Автореферати та дисертаційні роботи
Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2995
Browse
7 results
Search Results
Item Методи та засоби моделювання петлі Бойда у військових застосуваннях з використанням онтологічного підходу(Національний університет "Львівська політехніка", 2016) Оборська, Оксана ВолодимирівнаУ дисертації вирішено науково-прикладне завдання розроблення методів та засобів побудови систем підтримки прийняття рішень у конкурентному середовищі з використанням онтологічного підходу. Для моделювання процесу підтримки прийняття рішень у військовій сфері розроблено математичне забезпечення та методи використання онтології предметної області на чотирьох етапах петлі Бойда (OODA – спостереження, орієнтація, рішення, дія). Розроблено архітектуру підсистеми підтримки прийняття рішень командирами тактичних ланок, яка складається із модулів, що задають відповідний етап петлі OODA. Центральною компонентою такої підсистеми є онтологія предметної області. Розроблено програмне забезпечення для кожного з етапів петлі OODA на основі побудованих методів з використанням онтологічного підходу. Наведено приклади функціонування побудованих програмних модулів. В диссертации решено научно-прикладное задание разработки методов и средств построения систем поддержки принятия решений в конкурентной среде с использованием онтологического подхода. Для моделирования процесса поддержки принятия решений в военной сфере разработаны математическое обеспечение и методы использования онтологии предметной области на четырех этапах петли Бойда (OODA – наблюдение, ориентация, решение, действие). Разработана архитектура подсистемы поддержки принятия решений командирами тактических звеньев, которая состоит из модулей соответствующих этапам петли OODA. Центральной компонентой такой подсистемы является онтология предметной области. Разработано программное обеспечение для каждого из этапов петли OODA на основе построенных методов и онтологического подхода. Приведены примеры функционирования построенных программных модулей. In the thesis scientific and practical task of methods and means development for building decision support systems in competitive environment by using ontological approach is solved. The efficiency increase of such systems through the use of developed mathematical tools and software supply, based on the use of ontology in these systems, the adaptation of ontology to the specificity of domain problems is achieved. During the research the following scientific and practical results are obtained. The development expediency of mathematical models, methods and tools for decision support in a competitive environment with the use of the ontological approach to the subject areas in which knowledge is clearly regulated are justified. Such a subject area is the military sphere. Boyd loop model based on Moore automaton is developed. The states of the automaton are the Boyd loop stages as well as processes of ontology editing and search for relevant knowledge in the ontology. The possible transitions between the stages of the automaton and which parameters are transmitted at the same time are defined. Such an automaton is the basis for building of GF AFU (Ground Forces of the Armed Forces of Ukraine) tactical units by decision support subsystem commanders. For modeling the decision support process in the competitive environment the mathematical supply and methods of using the domain ontology in four OODA loop stages (observation, orientation, decision, action) are developed. So for the military sphere on the stage of «Оbservation» the reconnaissance data are analyzed by the subject area ontology in order to determine the strengthes and weaknesses of the enemy. On the «Оrientation» stage the ontological data are used for simulation modeling of the possible course of the fight and for the optimal placement of own forces. In the «Decision» stage the target distribution method based on genetic algorithms, which allows to reduce the computational complexity, and thus significantly speed up the time needed for tactical section commander for decision making. Probability data concerning the destruction of enemy forces with the use of the certain means, which is input data of the developed method, are taken from the ontology based on the analysis of the normative tables. Also, in order to improve the efficiency of possible solutions in the ontology expert knowledge based on the descriptive logic is presented. Method of using adaptive ontologies in applied subject areas such as military applications taking into consideration the experts definition of ontology individual elements weights, allows us to increase the effectiveness of such Boyd loop stages as «Orientation» and «Decision» during a simulation modeling of the fight flow and target distribution. In some situations, the use of expert rules contained in the ontology allows 20 % probability to increase the own forces intact. The architecture of decision support subsystem which consists of modules that determine the appropriate stages of the OODA loop is developed. The central component of the decision support subsystem is the subject area ontology. Such ontology of the DF AFU is built. The main elements of ontology is fighting sets, their tactical and technical characteristics, combat statute, normative documents that define the extent of fire damage, and etc. The definition of separate elements of ontology with the use of descriptive logic is made. The software for each stage of the OODA loop based on the created methods and ontological approach is developed. For the «Observation» stage the mobile application «Military intelligence», which processes the reconnaissance information and transmits it to the command staff is developed. For the realization of the «Orientation» stage the simulation modeling module is developed, the input data of which is the obtained reconnaissance information and the output point of which is the plan of own forces location. For the realization of «Decision» stage the module of the efficient target distribution is developed, the input data of which is the probability of targets attack by certain fire means, and the output is the conformity of fire means to enemy target, which it attacks. For the "Action" stage the mobile application «Adjustment» is developed that corrects shooting. The use of the developed models, methods and software modules gave an opportunity to reduce up to 30 % the time spent by tactical units commanders for planning of military actions.Item Покращення якості електротехнічних систем з дробовими інтегрально-диференційними ланками(Національний університет "Львівська політехніка", 2013) Бушер, Віктор ВолодимировичДисертація присвячена розвитку теорії синтезу систем з підпорядкованим управлінням координат з довільним порядком астатизму замкнених контурів і покращенням якості регулювання порівняно з системами з цілим порядком астатизму, яка застосована до електротехнічних систем контролю мікроклімату і систем рекуперації кінетичної енергії електромобілів з суперконденсаторами. Для визначення структури і параметрів регуляторів запропоновано методи синтезу замкнених контурів з порядком астатизму від 0 до 1 і від 1 до 2 з оптимальними динамічними і статичними показниками. Розроблено узагальнений метод ідентифікації параметрів дробово-інтегральних і дробово-аперіодичних об’єктів на базі генетичних алгоритмів. Розроблено методи швидкого чисельного розрахунку дробових інтегралів з постійним кроком на базі модифікованої форми Рімана-Ліувіля, які забезпечують можливість їх застосування в мікропроцесорних системах управління і моделювання в MATLAB/SIMULINK. Розроблено вдосконалену модель процесів заряду/розряду суперконденсатора (СК) з урахуванням його дифузійних і адсорбційних властивостей і методи ідентифікації параметрів моделі, на базі якої отримано аналітичну залежність для визначення енергетичної ефективності циклу заряду/розряду СК для вибору необхідної ємності СК в системах рекуперації кінетичної енергії електромобілів, а також синтезовано регулятор заряду батареї СК, який без використання схем вирівнювання напруги виключає пробиття батареї внаслідок перенапруг, зумовлених дифузійними процесами. Розроблено систему погодженого управління швидкістю вентиляторів і нагрівачів/охолоджувачів в кліматичних установках різних типів з дробовими ПІ-регуляторами для підтримки температури з високою динамічною і статичною точністю при збуреннях і змінах параметрів об’єктів управління. Диссертация посвящена развитию теории синтеза систем с подчиненным регулированием координат в области произвольных порядков астатизма от 0 до 2 для повышения качества регулирования по сравнению с системами с целочисленным порядком астатизма применительно к электротехническим системам контроля микроклимата и рекуперации кинетической энергии электромобилей на базе суперконденсаторов. Для определения структуры и параметров регуляторов предложены методы синтеза замкнутых контуров с порядком астатизма от 0 до 1 и от 1 до 2 с оптимальными динамическими и статическими показателями. Разработан унифицированный метод идентификации параметров дробно-интегральных и дробно-апериодических объектов на базе генетических алгоритмов. Разработаны методы быстрого численного расчета дробных интегралов с постоянным шагом на базе модифицированной формы Римана-Лиувилля, уменьшающие в 20…50 раз погрешность дискретного дробного интегрирования для входных сигналов произвольной формы, допускающие нормирование коэффициентов до 15 битных целых чисел, что обеспечивает возможность их применения в микропроцессорных системах управления. Созданы два типа моделей дробно-интегрирующего звена для среды MATLAB/SIMULINK, легко встраиваемые в модели регуляторов и объектов управления с такими свойствами, включая изменяющийся во времени порядок интегрирования. Разработана усовершенствованная модель суперконденсатора (СК) и методы идентификации параметров модели по переходным и амплитудно-фазовым характеристикам, описывающая свойства СК в широком частотном диапазоне с использованием только четырех параметров, два из которых – емкость и активное сопротивление – имеют привычный физический смысл. Предложенная мо-дель и методы идентификации могут быть использованы при подборе, определении остаточного ресурса и пригодности к эксплуатации суперконденсаторов в системах электропитания гибридных электромобилей. Получена аналитическая зависимость для определения энергетической эффективности цикла заряда/разряда СК с учетом диффузионных и адсорбционных процессов, что позволяет уточнить выбор необходимой емкости СК в системах рекуперации энергии. Синтезирован регулятор заряда СК, который без использования схем уравнивания напряжений исключает пробой собранных в батарею суперконденсаторов из-за перенапряжений, обусловленных диффузионными процессами. Показана возможность применения регулятора в составе системы управления автономным электротранспортным средством в спортивном и городском режимах работы. Предложена методика энергетического мониторинга электротехнических систем вентиляции и кондиционирования, исключающая погрешности косвенного измерения показателей тепло- и холодопроизводительности за счет статической и динамической идентификации параметров по результатам измерения температуры воздуха и потребляемой электрической энергии. Разработан блок дробных ПИ-регуляторов для согласованного управления скоростями приточного и вытяжного вентиляторов, мощностью нагревателя/охладителя в канале вентиляции и системе отопления в климатических установках различных типов, обеспечивающий поддержание температуры в обслуживаемом помещении в квазиустановившемся режиме с высокой статической и динамической точностью независимо от возмущающих воздействий и изменений параметров объектов управления. Предложена функциональная схема автономного контроллера систем приточно-вытяжной вентиляции, в том числе с пассивной и активной рекуперацией тепла. The dissertation devoted to development of the theory of synthesis of control systems with the subordinate regulation with astaticism orders from 0 to 2 for an improvement in the quality of regulation. The theory is used for climate control systems with active and passive thermal energy recovery and for kinetic energy recovery systems (KERS) in the electric cars. The methods of the synthesis of the close loop systems outlines with the order of astaticism from 0 to 1 and from 1 to 2 with the optimum dynamic and static indices are designed. The standardized method of the identification of the parameters of fractional integrated and fractional inertial objects based on genetic algorithms is improved. The methods of rapid calculation of the fractional integrals on the basis modified discrete form of Riemann-Liouville are developed. It made possible an application of fractional integrated regulators in the microprocessor control systems and convenient simulation in the IDE MATLAB/SIMULINK. The improved model of supercapacitor (SC) and the methods of the identification of its parameters are developed. Analytical determining of the energy effectiveness of the charge/discharge cycle taking into account diffusion processes based on this model is obtained. The charge current regulator of the series-connected SCs for their protection from the overvoltage in the KERS is synthesized.Item Структурна ідентифікація різницевих операторів методами аналізу інтервальних даних(Національний університет "Львівська політехніка", 2012) Войтюк, Ірина ФедорівнаДисертаційна робота присвячена актуальній науковій задачі структурної ідентифікації різницевих операторів на основі аналізу інтервальних даних, отриманих за результатами спостережень реальних процесів з похибками, обмеженими за амплітудою. Проаналізовано особливості застосування макромоделей у вигляді різницевих операторів для моделювання процесів в системах екологічного моніторингу. Проведено аналіз відомих методів та алгоритмів ідентифікації макромоделей об’єктів в умовах структурної невизначеності і сформульовано можливі напрями розвитку цих методів. Розроблені кількісні критерії оцінки якості та складності структури макромоделей у вигляді інтервальних різницевих операторів, перевірено їх працездатність для пошуку оптимальної структури моделі. Формалізовано задачу багатокритеріального синтезу структури макромоделей у вигляді різницевих операторів на основі інтервальних даних. Розроблено новий метод структурної ідентифікації макромоделей у вигляді різницевих операторів на основі аналізу інтервальних даних із застосуванням генетичних алгоритмів, зокрема проведено модифікацію відомих операцій селекції та схрещування. Розроблено програмне забезпечення та на його основі проведено апробацію розроблених методу та алгоритму структурної ідентифікації інтервального різницевого оператора для розв’язуванні задач макромоделювання процесів поширення концентрацій шкідливих викидів діоксиду азоту в м. Тернополі. Диссертационная работа посвящена решению актуальной научной задачи структурной идентификации разностных операторов на основе анализа интервальных данных, полученных по результатам наблюдений реальных процессов с погрешностями, ограниченными по амплитуде. Проанализированы особенности применения макромоделей в виде разностных операторов для моделирования процессов в системах экологического мониторинга. Проведен анализ известных методов и алгоритмов идентификации макромоделей объектов в условиях структурной неопределенности и сформулированы возможные направления развития этих методов. Разработаны количественные критерии оценки качества и сложности структуры макромоделей в виде интервального разностного оператора, проверено их работоспособность для поиска оптимальной структуры модели. Формализована задача многокритериального синтеза структуры макромоделей в виде разностных операторов на основе интервальных данных. Разработан новый метод структурной идентификации макромоделей в виде разностных операторов на основе анализа интервальных данных с применением генетических алгоритмов, в частности проведено модификацию известных операций селекции и скрещивания. Разработано программное обеспечение и на его основе проведена апробация разработанных метода и алгоритма структурной идентификации интервальных разностных операторов для решении задач макромоделирования процессов распространения концентраций выбросов диоксида азота в г. Тернополе. Dissertation is devoted to the actual scientific task of structure identification of difference operators based on analysis the interval data obtained in the observations of real processes with errors, bounded by the amplitude. It is analyzed the features of using the macromodels in kind of difference operators for modeling the processes in the environmental monitoring systems. It is conducted the analyzing the known methods and algorithms for identification the macromodels of objects in terms of structure uncertainty and the possible directions for development of these methods is formulated. It is shown that existing methods of macromodeling processes in the kind of difference operators in conditions of structure uncertainty are unsuitable for the synthesis of macromodels based on interval data analysis, as based on combinatorial algorithms and oriented to the verification of the model structure as the criterion of regularity. It is proved using the genetic algorithms for searching optimal model and to avoid combinatorial complexity of algorithms for realization the method of structure identification. Introduced and substantiated the concept of interval difference operator, which enables us to construct adequate models based on experimental data presented in interval form. The basis of the construction of such difference operator is the criterion for inclusion of discrete interval estimations of predicted output characteristics of the object on the basis of the received model in corridor of discrete interval values of this characteristic, derivable as a result of experiment. Proposed and substantiated indicators of estimation of quality of the model structure in the form of of interval difference operator, that, unlike existing, offered: a guaranteed accuracy of the macromodel within the errors of experimental data; quantitatively estimate the model complexity and completeness that is necessary for achieving the goal of modeling. It is verified the capacity of quantitative criteria for evaluating the quality and complexity of structure macromodels in the form of interval difference operators to find the optimal model structure. The task of multi-criteria synthesis of structure of macromodels in the form of difference operators on the basis of interval data is formalized. The new method of structure identification the macromodels in the kind of differentce operators on the basis of interval data using genetic algorithms is created. This method is marked the criterion of selection and decline of calculable complication. The features of the method are: estimation of the compatibility of interval systems of nonlinear algebraic equations at each iteration of searching optimal models to ensure the given accuracy; using the genetic algorithm with modified basic operation of the crossing, built on a «playing lottery» and with coding of chromosomes using the decimal system calculus. Thus input variables for realization of method are: the set of structure elements; interval, which includes the number of structure elements of optimal model; parameter, which is named the size of freedom of choice of the best models. So it provides a solution of multicriterion problem of structure identification the macromodel with guaranteed predicted properties and controlled complexity. The software is created and it is held the approbation of created method and algorithm of structure identification the interval difference operators for solving the tasks of macromodeling processes emissions of nitrogen dioxide concentrations in the city of Ternopil. It is established that the dynamics pollutant emissions of concentrations is largely depend from the the daily cycle of change of intensity of transport traffic. Based on real data with interval errors using the methods of structure identification the interval difference operator it is constructed the field emissions of nitrogen dioxide concentrations of vehicles in the center of Ternopil.Item Математичне та програмне забезпечення обчислювальних машин і систем(Національний університет "Львівська політехніка", 2010) Тичковський, Роман ОлександровичThe thesis deals with the substantial optimization of the distribution of information and computing resources among units of computer networks, developing mathematical models of resource allocation algorithms and finding the optimal or near optimal distributions. Mathematical models and algorithms sharing computing resources among nodes computing clusters are developed. A heuristic algorithm, the modified genetic algorithm and branch and bound algorithm for determining optimal or near optimal allocation of resources among units of computer networks are proposed. A mathematical model to optimize user access to Internet information servers, which take into account the probability distribution reference to pages server is developed. The ratio to find the parameters under which the expectation of the total time required to search for information, reaches a minimum is found. The software system on the basis of mathematical models mentioned, heuristics and genetic algorithms for finding the optimal distribution of files among distributed database of computer network nodes is developed. The first chapter deals with a review of existing means of optimization of computer networks, analyzis of the mathematical apparatus used. General problem of optimal information and computational resources among nodes networks is formulated. The choice of controlled variables and parameters of optimization is arguments. The interdependence between different numerical criteria used in the optimization of computer networks is investigated. The second chapter considers the development of following mathematical models: model of optimal distribution of copies of files among network nodes, where the optimality criterion selected amount of data that is sent via communication channels per unit time; model of optimal utilization of computing resources in network nodes (clusters, grid systems) where time of problems solving should be minimize; model of optimal information access on internet servers where the optimality criterion is the expectation of the total time required to search page. Mathematical models are developed regarding on a set of factors that affect the structure and functioning of the network. The third chapter discusses the algorithms for optimal or near optimal allocation of resources among units of computer networks such as heuristic, genetic and branch and bound algorithms. New heuristic algorithm on the basis of mathematical model determining the optimal number of copies of files and their distribution among the nodes of computer networks is proposed. The estimation complexity of the algorithm is made. The developed heuristic algorithm to find optimal or near optimal distribution of files among network nodes. The algorithm consists of two stages. In the first stage the initial distribution, which will be the best, if not take into account the restrictions imposed on the distribution is found. The second stage consists of several steps. With each step a file from crowded nodes so as to achieve the minimum objective function value increase. The second stage of the algorithm continues until it finds the optimal or close to the optimal distribution. The adaptation of branch and bound algorithm for solving generalized assignment problem is performed. A modification of the genetic algorithm, which, due to specially selected encoding reduces the chromosome length and takes into account the conditions imposed on the solutions of problems is proposed. Thus, the length of the binary image that represents a potential solution for the problem of optimization to shrink from to enabling significantly reduce the time needed for the genetic algorithm to complete the task. The fourth chapter the work of software system designed for optimal distribution of files among computer network nodes is described. The system collects statistical material on requests for files and correction messages, calculates the intensity of traffic and makes recommendations concerning the optimal allocation of files among computer network nodes. Диссертация посвящена исследованию оптимизации распределения информационных и вычислительных ресурсов среди узлов компьютерных сетей, разработке математических моделей распределения ресурсов и алгоритмов нахождения оптимальных или близких к оптимальным распределений. В диссертационной работе разработаны математические модели и алгоритмы нахождения оптимального распределения вычислительных ресурсов среди узлов вычислительных кластеров. Разработан эвристический алгоритм, предложен модифицированный генетический алгоритм и алгоритм веток і границ для определения оптимального или близкого к оптимальному распределения ресурсов среди узлов компьютерных сетей. Разработаны математические модели оптимизации доступа пользователей к информации интернет-серверов, которые учитывают распределение вероятностей обращения к страницам сервера, выведено соотношения для нахождения параметров, при которых математическое ожидание общего времени, необходимого для поиска информации, достигает минимума. Разработан программный комплекс, у котором использовано разработанные математические модели, эвристические и генетические алгоритмы отискания оптимального распределения файлов распределённой базы данных среди узлов компьютерной сети. Дисертація присвячена дослідженню оптимізації розподілу інформаційних та обчислювальних ресурсів серед вузлів комп’ютерних мереж, розробці математичних моделей розподілу ресурсів та алгоритмів знаходження оптимальних або близьких до оптимальних розподілів. Розроблено математичні моделі та алгоритми знаходження оптимального розподілу обчислювальних ресурсів серед вузлів обчислювальних кластерів. Запропоновано евристичний алгоритм, модифікований генетичний алгоритм та алгоритм гілок і меж для визначення оптимального або близького до оптимального розподілу ресурсів серед вузлів комп’ютерних мереж. Розроблено математичні моделі оптимізації доступу користувачів до інформації інтернет-серверів, які враховують розподіл ймовірностей звертання до сторінок серверу, виведено співвідношення для знаходження параметрів, за яких математичне сподівання загального часу, необхідного для пошуку інформації, досягає мінімуму. Розроблено програмний комплекс, у якому використано розроблені математичні моделі, евристичні і генетичні алгоритми відшукання оптимального розподілу файлів розподіленої бази даних серед вузлів комп’ютерної мережі.Item Розроблення і використання генетичних алгоритмів для розв’язання задач САПР розкрою плоских заготовок(Національний університет "Львівська політехніка", 2010) Кривий, Ростислав ЗіновійовичIn the thesis the method of location and spacing of rectanglar shape blanks and the algorithm for solving location and spacing issues of arbitrary shape blanks on an arbitrary plane based on the theory of genetic algorithms have received the further development. Particular attention is paid to the methods of flat parts grouping in a plane and using templates, which helped optimize cutting area and reduce the waste material. This thesis investigates the influence of patterns for optimal solutions, using genetic algorithms and based on theorem templates added stochastic variable mathematical model for determining the number of templates. Structure of the system was developed for genetic search, which provided an important role for working on template decision. Program-Methodical Complex, which are built on the developed framework allows to investigate factors that affect the temporal performance of various types of evolutionary algorithms. В диссертации исследованы особенности решения задач раскроя плоских заготовок. Проанализированы существующие методы оптимизации планов раскроя промышленных материалов. Исследовано также развитие эволюционных алгоритмов, идея работы которых заимствована у живой природы. Проведена классификация программных продуктов в данной области. Исследовав особенности раскроя прямоугольных заготовок, можно выделить два важных аспекта. Первый состоит в формировании критерия оптимальности, а второй – в выборе эффективного метода решения задачи оптимизации по выбранному критерию. Целевыми функциями для проектирования планов раскроя могут служить любые показатели, которые обеспечивают экономию сырья или характеризуют эффективность работы оборудования для раскроя или цеха раскроя прямоугольных заготовок. С целью оптимизации решения задачи раскроя прямоугольных объектов был использован генетический алгоритм. В данном алгоритме использована диплоидная модель описания хромосом решений, в которой содержится не только информация о последовательности заготовок, но и об их ориентации. Соответственно выбранной модели был построен оператор скрещивания, максимально приближенный реальным биологическим процессам. Использование шаблонов в генетическом алгоритме привело к более быстрому нахождению решения задачи прямоугольного раскроя. Задача размещения объектов произвольной формы является значительно более сложной, чем для прямоугольных объектов. В работе эта задача разбивается на две составляющие. Первая – это построение карты раскроя с использованием определенных эвристических подходов. Вторая составляющая – оптимизация последованости размещения с целью получения максимальной плотности расположения заготовок, что обеспечивает минимальные потери. Для улучшения группирования заготовок использованы результаты анализа сегментов их ограничивающих контуров. Заготовки с минимальными потерями площади при стыковке объединяются в группы. Для решения задачи размещения объектов произвольной формы при их группировании предложено использовать шаблоны в алгоритмах генетического типа. Рассмотрены особенности работы с шаблонами. Результаты исследований показали, что использование шаблонов приводит к значительному ускорению получения оптимального результата. С учетом особенностей генетических алгоритмов разработана структура программной системы, где кроме основных генетических операторов большое внимание уделяется работе над шаблонами решений. Разработанный программно-методический комплекс “ГЕН” позволяет максимально компактно оперировать данными, создавать модели генетических алгоритмов и т.д. В дисертації на основі теорії генетичних алгоритмів отримав подальший розвиток метод розкрою прямокутних об’єктів і алгоритм розв’язання задач розкрою і розміщення заготовок довільної форми в площині довільної форми. Особливу увагу приділено методам групування плоских заготовок в площині і використанню шаблонів, що дало змогу оптимізувати площу розкрою і зменшити відходи матеріалу. В роботі досліджено вплив застосування шаблонів на знаходження оптимального рішення за допомогою генетичних алгоритмів, а також, на основі теореми шаблонів, доповнено стохастичною змінною математичну модель визначення кількості шаблонів. Було розроблено структуру системи для генетичного пошуку, в якій важлива роль надається роботі над шаблоном рішень. Програмно-методичний комплекс, створений на основі розробленої структури, дозволяє дослідити чинники, що впливають на часову ефективність різних видів алгоритмів еволюційного типу.Item Вдосконалення генетичного алгоритму автоматизованого призначення допусків на параметри елементів радіоелектронних пристроїв(Національний університет "Львівська політехніка", 2009) Артюшенко, Богдан АндрійовичДисертацію присвячено подальшому розвитку методичного та алгоритмічного забезпечення синтезу описів технічних об’єктів у системах автоматизації проектувальних робіт радіоелектронних пристроїв, зокрема призначення допусків на параметри елементів. Вдосконалено: генетичний алгоритм призначення допусків на параметри елементів радіоелектронних пристроїв з обмеженнями на немонотонні, багатопараметричні вихідні функції, який базується на поєднанні генетичного алгоритму з методом функції чутливості; модель розпаралелення генетичного алгоритму призначення допусків для локальної комп’ютерної мережі. Розроблено програмну систему автоматизованого призначення допусків радіоелектронних пристроїв. Основні результати роботи впроваджені на промислових підприємствах та використовуються для проектування радіоелектронних пристроїв, їх використано також у навчальному процесі та при проведенні науково-дослідних робіт. Диссертация посвящена дальнейшему развитию методического и алгоритмического обеспечения синтеза описаний технических объектов в системах автоматизации проектировочных работ, в частности назначения допусков на параметры элементов радиоэлектронных устройств. Усовершенствовано: генетический алгоритм назначения допусков на параметры элементов радиоэлектронных устройств с ограничениями на немонотонные, многопараметрические выходные функции, который базируется на объединении генетического алгоритма с методом функции чувствительности; модель распараллеливания генетического алгоритма назначения допусков для локальной компьютерной сети. Разработано программную систему автоматизированного назначения допусков радиоэлектронных устройств. Основные результаты работы внедрены на промышленных предприятиях, используются в учебном процессе и при проведении научно-исследовательских работ. The thesis is devoted to further improvement in methodical and algorithmical support of tolerance parametrical assignment on technical (electronic) devices during computer-aided design, and especially in radioelectronic devices with constraints on multiparameter, computationally hard nonmonotonous and polyextremal output functions with or without known analytical form of derivative tolerance allocation. New special embryology is provided to work out multiparameter tolerance synthesis problems for discrete and continues symmetrical and asymmetrical tolerance domains. Tolerance analysis was modified for genetic algorithm and is based on multivariant and sensitive tolerance analysis in conjunction with testing on intersection with known regions of operational uncapabilities of previously found genomes, thus time consumption was decreased. Method of coefficients was connected with genetic algorithm to decrease number of generated unsatisfactory decisions, thus decreasing possibility of evolution failures because of no variations in population, a new procedure of fitness evaluation was introduced in genetic algorithm because of strong constraints on tolerances; parameters of evolution were considered for time decreasing and stability improvement. Paralleling approaches of genetic algorithm computation for local computer network and cluster were studied to further decrease time of calculation. A new model of parallel genetic tolerance assignment algorithm was introduced for computer network, which is based on island model genetic algorithm, but use time-based synchronization with parallel migration and fitness calculation, thus taking into account varying time of fitness estimation for tolerance synthesis. For parallel cluster hardware (clusters of Glushkov Institute of Cybernetics NAS Ukraine were used) environment parallel genetic algorithm was studied and modified. Introduced algorithms and models can be used for computer aided asymmetrical and symmetrical tolerance assignment on parameters of radio-electronic devices (on antenna example), with given range of possible values of discrete tolerances or continuous tolerances, for minimizing price or maximizing target quality functions, maximizing tolerance domain volume. Based on developed methods the special software named GTOL for tolerance allocation on elements’ parameters of electronic devices (especially for vibrator antenna and SPICE modelled electrical circuits) was developed. The software works on single processor and multiprocessor computers and computer networks. The software can be used for real tasks and works with CAD systems (NEC, SPICE). The developed software gives much wider tolerance region then known analogues. The main scientific results of the work and developed program system were used by State Enterprise “Scientific and Production Complex “Iskra”” (Zaporizhzhya, Ukraine) for developing new and improving existed radio-electronic and antenna devices of radiolocation systems, for educational process of Zaporizhzhya National Technical University and for government-supported scientific research.Item Структурна ідентифікація моделей “вхід-вихід” статичних систем на основі аналізу інтервальних даних(Національний університет "Львівська політехніка", 2008) Манжула, Володимир ІвановичДисертаційна робота присвячена розробці критеріїв оптимальності структури моделей “вхід-вихід” статичних систем та методів структурної ідентифікації на основі аналізу інтервальних даних. В роботі формалізовано критерій повноти моделі для випадків активного та пасивного експериментів, що відображає ступінь урахування реальних зовнішніх впливів на систему у властивостях побудованої моделі. Формалізовано задачу багатокритеріального синтезу структури моделей „вхід-вихід” статичних систем на основі інтервальних даних для більш повного урахування специфіки досліджуваного об’єкту та відображення його властивостей у моделях. Розроблено методи структурної ідентифікації інтервальних моделей для активних та пасивних експериментів. Запропоновано генетичний алгоритм синтезу структури інтервальних моделей на основі пасивного експерименту. Розроблений програмний комплекс для структурної ідентифікації, який застосовано для побудови інтервальних моделей фонових рівнів шкідливих викидів в атмосфері. Диссертационная работа посвящена разработке критериев оптимальности структуры моделей “вход-выход” статических систем и методов структурной идентификации на основе анализа интервальных данных. В работе формализирован критерий полноты модели, который отображает степень учета реальных внешних воздействий на систему в свойствах построенной модели для случаев активного и пассивного экспериментов. Формализирована задача многокритериального синтеза структуры моделей "вход-выход” статических систем на основе интервальных данных для более полного учета специфики исследуемого объекта и отображения его свойств в моделях. Разработаны методы структурной идентификации интервальных моделей для активных и пассивных экспериментов. Предложен генетический алгоритм синтеза структуры интервальных моделей на основе пассивного эксперимента. Разработан программный комплекс для структурной идентификации, который применен для построения интервальных моделей фоновых уровней вредных выбросов в атмосфере. Dissertation is devoted to development of criteria of optimum of structure of “input-output” models of the static systems and structural identification methods on the basis of interval data analysis. The existent methods of structural identification within the limits of stochastic and interval approaches are analyzed. Conditions for which stochastic methods are useless for application are specified. Absence in interval methods of the systematized approach to formalization of quantitative criteria of models structure quality estimation and failure to take account in the course of structural identification of completeness of reflection of intercommunications between the modeled system characteristics and influence factors on them are shown. The criterion of model completeness has been formalized for the cases of active and passive experiments, which represent the degree of taking into account the real external influences on the system in properties of the built model. The task of multi-criterion synthesis „input-output” models structure of the static systems is formalized on the basis of interval data for more complete taking into account of specific character of the researched object and reflection of its properties in models. The new method of structural identification of interval models of the static systems is created for the case of active experiment, which is based on additional taking into account of arguments in a model on the basis of criterion of completeness that provides more complete reflection of the real influences on the system in properties of the built model. The method and algorithm of structural identification has been developed on the condition of the known interval data that is based on the successive estimation of models-applicants at the criteria of completeness, accuracy, adequacy and complexity. For the decrease of computing complexity of structural identification algorithms the method of ranging of input variables and structural elements of interval models has been offered at the degree of their influence on output characteristics of the system, which makes it possible to form the set of the most essential structural elements. On the basis of ranging of structural elements the genetic algorithm of structural identification of interval models, which is characterized by multi-criterion selection and the decrease of computing complexity in relation to the combinatory methods of selection no less than in one and a half as much is offered. Software for structural identification has been developed. It has been applied in constructing interval models of background levels of air pollutions.