Автореферати та дисертаційні роботи
Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2995
Browse
4 results
Search Results
Item Ідентифікація параметрів інтервальних моделей статичних систем методами оптимального планування насичених експериментів(Тернопільський національний економічний університет, 2018) Олійник, Ірина Степанівна; Дивак, Микола Петрович; Тернопільський національний економічний університет; Костробій, Петро Петрович; Гребеннік, Ігор ВалерійовичДисертаційна робота присвячена розв’язуванню актуального науково-прикладного завдання зниження обчислювальної складності методів параметричної ідентифікації інтервальних моделей статичних систем з гарантованими прогностичними властивостями, за рахунок створення нових методів еліпсоїдного оцінювання множини значень параметрів. Розроблено метод еліпсоїдного оцінювання множини значень параметрів інтервальних моделей статичних систем, в якому, на відміну від існуючих, застосовано ітераційну обчислювальну схему оптимального планування експерименту, що забезпечило зниження обчислювальної складності у порівнянні із відомими методами. Розроблено метод оптимального насиченого планування експериментів у випадку інтервального представлення вихідних змінних моделей статичних систем, який, на відміну від існуючих, ґрунтується на ітераційній обчислювальній процедурі оптимізації прогностичних властивостей інтервальних моделей. Удосконалено метод параметричної ідентифікації інтервальних моделей статичних систем, який побудовано на поєднанні удосконаленого методу редукції інтервальної системи лінійних алгебричних рівнянь та нового розробленого методу еліпсоїдного оцінювання множини значень параметрів інтервальних моделей статичних систем. На основі розроблених у дисертаційному дослідженні методів, із застосуванням створеної програмної системи побудовано інтервальну модель характеристик малої гідроелектростанції та інтервальну модель добової зміни концентрації шкідливих викидів діоксиду азоту, в залежності від інтенсивності транспортних потоків, відносної вологості та температури повітря. адного задания снижения вычислительной сложности методов параметрической идентификации интервальных моделей статических систем с гарантированными прогностическими свойствами, за счет создания новых методов эллипсоидного оценивания множества значений параметров. Разработан метод эллипсоидного оценивания множества значений параметров интервальных моделей статических систем, в котором, в отличие от существующих, применено итерационную вычислительную схему оптимального планирования эксперимента, что обеспечило снижение вычислительной сложности по сравнению с известными методами. Разработан метод оптимального насыщенного планирования экспериментов в случае интервального представления исходных переменных моделей статических систем, который, в отличие от существующих, основывается на итерационной вычислительной процедуре оптимизации прогностических свойств интервальных моделей. Усовершенствован метод параметрической идентификации интервальных моделей статических систем, построенный на сочетании усовершенствованного метода редукции интервальной системы линейных алгебраических уравнений и нового разработанного метода эллипсоидного оценивания множества значений параметров интервальных моделей статических систем. На основе разработанных в диссертационном исследовании методов, с применением созданной программной системы построено интервальную модель характеристик малой гидроэлектростанции и интервальную модель суточного изменения концентрации вредных выбросов диоксида азота, в зависимости от интенсивности транспортных потоков, относительной влажности и температуры воздуха. Dissertation is devoted to solving the actual scientific and applied problem of reducing the computational complexity of the methods of parametric identification of interval models of static systems with guaranteed prognostic properties, by creating new methods of ellipsoid estimation of a set of parameters values. It is analyzed and substantiated that in order to solve problems in conditions of bounded error values. It is expedient to use methods of interval analysis of data. Methods of solving the interval system of linear algebraic equations, in particular methods of interval estimation, ellipsoid estimation and allocation of the "saturated" block by interval system of linear algebraic equations are analyzed, and their defects are established. Based on the results of the analysis of the methods of estimating the area of parameters, the using of the method with localization of interval system of linear algebraic equations solutions in the form of a "saturated" block was substantiated. The method for ellipsoid estimation of the set of parameters values of interval models of static systems is developed, in which, unlike the existing ones, iterative computational scheme of optimal design of the experiment was applied which provided decrease of computational complexity in comparison with known methods. The method of optimal saturated design of experiments in the case of interval representation of output variables of static systems models is developed, which, unlike existing ones, is based on the iterative computational procedure of optimization of predictive properties of interval models. The method of parametric identification of interval models of static systems is improved, which is constructed by combining the advanced ISLAE reduction method and the newly developed method of ellipsoid estimation of the set of parameters values of the interval models of static systems. Based on the methods developed in the dissertation research, with the application of the created software system, an intermediate model of the characteristics of a small hydroelectric power station and an interval model of the daily change in the concentration of harmful emissions of nitrogen dioxide, depending on the traffic intensity, relative humidity and air temperature, were constructed.Item Ідентифікація параметрів інтервальних моделей статичних систем методами допускового еліпсоїдного оцінювання(Національний університет "Львівська політехніка", 2010) Козак, Олександра ЛеонідівнаDissertation work is devoted to development of parameters identification methods of interval models of the static systems on the basis of multidimensional ellipsoidal estimations which provide the maximization of tolerance of parameters, in case when the amount of experimental data is more than amount of model parameters. Developed methods have low computational complexity. There are the main criteria of quality of parameters tolerance estimations are defined in the work. And so the methods of selection of configuration of suboptimal tolerance ellipsoidal estimations are developed. Also the methods of synthesis of suboptimal tolerance ellipsoidal parameters estimations of interval models of the static systems on conditions of the known configuration of estimations set when the amount of characteristics of the system or interval data more than amount of parameters; and methods of search of suboptimal tolerance ellipsoidal estimations when the technological area of parameters deviation from nominal values as a known confiding ellipsoid are created. Using computer simulation the efficiency and low computational complexity of the created methods of tolerance ellipsoidal estimations are proved. The developed methods used for the tolerances synthesis for parameters of radio electronic circuits elements and for design of equipment which use for identification of laryngeal nerve during the surgical operations on a thyroid. Диссертационная работа посвящена разработке методов параметрической идентификации интервальных моделей статических систем на основе многомерных эллипсоидных оценок, которые обеспечивают максимизацию допусков на параметры, в случае, когда количество экспериментальных данных больше, чем количество параметров модели. Разработанные методы также отличаются низкой вычислительной сложностью. Определенны основные критерии качества допусковых оценок параметров. Разработаны методы выбора конфигурации субоптимальных допусковых эллипсоидных оценок: эквивалентности к конфигурации доверительного эллипсоида, для случая нормального закона распределений значений параметров от номинальных; выделения основных активных ограничений, обеспечивающих ориентацию эллипсоида оценки вдоль отрезка концами которого есть наиболее отдаленные точки области решений. Созданы методы синтеза субоптимальной допусковой эллипсоидной оценки области параметров интервальных моделей статических систем, когда: не задана конфигурация области оценок; задана матрица конфигурации; задана матрица конфигурации и центр; задана технологическая область отклонений значений параметров от номинальных в виде доверительного эллипсоида. Средствами компьютерного моделирования на многочисленных примерах подтверждена эффективность и низкая вычислительная сложность созданных методов допускового эллипсоидного оценивания. Разработанные методы использованы для синтеза допусков на параметры элементов радиоэлектронных цепей и при проектировании технических средств, которые используют для идентификации гортанного нерва во время проведения хирургических операций на щитовидной железе. Дисертаційна робота присвячена розробці методів параметричної ідентифікації інтервальних моделей статичних систем на основі багатовимірних еліпсоїдних оцінок, які забезпечують максимізацію допусків на параметри, у випадку коли кількість експериментальних даних більша ніж кількість параметрів моделі. Вказані методи також відзначаються низькою обчислювальною складністю. Визначено основні критерії якості допускових оцінок параметрів. Розроблено методи вибору конфігурації субоптимальних допускових еліпсоїдних оцінок. Створено методи синтезу субоптимальної допускової еліпсоїдної оцінки області параметрів інтервальних моделей статичних систем за умов відомої конфігурації області цих оцінок та коли кількість характеристик системи чи інтервальних даних більша ніж кількість параметрів і метод пошуку субоптимальних допускових еліпсоїдних оцінок, коли відома технологічна область відхилень значень параметрів від номінальних у вигляді довірчого еліпсоїда. Засобами комп’ютерного моделювання на численних прикладах підтверджено ефективність та низьку обчислювальну складність створених методів допускового еліпсоїдного оцінювання. Розроблені методи використано для синтезу допусків на параметри елементів радіоелектронних кіл та при проектуванні технічних засобів, які використовують для ідентифікації гортанного нерва під час проведення хірургічних операцій на щитоподібній залозі.Item Удосконалення методів математичного моделювання електроенергетичних систем на основі макромоделювання та врахування інтервальної невизначеності(Національний університет "Львівська політехніка", 2009) Франко, Юрій ПавловичДисертаційна робота присвячена удосконаленню методів макромоделювання електроенергетичних систем та побудові інтервальних моделей характеристик споживання та генерування електроенергії. У дисертації розроблено метод побудови інтервальних моделей характеристик споживання та генерування електроенергії (СГЕ), який не вимагає багаторазового розв’язування задач лінійного програмування залежно від кількості параметрів моделі, тобто відзначається низькою часовою складністю обчислень. На основі використання еліпсоїдних оцінок допустимої області факторів впливу, створено метод ймовірнісного забезпечення заданих значень характеристик СГЕ. Удосконалено метод синтезу автономних дискретних макромоделей динамічних систем. Розроблено метод ідентифікації параметрів дискретних макромоделей для моделювання динаміки об'єктів з великим розкидом постійних часу і складними нелінійностями, який характеризується низькими обчислювальними витратами. Створено інтервальну модель для прогнозування потужності малої гідроелектростанції «Топольки» та отримано допустимі інтервали факторів впливу на генеровану електроенергію, які забезпечують стабільну роботу гідроелектростанції. Диссертационная работа посвящена усовершенствованию методов макромоделирования электроэнергетических систем и построению интервальных моделей характеристик потребления и генерирования электроэнергии. В диссертации разработан метод построения интервальных моделей характеристик потребления и генерирования электроэнергии, который не требует многократного решения задач линейного программирования в зависимости от количества параметров модели, тоесть характеризуется низкой временной сложностью вычислений. При этом упрощено процедуру получения области параметров интервальных моделей, которая является многогранником. В отличие от точного решения интервальной системы линейных алгебраических уравнений эта процедура является проще, поскольку имеет фиксированное количество вершин, что снижает вычислительную сложность построения коридора интервальных моделей характеристик потребления и генерирования электроэнергии (ПГЭ). На основании использования эллипсоидных оценок допустимой области факторов влияния предложен метод вероятностного обеспечения заданных значений характеристик ПГЭ. Этот метод применено для решения задачи множественного оценивания значений факторов влияния, обеспечивающих заданные в определенных пределах значения характеристик электропотребления. Усовершенствован метод синтеза автономных дискретных макромоделей динамических систем. Создан метод идентификации параметров дискретных макромоделей для моделирования динамики объектов с большим разбросом постоянных времени и сложными нелинейностями, который отличается низкой вычислительной сложностью. Данный метод апробирован при построении макромодели турбогенератора. С применением предложенных методов построения интервальных моделей характеристик ПГЭ, а также метода вероятностного обеспечения заданных значений характеристик ПГЭ проведено исследование условий функционирования и генерирования электроэнергии малой гидроэлектростанцией (МГЭС) “Топольки” и при этом установлено: неэффективное использование гидроресурсов; возможность увеличения количества генерирующей электроэнергии как на существующей турбине, так и с введением в эксплуатацию дополнительной турбины более чем в 4 раза. Создана интервальная модель для прогнозирования мощности этой МГЭС и получены допустимые интервалы факторов влияния на генерируемую электроэнергию, обеспечивающих стабильную работу гидроэлектростанции.The dissertation work is devoted to improvement of the methods of macromodeling of electrical power systems and to building the interval models of characteristics of electric power generation and consumption. The method of interval models construction of characteristics of electric power consumption and generation, which does not require the multiple solving of linear programming tasks depending on quantity of model parameters, that is characterized by low time complexity of calculations, is developed in dissertation. On the basis of using the ellipsoid estimations of tolerance area of influencing factors the method of probabilistic providing of set values of characteristics is created. The method of synthesis of autonomous discrete macromodels of dynamic systems is improved. The method of parameters identification of discrete macromodels for modeling of object dynamics with large variation of time constant and difficult nonlinearities which is characterized by low computational complexity is offered. An interval model for prediction of electric power of small hydroelectric power station “Topol’ky” is created and the tolerance intervals of influencing factors of generated electric power that provide stable work of the hydroelectric power station are received.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.