Дисертацію присвячено розробці та дослідженню багатокрокових рекурентних алгоритмів прогнозування та оцінювання нестаціонарних параметрів за умов апріорної невизначеності про дрейф параметрів та завади. Розроблено адаптивні алгоритми, що використовують для корекції оцінок обмежену кількість вимірювань. Досліджено питання збіжності алгоритмів та запропоновано рекомендації щодо вибору їх параметрів: кількості використаних вимірювань та коефіцієнта зважування інформації. Проаналізовано обчислювальну стійкість розроблених алгоритмів та запропоновано методи її підвищення. Програмна реалізація розроблених алгоритмів, імітаційне моделювання та їх використання для побудови математичних моделей та прогнозування ходу технологічних процесів виробництва кальцинової соди довели їх працездатність та ефективність.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Вперше запропоновано системний підхід щодо управління марковськими процесами, який полягає у оригінальному означенні еволюції керованої системи, а саме: стан деякої вершини графа залежить від стану її повного околу та рішення у попередній момент часу. Показано актуальність даного підходу до означення марковості. Доведено: оптимальні стратегії в задачі мінімізації функціоналу середніх затрат в одиницю часу за умов скінченності просторів станів системи та простору керуючих впливів для деякої вершини можна вибрати у класі нерандомізованих однорідних марковських стратегій. При нескінченності просторів значень кожної з вершин і керуючих впливів для задачі керування однією вершиною і задачі переходу керування від однієї вершини до іншої одержано достатні умови існування оптимальних нерандомізованих стаціонарних стратегій та деякі можливості виконання цих достатніх умов при критерії якості середніх доходів у одиницю часу. Одержано достатні умови існування оптимальних нерандомізованих стаціонарних стратегій і тотожної рівності сталій ціни гри для обох гравців у стохастичній грі на графі.

  Скачати повний текст

Розроблено удосконалені методи побудови спеціального програмного забезпечення (СПЗ) для розширення можливостей перебудови систем прогнозування та прийняття рішень з питань керування слабко детермінованими системами на базі технічних методів інженерії знань. Систематизовано та класифіковано проблеми моделювання та розробки методів програмування, що виникають під час розробки СПЗ систем обліку, прогнозування та прийняття рішень. Удосконалено комплексну модель структур даних і програмних модулів узагальненого СПЗ. Запропоновано новий метод для прискореного пошуку, фільтрації та класифікації інформації.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему зменшення часу виконання запитів в автоматизованих системах (АС) за методами реструктуризації бази даних (БД) завдяки застосуванню денормалізації відношень. Удосконалено модель реляційної БД та запиту до БД. Розроблено методи визначення можливих варіантів реструктуризації з використанням розроблених кількісних показників, сформованих у процесі дослідження динаміки функціонування АС. Наведено метод оцінювання ефективності впровадження денормалізації, який передбачає застосування розробленого первинного критерію застосовності варіанта, кількісних показників, сформованих з використанням моделі запиту та оцінювання взаємовпливу можливих варіантів реструктуризації. Розроблено інформаційну технологію (ІТ) підвищення продуктивності АС з використанням методів реструктуризації БД, елементами якої є формування множини варіантів реструктуризації, зміна структури БД і зміна запитів з урахуванням нової структури. Розроблено структуру програмного забезпечення для реалізації ІТ реструктуризації БД. Впроваджено результати досліджень у діючі АС і одержано позитивний техніко-економічний ефект.

  Скачати повний текст

З метою підвищення ефективності процесів прийняття рішень у задачах автоматизованого управління запропоновано застосування методу формалізації опису та включення мети у контекст розв'язуваної задачі під час проведення оцінки складних об'єктів (ОСО). Удосконалено зміст поняття "простір ознак об'єкта". Доведено ряд базових теорем для його ефективної побудови та використання. Розроблено формалізований об'єктно-орієнтований метод формування та застосування запропонованої цілеорієнтованої моделі процесу ОСО на базі використання сформульованого Принципу Достатності. Створено нову інформаційну технологію прийняття рішень, реалізовану у вигляді програмної системи EXPEK Pro. Виявлено високу ефективність запропонованої методики у процесі рішення задач оцінки, класифікації та прогнозування.

  Скачати повний текст

Уперше на базі даних асимптотичного аналізу поведінки фільтра Калмана сконструйовано та досліджено алгоритми оцінювання стану лінійної нестаціонарної дискретної системи за відсутності шумів у динаміці системи та малих шумів у вимірюваннях. Вивчено асиптотичну поведінку коефіцієнтів підсилення дискретного фільтра Калмана за малих шумів у вимірюваннях та слабоспотережуваному стаціонарному об'єкті керування, а також запропоновано метод регуляризації. Розроблено новий підхід до оцінювання стану лінійних безперервних і дискретних нестаціонарних систем за великої невизначеності у завданні початкових умов вектора стану та сконструйовано алгоритми оцінювання стану таких систем. Уперше проведено асимптотичний аналіз лінійного квадратичного регулятора для дискретного нестаціонарного об'єкта з малим параметром за умов керування та нульовою ваговою матрицею за станом у критерії якості. Запропоновано алгоритми термінального керування.

  Скачати повний текст

На підставі порівняльного аналізу варіаційних методів оптимізації виявлено можливі шляхи конструювання даних методів і математичних моделей оптимізації за умов неперервно-дискретного підходу до керованого процесу за допомогою зворотного зв'язку. Вироблено постановку загальної задачі оптимізації в детермінованих та імовірнісних термінах. Дану постановку поширено на перехідні процеси під час передачі даних, що описуються перетворенням згортки, і в комутаційних мережах вузлової топології. Для лінійних і нелінійних динамічних процесів із детермінованими й імовірнісними функціями, у тому числі для динамічних процесів високого порядку, розроблено обчислювальні алгоритми та методи неперервно-дискретної оптимізації, побудовано відповідні математичні моделі на основі принципу оптимальності та принципу максимуму. Для обгрунтування математичних моделей, обчислювальних алгоритмів і методів неперервно-дискретної оптимізації детермінованих та імовірнісних процесів регулювання розроблено теорію, що стосується необхідних і достатніх умов оптимальності, існування розв'язку задачі оптимізації та збіжності даного розв'язку за керуванням і функціоналом якості з відповідними граничними рішеннями. Дану теорію, алгоритми та методи оптимізації застосовано для побудови математичної моделі оптимізації перехідних процесів прийому й обслуговування заявок у комутаційній мережі вузлової топології, а також - перехідних процесів, що змінюються за законом перетворення згортки під час передачі даних каналом зв'язку. Отримані дані застосовано в синтезі структури й алгоритму функціонування адаптивної моделі оптимізації перехідних процесів з дискретним часом, що відбуваються за законом згортки двох тимчасових функцій.

  Скачати повний текст

Розроблено методи структурної ідентифікації об'єктів керування, описуваних системами одночасних рівнянь. Запропоновано критерії структурної ідентифікації для вибору оптимальної для прогнозування моделі об'єкта керування за умов обмеженої вибірки та на їх основі розроблено метод структурної ідентифікації, спрямований на підвищення точності прогнозу параметрів об'єктів керування. Метод базується на виборі оптимальної структури моделі системи з заданих класів за допомогою одного з критеріїв селекції, статистичні властивості яких отримано методом імітаційного моделювання. Як критерій ефективності даного методу використовується математичне сподівання середньоквадратичної помилки прогнозу. З метою порівняння якості прогнозу на базі моделей систем різних класів отримано аналітичні вирази матриць середньоквадратичних помилок прогнозу за зміщеною, істинною та визначеною структурою моделі для приведеної та структурної форм системи одночасних рівнянь.

  Скачати повний текст

Розроблено засади комп'ютерної технології ідентифікації динамічних об'єктів з використанням інтегральних моделей. Одержано інтегральні динамічні моделі стаціонарних і нестаціонарних об'єктів з зосередженими та розподіленими параметрами як інтегральні рівняння Вольтерра II і III. Запропоновано інтегральний метод ідентифікації динамічних об'єктів за експериментальними даними. Створено комплекс алгоритмів ідентифікації структур і параметрів динамічних моделей. На базі технологічної платформи пакету MATLAB розроблено програмні засоби ідентифікації, що дозволяють здійснювати дослідження алгоритмів обчислення параметрів моделей та розв'язувати прикладні задачі ідентифікації широкого класу динамічних об'єктів. Відзначено, що розроблені алгоритми забезпечують високі показники точності, продуктивності та швидкодії відповідних комп'ютерних засобів.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання вибору показників ефективності систем захисту, оптимізації їх параметрів, оцінки множини можливих загроз, побудови моделей процесів та засобів захисту, визначення часткових та узагальнених кількісних оцінок захищеності інформаційних об'єктів. Встановлено їх суттєву залежність від захищеності інформаційних об'єктів у телекомунікаційних мережах. Проведено оцінку впливу способів організації обміну на захищеність інформаційних об'єктів у телекомунікаційних мережах та методів підвищення їх цілісності та доступності. Розроблено критерії та механізми контролю цілісності інформаційних ресурсів автоматизованих систем на базі завадостійкого коригувального коду та методики застосування цих методів. Надано оцінку імітостійкості запропонованого механізму та його можливостей щодо контролю та поновлення цілісності інформаційних об'єктів.

  Скачати повний текст

Досліджено питання розробки методології підвищення якості функціонування автоматизованих систем керування (АСК) на базі методів двоознакового структурного кодування даних у двійковому просторі. Проаналізовано сучасний стан АСК. Установлено залежності ефективності функціонування АСК від процесу обробки та передачі даних. Визначено напрямки підвищення якості управлінських і виробничо-господарських процесів шляхом удосконалення функціональних можливостей і технічних характеристик автоматизованих систем. Найбільш економічно вигідним напрямком вирішення встановлених завдань є компактне подання корисної інформації з використанням сучасних методів і методологій стиснення інформаційних потоків і неспотворена передача даних у зазначені часові терміни. Систематизовано основні поняття та методи кодування інформації, що базуються на двоознаковому структурному представленні даних за умов використання сучасних інформаційно-телекомунікаційних мереж АСК. Запропоновано принципи оптимізації та скорочення структурної надлишковості в інформаційних потоках, які передбачають використання розроблених методів стиснення без втрат інформації на підставі структурного кодування та декодування даних. Застосування розроблених методів дозволило збільшити рівень стиснення даних, а також підвищити вірогідність і завадостійкість запропонованих конструкцій. Створено технологію на базі методів, методик і програмно-апаратного комплексу підсистеми стиснення інформаційних потоків з використанням двоознакового структурного кодування, що дозволило забезпечити підвищення ефективності функціонування АСК транспортом у заданому регіоні управління.

  Скачати повний текст

Розроблено методи, алгоритми та засоби компресії інформативних сигналів систем керування, що базуються на малохвильовому їх перетворенні. Проаналізовано існуючі алгоритми обчислення дискретного малохвильового перетворення й обрано кращий з них. Удосконалено алгоритми компресії дво- та тривимірних сигналів, що дозволяє зменшити обчислювальні затрати. Теоретично визначено моделі організації пам'яті для різних схем реалізацій алгоритму поетапного перетворення двовимірних сигналів, що дозволяє залежно від типу реалізації одержати відповідні позитивні якісні зміни перетворення сигналу та надає можливість системному розробнику обирати методологію перетворення відповідно до конкретної задачі. Встановлено основні причини низької ефективності та якості 3D малохвильового кодера, з урахуванням яких розроблено новий масштабуючий відеокодер, який відрізняється наявністю переваг кодера MPEG-4 AVC (H.264) та масштабуючого 3D малохвильовго кодера MC-EZBC.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено розробці методів та засобів контролю параметрів вимірювальних каналів систем контролю та керування без демонтажу з діючого обладнання. Розроблено методику визначення параметрів вимірювальних каналів з використанням тестових сигналів на робочому сигналі. Запропоновано методи зменшення динамічної складової похибки визначення параметрів каналів. Наведено практичні рекомендації щодо реалізації спеціалізованої підсистеми - метрологічного спостерігача - яка відповідає за контроль та відновлення характеристик вимірювальних каналів. Впровадження метрологічного спостерігача дозволяє підвищити вірогідність інформації про стан об'єкта керування та якість виготовлення продукції.

  Скачати повний текст

Удосконалено функціональні можливості методів і засобів векторної обробки масивів даних у контексті порогової паралельної обробки інформації для нейрообчислення та нейроструктури. Досліджено та доведено доцільність використання нейронних технологій для реалізації адаптивного керування динамічними системами у порівнянні з традиційними методами. Проаналізовано апаратні засоби реалізації нейронних мереж та показано, що найефективнішим є ПЛІС. Досліджено особливості реалізації багатооперандної обробки у нейроструктурах на базі різницевих зрізів (РЗ), використання яких дозволяє розширити функціональні можливості та зменшити часові затрати під час нейрообробки. Вивчено способи порогового паралельного, паралельного алгебричного та порогового паралельного алгебричного підсумування векторних масивів даних. Розроблено математичні моделі, які дозволяють створити модель формального нейрона на базі РЗ, в якій реалізовано розпаралелювання процесу підсумовування та суміщення його з пороговою обробкою. Запропоновано структурну організацію конвеєрних процесорів для нейроподібної обробки векторних даних за РЗ, використаних на базі ПЛІС, що дозволяє одержати нейрочип з фрагментом шару нейромережі. З застосуванням модифікованого методу оцінено продуктивність нейрочипів на базі конвеєрних процесорів. На підставі результатів дослідження доведено ефективність використання цих процесорів у системах обробки реального часу для розв'язання задач ідентифікації динамічних систем і адаптивного керування ними, а також класифікації та розпізнаванння сигналів і зображень.

  Скачати повний текст

Уперше одержано інтегровану модель розробки програмного забезпечення автоматизованих систем управління (ПЗ АСУ) з застосуванням прогресивної компонентно-орієнтованої технології створення програмних продуктів (ПП) на базі високорівневої моделі виробництва ПЗ. Удосконалено комбінаторні методи теорії перелічення для аналізу множини можливих варіантів побудови архітектури ПЗ. Запропоновано метод багатокритеріальної оптимізації для вибору структурних рішень ПЗ АСУ. Наведено метод розбивки множин для урахування повторного використання програмних компонент і обгрунтування рівнів архітектури ПЗ. Розвинуто системне проектування ПЗ АСУ, що базується на багаторівневому представленні зазначеної архітектури та компонентно-орієнтованій технології створення ПП і програмних систем. Запропоновано метод імовірнісної оцінки впевненості у виборі альтернативних варіантів ПЗ.

  Скачати повний текст

Уперше запропоновано та досліджено математичну модель відносної адресації для опису бінарного комбінаторного джерела інформації, яка дає змогу описати рівноймовірнісні двійкові повідомлення ймовірнісним джерелом з детермінованими параметрами, що створює умови для використання методів усунення статистичної надмірності з метою кодування. Розвинуто математичну модель бернуллівського джерела інформаційних масивів кінцевих двійкових повідомлень, яка сприяє використанню двох взаємозалежних джерел інформації, роздільне кодування яких дає змогу усунути структурну та ймовірнісну надмірності вхідних повідомлень. Відзначено, що роздільне кодування інформації дає змогу використовувати модель для систем з захистом даних від несанкціонованого доступу. Розроблено та досліджено метод локальних зсувів для стиску інформаційних масивів, який дозволяє більш ефективно усувати надмірність у двійкових повідомленнях, а також виділити з повідомлень надмірність різного роду та застосувати для усунення кожного з них відповідний алгоритм.

  Скачати повний текст

Визначено новий засіб опису термінальних динамічних диференціальних систем з названням "модель кінцевого стану". Моделі кінцевого стану будуються на основі перехідних матриць і так званих перемінних кінцевого стану, змістом яких є прогнозні значення кінцевого стану некерованого руху системи, що має деякий стан у поточний момент часу. Моделі кінцевого стану визначено для лінійних безперервних, лінійних безперервних з розривами розв'язків у задані моменти часу, нелінійних з диференційованими нелінійностями систем, які мають адитивні керуючі впливи та можуть мати додаткові алгебричні обмеження. З використанням моделей кінцевого стану одержано нові методи оптимального та термінального керування, коваріаційного аналізу та аналізу чутливості, в яких використовуються тільки елементи моделей кінцевого стану.

  Скачати повний текст

Уперше запропоновано розглядати підсистему штрихкодової ідентифікації в автоматизованих системах як замкнену систему передачі даних, що дає змогу досліджувати й аналізувати фактори, які впливають на підвищення ефективності штрихкодової ідентифікації в системі. Розроблено математичну модель оптимізації структури штрихкодового ідентифікатора. Це дає змогу вибирати ефективний склад його реквізитів, які наносяться на об'єкт, що значно зменшує загальні витрати на автоматичну ідентифікацію. Запропоновано комбінаторний метод побудови штрихкодового ходу, що задовольняє умови заданої системи обмежень та дозволяє створювати символіку штрихового коду згідно з вимогами конкретної авоматизованої системи управління. Розвинуто моделі багатофакторного оцінювання стосовно їх застосування для вибору варіанта підсистеми штрихкодової ідентифікації та варіанта штрихкодової символіки. Це дає змогу вибирати ефективний варіант автоматизованої системи управління, в якій використовується штрихове кодування для ідентифікації об'єктів. Наведено математичні моделі підсистеми зчитування шрихового коду, що дозволяє визначити основні фактори, які впливають на ефективність процесу зчитування та підвищують ефективність використання світлових потоків і обробки сигналів.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі й інформаційну технологію контролю в розподілених організаційно-технологічних системах. Проаналізовано сучасний стан створення інформаційних технологій контролю проходження дискретних матеріальних потоків у розподілених організаційно-технологічних системах. Доведено, що для підвищення ефективності підсистем контролю необхідно розробити математичні моделі синтезу оптимальних структур підсистем контролю, синтезу й адаптації програмних засобів контролю. Розроблено математичні моделі оцінювання параметрів та критерії контролю. Уточнено математичну модель структурно-технологічної оптимізації розподілених систем обслуговування для синтезу структури підсистеми контролю. Розроблено графоаналітичні моделі оцінювання вартісних і часових характеристик підсистеми контролю. Запропоновано математичні моделі ідеографічного підходу для створення ідеографічних моделей контролю в розподілених організаційно-технологічних системах. Розроблено ідеографічні моделі синтезу й адаптації засобів контролю просування дискретних матеріальних потоків в організаційно-технологічних системах. Експериментально перевірено ефективність запропонованих математичних моделей під час розробки інформаційної технології й адаптивних засобів контролю для створення підсистем контролю автоматизованих систем управління для галузі поштового зв'язку.

  Скачати повний текст