н. Кузнецов Олег Николаевич, Чумаченко Виталий Валерьевич (МЭИ, Москва)
«Исследование устойчивости энергосистемы с однополярным электромагнитным тормозом» (слайды, видео)

Недавно для обеспечения устойчивости энергосистем было предложено новое устройство - однополярный электромагнитный тормоз (ЭМТ). Его поведение описывается нелинейным дифференциальным уравнением (обобщающим уравнение математического маятника) с негладким управлением. Ранее для систем с линейной обратной связью такие уравнения рассматривались, начиная с работы Трикоми 1933г.; ряд результатов получен Г.А. Леоновым. Вследствие негладкости управления стандартный подход, связанный с линеаризацией, оказывается неприменим. Техника исследования основывается на введении специальной функции Ляпунова. Исследуется как локальное, так и глобальное поведение решений с управлением и без него, в частности доказывается локальная асимптотическая устойчивость системы с ЭМТ.


22 сентябряСейфуллаев Руслан Эльманович (ИПМаш РАН, С-Петербург)
«Исследование нелинейных гибридных систем методом матричных неравенств» (слайды, видео)

В работе рассматриваются нелинейные системы в форме Лурье с секторными нелинейностями. Система замкнута квантованной по времени линейной обратной связью. Согласно методу переменного запаздывания, предложенного Э.М. Фридман и ее соавторами, эффект квантования моделируется как запаздывание с последующим построением и применением функционалов Ляпунова–Красовского. На основании S-процедуры задача оценки шага квантования сводится анализу разрешимости и решению системы линейных матричных неравенств.
Полученные результаты демонстрируются на примерах задач управления механическими объектами: стабилизации маятника в вертикальном положении, робастная стабилизация в вертикальном положении маятника с трением, синхронизация трех мобильных роботов, стабилизация системы «маятник на тележке», сетевое управление синхронизацией двух систем «маятник на тележке».
Также рассматривается задача управления энергией Гамильтоновых систем в случае квантованных измерений сигнала (квантование по уровню). Подход продемонстрирован на примере управления энергией маятника с помощью обратной связи с квантованием. В качестве номинального алгоритма используется алгоритм скоростного градиента, асимптотически стабилизирующий произвольный уровень энергии в случае отсутствия квантования. В качестве кандидата в функции Ляпунова выбирается квадратичное отклонение между текущим и желаемым уровнем энергии (которая убывает для замкнутой системы без квантования). Показано, что в случае присутствия квантования даже с достаточно малым шагом, функция Ляпунова все равно уже не является всюду убывающей, однако периоды и величины возможного возрастания ограничены, а убывающее поведение является доминирующим. Установлено, что если начальный уровень энергии достаточно отделен от уровня равновесий, то траектория за конечное время войдет в область, близкую к желаемому уровню энергии. Основной результат состоит в получении оценок как для границы ошибки квантования, так и для границ области притяжения и области начальных данных.


29 сентября — семинара не было.


6 октябряBismark Singh (The University of Texas at Austin, USA)
«Optimal Resource Allocation Problems in Renewable Energy» (слайды, видео)

This talk consists of two optimization problems in renewable energy.
First, we study the problem of finding an optimal schedule for running a generator coupled with a wind farm to meet a promised electrical load, with the aim of maximizing revenue. The goal is to design a so-called dispatchable system, which can provide firm energy to a day-ahead or an intra-day market. Highly reliable dispatch can be modeled using joint-chance constraints, but their non-convex nature poses significant computational challenges. We study integer programming formulations of these models motivated by extended variable approaches proposed in literature. As a case study, we present preliminary results based on the wind power data from Texas, USA.
Second, we consider a pumped storage for hydro-electric power generation. By pumping water to a higher elevation when energy prices are low, and releasing water to generate electricity via a hydro turbine when prices are high, the aim is to create revenue. We formulate a stochastic dynamic program to maximize expected revenue under a stochastic model for energy prices under the assumption that we can determine the pumping-and-generating schedule. However, in reality, a pumped-storage unit submits bids for energy-generation and energy purchase to a market. We develop a bidding strategy that allows us to track the desired generate-pump schedule. Thus, we solve a model that yields an optimal block-bidding policy in the sense of tracking the desired stochastic generate-pump policy.


13 октябряКривоконь Дмитрий Сергеевич (СПбГУ, Санкт-Петербург)
«Рандомизированные подходы к оценке положения движущегося объекта при помощи камеры» (слайды, видео)

В работе рассматривается задача оценки координат движущегося объекта на основе изображений, получаемых с одной камеры. Для ее решения предлагаются новые методы, использующие рандомизацию положения камеры в своей основе. Такой подход позволяет построить состоятельные итеративные псевдоградиентные алгоритмы, успешно осуществляющие оценку положения объекта без каких либо существенных ограничений на характер его движения. Это является принципиальным свойством этих методов, отличающим их от существующих аналогов, которые либо используют дополнительные сенсоры, либо предполагают, что объект движется в заранее известных рамках (например, в плоскости или с постоянной скоростью).


20 октябряШатов Дмитрий Владимирович (ИПУ РАН, Москва)
«Идентификация запаздывания одномерных объектов конечно-частотным методом» (слайды)

Задачи идентификации динамических объектов — это широкий класс задач теории управления, различающихся принятыми моделями объектов, классами внешних возмущений и другими параметрами. На практике часто встречаются объекты управления с запаздыванием, тогда их относят к классу специальных объектов, и рассматривают задачу идентификации таких объектов с учетом запаздывания. Разработано большое число подходов к идентификации таких объектов, одним из которых является метод конечно-частотной идентификации. Данный метод идентификации является активным и использует для получения оценок параметров объекта испытательный полигармонический сигнал.
В настоящем докладе описывается подход к идентификации запаздывания, основанный на конечно-частотной идентификации. Данная работа продолжает и развивает известные результаты по идентификации объектов с запаздыванием этим методом.
Предложенный алгоритм представляет собой поисковую процедуру. Алгоритм использует испытательный синусоидальный сигнал, параметры которого (частота и амплитуда) меняются во времени. Определяются частотные параметры объекта для известных частот испытательного сигнала, по ним определяются характерные частоты объекта управления, позволяющие найти оценку запаздывания. Для алгоритма получены оценки числа итераций для определения характерных частот и точности идентифицированной величины запаздывания. Приводятся примеры применения предложенного алгоритма для идентификации объекта управления и при адаптивном ПИД-управлении.


29 октября — д.т.н. Миркин Борис Григорьевич (НИУ ВШЭ, Москва)
«Наступление метрик и проблема оценки уровня научных результатов» (слайды, видео)

В связи с глобализацией, которая, как известно, носит не только географической, но и межпрофессиональной характер, приходится признать, что озабоченность публики, а также правительственных и других финансирующих организаций, количественными характеристиками качества труда учёных (метриками) небезосновательна. В докладе критикуются современные непрямые подходы к оценке вклада и предлагается напрямую оценивать основные составляющие труда учёного: научные результаты, организационные усилия, обучение молодёжи, общественный вклад и промышленное внедрение. Особое внимание уделено проблеме оценки качества научных результатов. Излагаются результаты работы автора и М.А. Орлова по использованию отображения на таксономию предметной области и разработке метода автоматического агрегирования критериев на примере дисциплины "Машинное обучение и анализ данных".


3 ноября — семинара не было.


10 ноябряУсик Егор Владимирович (СПбГУ, Санкт-Петербург)
«Синтез алгоритмов управления на основе пассификации для каскадных систем с возмущениями» (слайды, видео)

В последние годы возникает все больше задач управления, в которых объект управления описывается сложными, взаимосвязанными системами. Среди таких систем выделяются каскадные системы, которые представляют собой последовательное соединение двух или нескольких подсистем. При синтезе алгоритмов управления для каскадных систем оказывается удобно решать задачу поэтапно. Примером поэтапного синтеза является процедура пошагового (попятного) управления или, как ее еще называют, бэкстеппинг (англ. backstepping). Синтез алгоритмов управления по выходу является достаточно сложной задачей, для которой до сих пор нет эффективного условия разрешимости.
Одним из эффективных методов решения задачи синтеза является метод пассификации. Однако существующие подходы к пассификации каскадных систем требуют полного знания всех параметров объекта.
При реализации алгоритмов управления на реальных технических системах разработчики систем сталкиваются с переходом от непрерывных систем к дискретным. Управляющие сигналы обрабатываются и формируются с помощью микропроцессоров и поэтому тоже имеют дискретную природу. Важными являются также задачи учета возмущения и стабилизации систем управления с квантизацией по выходу или по состоянию.
В докладе будут представлены следующие результаты:
- получены условия синхронизации и пассификации каскадных нелинейных систем с помощью метода бэкстеппинга управляемых с помощью дискретного регулятора с возмущениями и квантизатором (статическим и динамическим);
- получена оценка вектора состояния при наличии ограниченного возмущения в системе;
- оптимизирована оценка ошибки выхода нелинейной каскадной системы, полученная ранее, на основе метода инвариантных эллипсоидов.


17 ноября — семинара не было.


24 ноября — д.ф.-м.н. Шевляков Георгий Леонидович (СПбПУ, Санкт-Петербург)
«Робастное оценивание коэффициента корреляции» (слайды, видео)

Рассматриваются робастные методы оценивания коэффицента корреляции двумерного нормального распределения. Предлагаются различные варианты минимаксных по смещению и дисперсии (в смысле Хьюбера) робастных оценок на классе двумерных распределений с независимыми компонентами (Independent Component Distributions). Проводится сравнение полученных робастных оценок с их классическими аналогами на малых и больших выборках (в асимптотике), и формулируются практические рекомендации по их использованию.


1 декабря — д.ф.-м.н. Александров Альберт Георгиевич (ИПУ РАН, Москва)
«Синтез регуляторов по показателям точности и быстродействия для неминимально-фазовых объектов» (слайды, видео)

Предлагается метод синтеза регуляторов одномерных, неминимально-фазовых объектов при неизвестных, ограниченных внешних возмущениях. Метод основан на определении параметров тождества Безу. Находятся достижимые показатели точности и быстродействия.


8 декабря — семинара не было.


15 декабряАртемов Алексей Валерьевич (ИППИ РАН, Москва)
«Алгоритмы фильтрации сигналов с трендом в задачах обнаружения разладки»

В настоящей работе обсуждается проблематика обнаружения отказов (программных сбоев, сетевых атак и аномалий) больших информационных систем. Статистический анализ данных, собираемых в ходе эксплуатации последних (измерения количества обработанных запросов и средней длительности ожидания в единицу времени, измерения сетевого трафика и др.), показывает, что их статистические характеристики обладают рядом особенностей, оказывающих прямое влияние на эффективность детектирования названных поломок.
Будучи системами массового обслуживания, большие информационные системы испытывают антропогенные циклы нагрузки на множестве масштабов времени, поэтому для успешного решения задачи обнаружения отказов реальных информационных систем необходим эффективный аппарат математического моделирования квазипериодических сигналов. Другой значимой характеристикой потоков данных в больших информационных системах можно назвать свойственную им длинную память (long-range dependence), которая является основной причиной возникновения всплесков нагрузки и присутствует на чрезвычайно большом диапазоне масштабов времени. Для идентификации и оценивания целого класса реальных сигналов необходимо использование специальных стохастических моделей, включающих свойство длинной памяти.
Наконец, часто на практике не представляется возможным определить точную математическую модель возникающего отказа. Последнее позволяет рассматривать известные процедуры как "слабые" детекторы в задаче обнаружения разладок реальных информационных систем. Таким образом, когда точная математическая модель отказа не может быть сформулирована, однако имеется множество слабых детекторов, для получения лучшей предсказательной силы необходимо использовать ансамбль "слабых" детекторов.


22 декабря — д.т.н. Курдюков Алекандр Петрович, к.ф.-м.н. Кустов Аркадий Юрьевич, Юрченков Александр Викторович (ИПУ РАН, Москва)
«Системы с мультипликативными шумами в анизотропийной теории: подходы к решению одной из задач анализа»

В теории анизотропийного управления традиционно рассматриваются объекты, представимые в виде линейной системы, возмущенной стационарной последовательностью гауссовских случайных векторов. При такой постановке решены многие задачи анализа систем и синтеза анизотропийных регуляторов и фильтров. Свойство линейности системы, описывающей объект управления, является важнейшим при получении всех результатов.
Одним из видов возможной нелинейности является присутствие мультипликативных шумов в модели объекта управления.
В рамках доклада приводится обзор вариантов решения задачи об условиях ограниченности анизотропийной нормы системы с мультипликативными шумами.
Отмечены недостатки существующих подходов и предложен новый подход, лишенный этих недостатков.


29 декабря — д.ф.-м.н. Рапопорт Лев Борисович (ИПУ РАН, Москва)
«Аномальные измерения в задачах точной спутниковой навигации и методы их изоляции» (слайды)

При использовании методов точной спутниковой навигации для задач управления мобильными роботами возникает проблема надежности решения. Основное препятствие на пути получения высокой точности навигации состоит в наличии аномальных сигналов в спутниковых измерениях. Совместность и целостность измерений важна для точной работы спутникового навигационного оборудования. Целостность данных может быть нарушена вблизи препятствий, затенений, на границах сельскохозяйственного поля вблизи деревьев.
Многие известные подходы к анализу аномальных данных основаны на прямом переборе, имеющем экспоненциальную трудоемкость, и плохо реализуемы в реальном времени. Одним из разновидностей аномальностей являются скачки фазы принятого сигнала вызванные перескоком нелинейной системы автоматического слежения за фазой в окрестность другого положения равновесия.
В модели навигационных измерений вектор ошибок разделяется на шум с заранее известными статистическими свойствами и вектор аномальных выбросов. Последний может быть произвольно большим, но разреженным. Это означает, что основная часть его компонент равна нулю и лишь небольшая и заранее не известная часть отлична от нуля.
Разреженность вектора аномальных выбросов является ключевым свойством, на котором построен подход "compressive sensing".



L7 2003—2016