Radio Electronics, Computer Science, Control
Not a member yet
1174 research outputs found
Sort by
НЕЙРОМОДЕЛЮВАННЯ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ПРОЦЕСІВ
No full textContext. The problem of synthesis a neural network model of operational processes with the determination of the optimal topology, which is characterized by a high level of logical transparency and acceptable accuracy, is considered. The object of the study is the process of neural network modeling of operational processes using an indicator system to simplify the selection of the topology of neuromodels.
Objective of the work is to synthesis a neural network model of operational processes with a high level of logical transparency and acceptable accuracy based on the use of an indicator system.
Method. It is proposed to use a system of indicators to determine the topological features of ANN, which is the basis for modeling operational processes. The assessment of the level of complexity of the task obtained on the basis of information about the input data and the values of the criteria for assessing the specificity of the task allows to categorize the task to one of the types of complexity in order to determine the approach to the synthesis of a neuromodel. Complexity category OS allows, based on analytical data about the selection of input data, to obtain the exact number of neurons in the hidden layer for the synthesis of a neuromodel with a high level of logical transparency, which significantly expands their practical use and reduces the cost of subsequent operational processes.
Results. The obtained neuromodels of operational processes based on historical data. The use of the indicator system made it possible to significantly increase the level of logical transparency of the models, while maintaining high accuracy. Synthesized neuromodels reduce the resource intensity of operational processes by increasing the level of previous modeling.
Conclusions. The conducted experiments confirmed the operability of the proposed mathematical software and allow to recommend it for use in practice when modeling operational processes. The prospects for further research may consist in the use of more complex methods of feature selection to fix the group relationships of information features for the construction of more complex modelsАктуальность. Рассмотрена задача построения нейросетевой модели эксплуатационных процессов с определением оптимальной топологии, которая отличается высоким уровнем логической прозрачности и приемлемой точностью. Объектом исследования является процесс нейросетевого моделирования эксплуатационных процессов с применением индикаторной системы для упрощения выбора топологии нейромоделей.
Цель работы заключается в построении нейросетевой модели эксплуатационных процессов с высоким уровнем логической прозрачности и приемлемой точностью на основе использования индикаторной системы.
Метод. Предложено использовать систему индикаторов для определения топологических особенностей искусственных нейронных сетей, которые являются базисом для моделирования эксплуатационных процессов. Оценка уровня сложности задачи полученная на основе информации про входные данные и значений критериев оценки специфичности задачи позволяет категоризировать задачу к одному из видов сложности, чтобы определить подход к синтезу нейромодели. Категория сложности организованная простота позволяет на основе аналитических данных про выборку входных данных получить точное количество нейронов в скрытом слое для синтеза нейромодели с высоким уровнем логической прозрачности, чтозначительно расширяет их практическое использование и снижает стоимость последующих эксплуатационных процессов.
Результаты. Полученные нейромодели эксплуатационных процессов на основе исторических данных. Использование системы индикаторов позволило в значительной степени увеличить уровень логической прозрачности моделей, сохраняя высокую точность. Синтезированные нейромодели снижают ресурсоемкость промышленных процессов за счёт увеличенияуровня предыдущего моделирования.
Выводы. Проведенные эксперименты подтвердили работоспособность предложенного математического обеспечения и позволяют рекомендовать его для использования на практике при моделировании эксплуатационных процессов. Перспективы дальнейших исследований могут заключаться в использовании более сложных методов отбора признаков для фиксациигрупповых взаимосвязей информационных признаков для построения более сложных моделей.Актуальність. Розглянуто завдання побудови нейромережевої моделі експлуатаційних процесів з визначенням оптимальної топології, яка відрізняється високим рівнем логічної прозорості та прийнятною точністю. Об’єктом дослідження є процес нейромережевого моделювання експлуатаційних процесів із застосуванням індикаторної системи для спрощення вибору топології нейромоделей.
Мета роботи полягає в побудові нейромережевої моделі експлуатаційних процесів з високим рівнем логічної прозорості і прийнятною точністю на основі використання індикаторної системи.
Метод. Запропоновано використовувати систему індикаторів для визначення топологічних особливостей штучних нейронних мереж, які є базисом для моделювання експлуатаційних процесів. Оцінка рівня складності задачі отримана на основі інформації про вхідні дані та значень критеріїв оцінки специфічності задачі дозволяє категоризувати задачу до одного з видів складності, щоб визначити підхід до синтезу нейромоделі. Категорія складності організована простота дозволяє на основі аналітичних даних про вибірку вхідних даних отримати точну кількість нейронів в прихованому шарі для синтезу нейромоделі з високим рівнем логічної прозорості, що значно розширює їх практичне використання і знижує вартість наступних експлуатаційних процесів.
Результати. Отримані нейромоделі експлуатаційних процесів на основі історичних даних. Використання системи індикаторів дозволило в значній мірі збільшити рівень логічної прозорості моделей, зберігаючи високу точність. Синтезовані нейромоделі знижують ресурсоємність промислових процесів за рахунок збільшення рівня попереднього моделювання.
Висновки. Проведені експерименти підтвердили працездатність запропонованого математичного забезпечення і дозволяють рекомендувати його для використання на практиці при моделюванні експлуатаційних процесів. Перспективи подальших досліджень можуть полягати у використанні більш складних методів відбору ознак для фіксації групових взаємозв’язків інформаційних ознак для побудови більш складних моделей
ПРИЙНЯТТЯ РІШЕНЬ ПРИ ЕВОЛЮЦІЙНОМУ ПОШУКУ ПРИ ОБМЕЖЕНІЙ КІЛЬКОСТІ НЕЧІТКИХ ЕКСПЕРИМЕНТІВ З КІЛЬКОМА КРИТЕРІЯМИ
No full textContext. The mechanism of decision-making during limited number of fuzzy experiments with multiple criteria are considered. The investigation object is process decision-making for project or control in complex systems with multiple criteria.
Objective. It is necessary to determine optimal (most preferred) parameters of the systems with multiple criteria. It is no the mathematical model of the system, there is limited number of fuzzy experiments only.
Method. experimental study of a process with several criteria (functions) depending on its parameters; the use of expert fuzzy evaluation to build a matrix of preferences for individual implementations; building a function of choosing preferred solutions based on a preference matrix by constructing a mathematical model of preference recognition, formulation and solving the problem of generalized mathematical programming as the final step in building the selection mechanism. The decision-making mechanism depends on the expert assessment procedure when comparing a limited set of results with each other, as well as on the statement of conditions when solving the problem of generalized mathematical programming. Comparison of a finite number of fuzzy experiments is convenient for expert evaluation. Presentation of the final choice as a result of solving the problem of generalized mathematical programming is convenient for using such a mechanism in automatic control systems already without human intervention. The proposed scheme of decision-making during limited number of fuzzy experiments has been applied to decision-making of project management for pellet burner.
Results. Experimental decision-making fuzzy results are presented in the presence of several criteria for a pellet burner of a tubular heater, which confirm the acceptability of the developed decision-making mechanism. It was proposed the new scheme for constructing a selection mechanism for decision-making in systems with several criteria where there is a sample of fuzzy experimental results.
Conclusions. The scheme of decision-making is includes the solving the generalized mathematical programming as the final step in building the selection mechanism. For the problem of generalized mathematical programming it may be applied the evolutionary search with choice function in form of preference or in form of lock.Актуальность. Рассмотрен механизм принятия решений во время ограниченного количества нечетких экспериментов с несколькими критериями. Объектом исследования является процесс принятия решений по проекту или управления в составных системах с несколькими критериями.
Цель. Необходимо определить оптимальные (наиболее предпочтительные) параметры систем с несколькими критериями, используя не математическую модель системы, а лишь ограниченное количество нечетких экспериментов.
Метод. Экспериментальное исследование процесса с нескольким критериям (функциями) в зависимости от его параметров; использование экспертной нечеткой оценки для построения матрицы предпочтений для отдельных реализаций; построение функции выбора лучших решений на основе матрицы преимуществ путем построения математической модели распознавания преимуществ, формулирования и решения проблемы обобщенного математического программирования как заключительного этапа построения механизма отбора. Механизм принятия решений зависит от процедуры экспертной оценки при сравнении ограниченного набора результатов между собой, а также от постановки условий при решении задачи обобщенного математического программирования. Сравнение конечного числа нечетких экспериментов удобно для экспертной оценки. Презентация окончательного выбора в результате решения задачи обобщенного математического программирования удобна для использования такого механизма в системах автоматического управления уже без участия человека. Предложенная схема принятия решений во время ограниченного количества нечетких экспериментов была применена к принятию решений по управлению проектами топливных гранул.
Результаты. Нечеткие результаты экспериментального принятия решений представлены при наличии нескольких критериев для пеллетного горелки трубчатого нагревателя, подтверждающие приемлемость разработанного механизма принятия решений. Предложена новая схема построения механизма отбора для принятия решений в системах с несколькими критериями, где есть выборка нечетких экспериментальных результатов.
Выводы. Схема принятия решений включает решение обобщенного математического программирования как завершающий этап построения механизма отбора. Для проблемы обобщенного математического программирования может быть применен эволюционный поиск с функцией выбора в форме преимущества или в форме блокировки. Актуальність. Розглянуто механізм прийняття рішень під час обмеженої кількості нечітких експериментів з кількома критеріями. Об’єктом дослідження є процес прийняття рішень щодо проекту або управління в складних системах з декількома критеріями.
Мета. Необхідно визначити оптимальні (найбільш переважні) параметри систем з кількома критеріями, користуючись не математичною моделлю системи, а лише обмеженою кількістю нечітких експериментів.
Метод. Експериментальне дослідження процесу з кількома критеріями (функціями) залежно від його параметрів; використання експертної нечіткої оцінки для побудови матриці уподобань для окремих реалізацій; побудова функції вибору кращих рішень на основі матриці переваг шляхом побудови математичної моделі розпізнавання переваг, формулювання та вирішення проблеми узагальненого математичного програмування як завершального етапу побудови механізму відбору. Механізм прийняття рішень залежить від процедури експертної оцінки при порівнянні обмеженого набору результатів між собою, а також від постановки умов при вирішенні задачі узагальненого математичного програмування. Порівняння кінцевої кількості нечітких експериментів зручно для експертної оцінки. Презентація остаточного вибору в результаті вирішення задачі узагальненого математичного програмування зручна для використання такого механізму в системах автоматичного управління вже без участі людини. Запропонована схема прийняття рішень під час обмеженої кількості нечітких експериментів була застосована до прийняття рішень з управління проектами паливних гранул.
Результати. Нечіткі результати експериментального прийняття рішень представлені за наявності кількох критеріїв для пелетного пальника трубчастого нагрівача, які підтверджують прийнятність розробленого механізму прийняття рішень. Запропоновано нову схему побудови механізму відбору для прийняття рішень в системах з декількома критеріями, де є вибірка нечітких експериментальних результатів.
Висновки. Схема прийняття рішень включає вирішення узагальненого математичного програмування як завершальний етап побудови механізму відбору. Для проблеми узагальненого математичного програмування може бути застосований еволюційний пошук з функцією вибору у формі переваги або у формі блокування
АВТОМАТИЧНА КЛАСИФІКАЦІЯ КАРТИН ЗА РОКОМ СТВОРЕННЯ
No full textContext. The problem of automatic verification of the legitimacy of the export of works of art is considered.
Objective. A method is proposed for automatically determining the age of a painting from a digital photograph using a classification that is performed by an intelligent decision-making system.
Method. It is proposed to use the attribute of picture year of creation as the main criterion for making a decision during the customs check of exports legitimacy. Instead of a long and expensive museum examination, photographing works of art in customs conditions and processing photos using a set of descriptors is used. The set of descriptors is proposed, include local binary patterns, their color modification, Haralik’s texture features, the first four moments, Tamura’s texturt features, SIFT descriptor. The data obtained as a result of descriptors action give the values of several dozen private attributes. They form data vectors, which are then concatenated into a generalized object description vector. In the feature space thus created, automatic classification by weighted k-nearest neighbors is performed. The proposed algorithm calculates the distance between objects in a multidimensional space of attribute values and assigns new objects to already formed classes. The criterion for creating classes is the age of the painting from the existing database. As a measure of the objects proximity, it is proposed to use the Euclid and Minkowski metrics. The calculation of weights for the proposed classification algorithm is performed by the Fisher method.
Results. The effectiveness of the proposed method was investigated in the course of experiments with an image database containing photos of paintings by world, European and Ukrainian artists. Algorithm configuration parameters that provide high classification accuracy are found.
Conclusions. The performed experiments have shown the effectiveness of the selected descriptors for the formation of vector descriptions of images of paintings. The greatest accuracy is provided by descriptor merging, which reveals significant differences in the structural properties of images. This approach to the description of objects in combination with the proposed classification algorithm and the chosen main criterion ensures high accuracy of the obtained solutions. The direction of further research may include the use of convolutional neural networks to improve the accuracy of classification under the condition of a static database.Актуальность. Рассматривается задача автоматической проверки легитимности экспорта произведений живописи.
Цель. Предложен метод автоматического определения возраста картины по цифровой фотографии с помощью классификации, которую выполняет интеллектуальная система принятия решений.
Метод. Предлагается использовать атрибут года создания картины в качестве главного критерия для принятия решения в ходе таможенной проверки легитимности экспорта. Вместо длительной и дорогостоящей музейной экспертизы применяется фотографирование произведений живописи в условиях таможни и обработка фото с помощью набора дескрипторов. В набор дескрипторов предлагается включить локальные бинарные паттерны, их цветовую модификацию, текстурные признаки Харалика, первые четыре момента, текстурные признаки Тамуры, SIFT дескриптор. Данные, полученные в результате действия дескрипторов, образуют значения нескольких десятков частных атрибутов. Они формируют векторы данных, которые затем конкатенируются в обобщенный вектор-описание объекта. В пространстве признаков, созданном таким образом, выполняется автоматическая классификация методом взвешенных k-ближайших соседей. Предлагаемый алгоритм рассчитывает расстояние между объектами в многомерном пространстве значений атрибутов, и относит новые объекты к уже сформированным классам. Критерием для создания классов является возраст картины из существующей базы данных. В качестве меры близости объектов предлагается использовать метрики Евклида и Минковского. Расчет весов для алгоритма классификации предложено выполнять методом Фишера.
Результаты. Эффективность предложенного метода была исследована в ходе экспериментов с базой изображений, содержащей фото картин мировых, европейских и украинских художников. Найдены параметры конфигурации алгоритма, которые обеспечивают высокую точность классификации.
Выводы. Проведенные эксперименты показали эффективность выбранных дескрипторов для формирования векторовописаний изображений картин. Наибольшую точность обеспечивает объединение дескрипторов, которое обнаруживает существенные различия в структурных свойствах изображений. Такой подход к описанию объектов в сочетании с предложенным алгоритмом классификации и выбранным главным критерием обеспечивает высокую точность полученных решений. Направление дальнейших исследований может включать использование сверточных нейронных сетей для повышения точности классификации при условии статичности базы данных.Актуальність. Розглядається завдання автоматичної перевірки легітимності експорту творів живопису.
Мета. Запропоновано метод автоматичного визначення віку картини з цифрової фотографії за допомогою класифікації, яку виконує інтелектуальна система прийняття рішень.
Метод. Пропонується використовувати атрибут року створення картини як головний критерій для прийняття рішення під час митної перевірки легітимності експорту. Замість тривалої та дорогої музейної експертизи застосовується фотографування творів живопису в умовах митниці та обробка фото за допомогою набору дескрипторів. До набору дескрипторів пропонується включити локальні бінарні патерни, їх колірну модифікацію, текстурні ознаки Хараліка, перші чотири моменти, текстурні ознаки Тамури, SIFT дескриптор. Дані, отримані внаслідок дії дескрипторів, утворюють значення кількох десятків окремих атрибутів. Вони формують вектори даних, які потім конкатенуються в узагальнений опис вектора-об’єкта. У просторі ознак, створеному таким чином, виконується автоматична класифікація методом зважених k-найближчих сусідів. Пропонований алгоритм розраховує відстань між об’єктами в багатовимірному просторі значень атрибутів, і відносить нові об’єкти до сформованих класів. Критерієм для створення класів є вік картини із існуючої бази даних. Як міру близькості об’єктів пропонується використовувати метрики Евкліда та Мінковського. Розрахунок вагів для алгоритму класифікації запропоновано виконувати методом Фішера.
Результати. Ефективність запропонованого методу була досліджена під час експериментів із базою зображень, що містить фото картин світових, європейських та українських художників. Знайдено параметри конфігурації алгоритму, що забезпечують високу точність класифікації.
Висновки. Проведені експерименти показали ефективність вибраних дескрипторів формування векторів-описів зображень картин. Найбільшу точність забезпечує поєднання дескрипторів, яке виявляє суттєві відмінності у структурних властивостях зображень. Такий підхід до опису об’єктів у поєднанні із запропонованим алгоритмом класифікації та обраним головним критерієм забезпечує високу точність отриманих рішень. Напрямок подальших досліджень може включати використання згорткових нейронних мереж для підвищення точності класифікації за умови статичності бази даних.
ПРОТОТИП РОЗУМНОГО БУДИНКУ ДЛЯ ПАРАЛІЗОВАНИХ ЛЮДЕЙ: ВЗАЄМОДІЯ МОЗОК-РІЧ НА ОСНОВІ EEG/MQTT
No full textContext. Immobilized people face additional barriers in almost all areas of life, including simple operations like turning the light on/off and controlling the air conditioner. The object of the study was to develop the brain-to-thin communication of affordable priceto control the smart home appliances by immobilized people from neck to toes.
Objective. The goal of the work is to manage smart home appliances via brain-to-thing communication with EEG non-invasive electrodes, edge IoT devices, and MQTT protocol if the brain and eye control of the disabled work normally.
Method. A non-invasive Sichiray TGAM brainwave EEG sensor kit captures signals and then transmit them via Bluetooth to the HC-05 module connected to the Arduino Mega microcontroller. Information about edge IoT devices is presented to the disabled on the LCD 1602 display wired to the same Arduino Mega. The disabled person chooses the option shown on display via the double blink that is detected if the quality of signal equals zero and low/mid gamma waves are less than ten in three consecutive Bluetooth packets. Control commands are sent from Arduino Mega (MQTT publisher) to the edge IoT devices (MQTT subscribers) that analyze them and start a specific operation like opening a door and turning the alarm on/off.
Results. Five females and five males of different ages from 8 to 59 years old examined the control of smart home appliances with the Sichiray TGAM brainwave sensor kit. Everyone successfully handled the Sichiray headset and showed satisfaction with the brain-to-thing system.
Conclusions. In this work, a smart home concept for immobilized people was developed using the brain-to-thing approach and the MQTT communication between the MQTT publisher, Sichiray TGAM brainwave EEG sensor kit connected via Bluetooth to the Arduino Mega microcontroller, and edge IoT devices total priced at USD 150. The most likely prospect of the presented work is to produce the sample that is ready to market.Актуальность. Парализованные люди встречают дополнительные препятствия во многих сферах жизни включая такие простые действия как включение выключение освещения и управление воздушным кондиционером.
Цель работы – разработка взаимодействия мозг-вещь в низкой ценовой категории для контроля подсистем умного дома людьми, которые парализованы ниже шеи.
Метод. Неинвазивный прибор Sichiray TGAM измеряет активность мозга людей при помощи датчика электроэнцефалограммы и затем передает информацию по Bluetooth на модуль HC-05, который подключен к микроконтроллеру Arduino Mega. Информация об устройствах умного дома показывается парализованному человеку на экране модуля LCD 1602, подсоединенному к тому же Arduino Mega. Парализованный человек выбирает показываемую опцию при помощи двойного моргания, что отражается в нулевом значении качества сигнала и величинах нижних и средних гамма волн меньше десяти в трех последовательных Bluetooth пакетах. Управляющие команды посылаются от Arduino Mega (MQTT-издатель) к устройствам (MQTT-подписчики) умного дома, которые анализируют их и выполняют определенную операцию, например открытие двери и включение/выключение сигнализации.
Результаты. Пять человек мужского и пять женского полов возрастом от 8 до 59 лет тестировали комплекс управления подсистемами умного дома на базе прибора Sichiray TGAM. Результаты показали успешное освоение и заинтересованность в использовании системы мозг-вещь.
Выводы. В данной работе представлена концепция умного дома для парализованных людей на базе принципа мозгвещь и MQTT взаимодействия между MQTT-издателем (прибор Sichiray TGAM с датчиком электроэнцефалограммы, который через Bluetooth подсоединяется к микроконтроллеру Arduino Mega) и устройствами умного дома общей ценой около USD 150. Перспективой дальнейшего развития является производство изделия готового к массовому использованию.Актуальність. Паралізовані люди мають додаткові перешкоди в багатьох сферах життя, включаючи такі прості дії як вмикання/вимикання освітлення та керування повітряним кондиціонером. Мета роботи – розробка взаємодії мозок-річ в низькій ціновій категорії для контролю підсистем розумного будинку людьми, які паралізовані нижче шиї.
Метод. Неінвазивний прилад Sichiray TGAM вимірює активність мозку людей за допомогою датчика електроенцефалограми і потім передає інформацію через Bluetooth на модуль HC-05, який підключений до мікроконтролера Arduino Mega. Інформація щодо пристроїв розумного будинку показується паралізованій людині на екрані модуля LCD 1602, який підключений до того ж Arduino Mega. Паралізована людина вибирає опцію за допомогою подвійного моргання, що відображується в нульовому значенні якості сигналу та величинах нижніх і середніх гамма хвиль менше ніж десять в трьох послідовних Bluetooth пакетах. Команди керування надсилаються від Arduino Mega (MQTT-видавець) до пристроїв (MQTT-підписники) розумного будинку, які аналізують їх і виконують певну операцію, наприклад відкриття дверей та вмикання/вимикання сигналізації.
Результат. П’ять чоловіків і п’ять жінок віком від 8 до 59 років тестували комплекс керування підсистемами розумного будинку на базі приладу Sichiray TGAM. Результати показали успішне освоєння і зацікавленість у використанні системи мозок-річ.
Висновки. У даній роботі представлена концепція розумного будинку для паралізованих людей на базі принципу мозокріч і MQTT взаємодії між MQTT-видавцем (прилад Sichiray TGAM з датчиком електроенцефалограми, який через Bluetooth підключений до мікроконтролера Arduino Mega) і пристроями розумного будинку загальною ціною близько USD 150. Перспективою подальшого розвитку є виробництво пристроїв готових до масового використання
МОДЕЛЬ ПРОЦЕСУ ГЕОПРОСТОРОВОГО БАГАТОКРИТЕРІАЛЬНОГО АНАЛІЗУ РІШЕНЬ З ТЕРИТОРІАЛЬНОГО ПЛАНУВАННЯ
No full textContext. The process of multi-criteria decision analysis for territorial planning and rational placement of spatial objects, based on modeling the properties of the territory, is considered.
Objective. Development of technology for multi-criteria decision analysis for territorial planning based on the apparatus of the theory of fuzzy sets and functions of geoinformation analysis.
Method. An object-spatial approach to the formation of a set of alternatives and criteria is proposed, according to which the process of multicriteria decision analysis is divided into two stages: macro- and microanalysis.The macroanalysis stage involves the assessment of the ecological and socio-economic properties of the territory using geomodeling functions. The paper provides a formalized description of the macroanalysis stage, including methods for assessing the qualitative and quantitative impact of spatial objects on the properties of the territory and decomposing objects into thematic layers of criteria. At the stage of microanalysis, the ranking of alternatives is performed taking into account the chosen decision-making strategy. The method of standardization of criteria attributes using fuzzy set membership functions and the modification of the method for calculating the coefficients of relative importance (weights) of criteria, taking into account the spatial heterogeneity of the preferences of the decision maker, are considered. A comparative analysis of the methods for aggregating the estimates of alternatives according to different criteria has been carried out. A feature of the presented technology of geospatial multi-criteria decision analysis of decisions for territorial planning is the possibility of its integration into modern geographic information systems.
Results. The procedure of geospatial multi-criteria decision analysis was implemented in the environment of the geographic information system ESRI ArcGIS 10.5 and was studied in solving the spatial problem of rational location of an enterprise.
Conclusions. The proposed object-spatial approach to multi-criteria decision analysis makes it possible to explicitly take into account the spatial heterogeneity of geographic data, which is the result of the influence of geographic objects on the properties of the territory. The developed technology can be used to solve a wide range of problems related to determining the most rational placement of various capital construction and infrastructure facilities.Актуальность. Рассмотрен процесс многокритериального анализа решений по территориальному планированию и рациональному размещению пространственных объектов, основанный на моделировании свойств территории. Цель работы - технологии многокритериального анализа решений по территориальному планированию на основе апарата теории нечетких множеств и функций геоинформационного анализа.
Метод. Предложен объектно-пространственный подход к формированию множества альтернатив и критериев, в соответствии с которым процесс многокритериального анализа решений разбивается на два этапа: макро- и микроанализ. Этап макроанализа предполагает оценивание экологических и социально- экономических свойств территории с помощью функций геомоделирования. В работе дано формализованное описание этапа макроанализа, включая методы оценки качественного и количественного влияния пространственных объектов на свойства территории и декомпозиции объектов на тематические слои критериев. На этапе микроанализа выполняется ранжирование альтернатив с учетом выбранной стратегии принятия решений. Рассмотрен метод стандартизации атрибутов критериев с помощью функций принадлежности к нечеткому множеству, а также модификация метода расчета коэффициентов относительной важности (весов) критериев, с учетом пространственной неоднородности предпочтений лица, принимающего решения. Проведен сравнительный анализ методов агрегирования с различной формой компромисса между оценками альтернатив по разным критериям. Особенностью преставленной технологии геопространственного многокритериального анализа решений по территориальному планированию является возможность ее интеграции в современные геоинформационные системы.
Результаты. Процедура геопространственного многокритериального анализа решений реализована в среде геоинформационной системы ESRI ArcGIS 10.5 и исследована при решении пространственной проблемы рационального размещения предприятия.
Выводы. Предложенный объектно-пространственный подход к многокритериальному анализу решений позволяет явно учитывать пространственную неоднородность географических данных, которая является результатом влияния на свойств территории расположенных на ней географических объектов. Разработанная технология может быть использована при решении широкого круга проблем, связанных с определением наиболее рационального размещения различных объектов капитального строительства и инфраструктуры.Актуальність. Розглянуто процес багатокритеріального аналізу рішень з територіального планування та раціонального розміщення просторових об’єктів, заснований на моделюванні властивостей території. Мета роботи – розробка технології багатокритеріального аналізу рішень з територіального планування на основі апарату теорії нечітких множин та функцій геоінформаційного аналізу.
Метод. Запропоновано об’єктно-просторовий підхід до формування множини альтернатив та критеріїв, відповідно до якого процес багатокритеріального аналізу рішень розбивається на два етапи: макро- та мікроаналіз. Етап макроаналізу передбачає оцінювання екологічних та соціально-економічних властивостей території за допомогою функцій геомоделювання. У роботі дано формалізований опис етапу макроаналізу, включаючи методи оцінки якісного та кількісного впливу просторових об’єктів на властивості території та декомпозиції об’єктів на тематичні шари критеріїв. На етапі мікроаналізу виконується ранжування альтернатив з урахуванням обраної стратегії прийняття рішень. Розглянуто метод стандартизації атрибутів критеріїв за допомогою функцій належності до нечіткої множини, а також модифікація методу розрахунку коефіцієнтів відносної важливості (ваг) критеріїв з урахуванням просторової неоднорідності переваг особи, яка приймає рішення. Проведено порівняльний аналіз методів агрегування оцінок альтернатив за різними критеріями. Особливістю представленої технології геопросторового багатокритеріального аналізу рішень з територіального планування є можливість її інтеграції у сучасні геоінформаційні системи.
Результати. Процедура багатокритеріального аналізу рішень реалізована у середовищі геоінформаційної системи ESRI ArcGIS 10.5 та досліджена при вирішенні просторової проблеми раціонального розміщення підприємства.
Висновки. Запропонований об’єктно-просторовий підхід до багатокритеріального аналізу рішень дозволяє явно враховувати просторову неоднорідність географічних даних, яка є результатом впливу на властивості території розміщених на ній географічних об’єктів. Розроблена технологія може бути використана при вирішенні широкого кола проблем, пов’язаних з визначенням раціонального розміщення різних об’єктів капітального будівництва та інфраструктури
АНАЛІЗ МЕТОДІВ АВТОМАТИЗОВАНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ПОСТІЙНОЇ НАПРУГИ МОДУЛЬНОЇ СТРУКТУРИ
No full textContext. DC voltage converters (DCV) are part of modern power supply systems (PSS) and power supply ensuring the operation of electronic and radio devices, telecommunication systems and communication and to a large extent determine their power consumption, reliability, time of readiness for operation, weight, size and cost indicators. Even though there are a large number of different software packages used in engineering practice for the study and design of radio engineering devices, such computer-aided design (CAD) systems and virtual computer simulation of electronic circuits have some limitations that do not allow to quickly carry out the entire complex of studies of DCV required for the analysis of electrical processes in various operating modes.
Objective. In this section, the goal is to select the most suitable methods and algorithms that allow the development of software necessary for solving the problems of research and analysis of electrical processes for select energy parameters of the DCV of a modular structure in a separate power channel (PWC).
Method. The paper proposes a method that consists in using mathematical models describing electrical processes in DC voltage converters and creating, on the basis of the developed calculation algorithms, specialized software for the automated study of electrical processes in the DCV of a modular structure using a computer.
Results. The paper discusses the main methods of automated research of radio engineering devices, which can be used to analyze the electrical processes of pulsed DC voltage converters of a modular structure. Algorithms of calculation are given and, as an example, some results of automated research obtained using this method.
Conclusions. The analysis of the known methods of automated research of DC voltage converters of modular structure is carried out. Their advantages and disadvantages are given. It is shown that the most suitable method is based on the use of mathematical models describing electrical processes in DC voltage converters of this type. On the basis of the mathematical models presented in the second section of the work, algorithms and specialized software have been developed that allow them to be widely used in the automated research and design of modular-structured DC voltage converters.Актуальность. Преобразователи постоянного напряжения (ПНН) входят в состав современных систем электропитания (СЭП) и электроснабжения, обеспечивая работу электронных и радиотехнических устройств, телекоммуникационных систем и аппаратуры связи, в значительной степени определяя их энергопотребление, надежность, время готовности к работе, массогабаритные и стоимостные показатели. Несмотря на то, что в инженерной практике используется большое количество различных пакетов программ для исследования и проектирования радиотехнических устройств, такие системы автоматизированного проектирования (САПР) и виртуального компьютерного моделирования электронных схем имеют некоторые ограничения, не позволяющие быстро провести весь комплекс исследований ППН, необходимый для анализа электрических процессов при различных режимах работы аппаратуры.
Цель. В данном разделе целью является выбор наиболее подходящих методов и алгоритмов, что позволят разработать программное обеспечение, необходимое для решения задач исследования и анализа электрических процессов и энергетических параметров ППН модульной структуры в отдельно взятом силовом канале (СК).
Метод. В работе предложен метод, который заключается в использовании математических моделей, описывающих электрические процессы в преобразователях постоянного напряжения и создании на базе разработанных алгоритмов расчета, специализированного программного обеспечения для автоматизированного исследования электрических процессов в ППН модульной структуры при помощи ЭВМ.
Результаты. В работе рассмотрены основные методы автоматизированного исследования радиотехнических устройств, которые можно использовать для анализа электрических процессов импульсных преобразователей постоянного напряжения модульной структуры. Приведены алгоритмы расчета и, в качестве примера, некоторые результаты автоматизированного исследования, полученные при использовании данного метода.
Выводы. Проведен анализ известных методов автоматизированного исследования преобразователей постоянного напряжения модульной структуры. Приведены их преимущества и недостатки. Показано, что наиболее подходящим является метод, основанный на использовании математических моделей, описывающих электрические процессы в преобразователях постоянного напряжения данного типа. На основе приведенных во втором разделе работы математических моделях были разработаны алгоритмы и специализированное программное обеспечение, которые позволяют широко их использовать при автоматизированном исследовании и проектировании преобразователей постоянного напряжения модульной структуры.Актуальність. Перетворювачі постійної напруги (ППН) входять до складу сучасних систем електроживлення (СЕЖ) та електропостачання, забезпечуючи роботу електронних та радіотехнічних пристроїв, телекомунікаційних систем та апаратури зв’язку, значною мірою визначаючи їх енергоспоживання, надійність, час готовності до роботи, масо-габаритні та вартісні показники. Незважаючи на те, що в інженерній практиці використовується велика кількість різних пакетів програм для дослідження та проектування радіотехнічних пристроїв, такі системи автоматизованого проектування (САПР) та віртуального комп’ютерного моделювання електронних схем мають деякі обмеження, що не дозволяють швидко провести весь комплекс досліджень ППН, необхідний для аналізу електричних процесів за різних режимів роботи апаратури.
Ціль. В даному розділі метою є вибір найбільш підходящих методів та алгоритмів, що дозволять розробити програмне забезпечення, необхідне для вирішення завдань дослідження та аналізу електричних процесів та енергетичних параметрів ППН модульної структури в окремо взятому силовому каналі (СК).
Метод. В роботі запропонований метод, який полягає у використанні математичних моделей, що описують електричні процеси в перетворювачах постійної напруги і створенні на базі розроблених алгоритмів розрахунку, спеціалізованого програмного забезпечення для автоматизованого дослідження електричних процесів в ППН модульної структури за допомогою ЕОМ.
Результати. В роботі розглянуті основні методи автоматизованого дослідження радіотехнічних пристроїв, які можна використовувати для аналізу електричних процесів імпульсних перетворювачів постійної напруги модульної структури. Наведено алгоритми розрахунку і, як приклад, деякі результати автоматизованого дослідження, отримані при використанні даного методу.
Висновки. Проведено аналіз відомих методів автоматизованого дослідження перетворювачів постійної напруги модульної структури. Наведено їх переваги та недоліки. Показано, що найбільш підходящим є метод, заснований на використанні математичних моделей, що описують електричні процеси в перетворювачах постійної напруги даного типу. На основі наведених у другому розділі роботи математичних моделей, були розроблені алгоритми і спеціалізоване програмне забезпечення, які дозволяють широко їх використовувати при автоматизованому дослідженні і проектуванні перетворювачів постійної напруги модульної структури
КВАНТОВІ ЦИФРО-АНАЛОГОВІ ОБЧИСЛЕННЯ
Get PDFContext. Nature is the relation among processes and phenomena. Nothing exists in the universe without relations. Computer is transactions of relations between data with the help of control and execution mechanisms. Quantum relations are a superposition of particles and their states. Superposition and entanglement are equivalent concepts. Entanglement is a non-local superposition of deterministic states. A quantum computer is unconditional transactions of relations between qubit data. Quantum computer is an analog device for parallel solution of combinatorial problems. Practically oriented definitions of the quantum computer concepts are the path to development of scalable quantum parallel algorithms for combinatorial problems solving. Any algorithm can be reduced to a sequence of operations without conditions, because any truth table is a collection of a complete system of conditions-states. Any sequence of actions can always be reduced to one parallel operation. Conditions and sequences arise only when the developer wants to use previously created primitive constructs to build an always non-optimal computing unit. The paradigm of quantum computer creation is determined through the use of photonic transactions on the electrons of an atom may exclude the use of quantum logic. The evolutionary path of a quantum computer from the classical one: “memory-address-transaction” (MAT) → “electron-addresstransaction” → “electron-address-quantaction” (EAQ) → state-superposition-logic. The meeting point of classical and quantum computers is photon transactions on the structure of electrons. Everything that is calculated on a quantum computer can be calculated in parallel on a classical one on account of memory redundancy. The given example is a memory-driven algorithm for modeling digital products based on qubit-vector forms of functionality description for significant performance boost of computing processes by parallel execution of logical operations.
Objective. Simulation of the correct SoC-component behavior based on vector representation of the logic. Formation of the triggering development of a computing based on the superposition of the classical, quantum and analog computing process, which in its development should be based on technological qubit, tabular and vector data structures for the parallel solution of combinatorial problems.
Method. MAT-computing implements any algorithms on account of transactions (read-write) in memory. Qubit-vector models for describing functionalities, which differ from known truth tables in compactness of description and manufacturability for the implementation of parallel algorithms of the synthesis and analysis of digital devices and SoC-components.
Results. 1) The metric of the technological data structures, focused on parallel troubleshooting in digital systems based on the usage of two logical vector operations, was proposed for the first time. 2) The metric of relations between the individual components of QC, allowing organizing a quantum deterministic computer, has been further developed. 3) Quantum architectural solutions, that allow solving coverage problems in a quasi-parallel mode, were proposed for the first time. 4) Architectural solutions based on an analog-to-digital computing, which can be used to solve the problems of the digital systems parallel analysis, have been further developed. 5) Vector-qubit structures of the logic data, that allow a quasi-parallel simulation of digital circuits, were proposed.
Conclusions. Qubit models, quantum methods and combinatorial algorithms for technical diagnostics of digital devices have been implemented, which can significantly (up to 25%) reduce the time of test synthesis, deductive modeling of faulty and correct behavior, search for defective states by introducing an innovative idea of using qubit-vector data structures for describing logical components. Comparative assessments of qubit models and methods usage show an increase in the efficiency of algorithms for modeling digital devices compared to tabular ones. The superposition of a classical, quantum and analog computer is integrally represented, which allows to find the best solutions for recognition and decision making. Актуальність. Природа є відношення між процесами та явищами. Ніщо не існує у Всесвіті без відношень. Комп’ютер – транзакції відношень між даними за допомогою механізмів управління та виконання. Квантові відношення є суперпозиція частинок та їх станів. Суперпозиція та сплутаність – еквівалентні поняття. Сплутаність − нелокальна суперпозиція детермінованих станів. Квантовий комп’ютер − безумовні транзакції відношень між кубітними даними. Квантовий комп’ютер – аналоговий пристрій для паралельного вирішення комбінаторних задач. Практично орієнтовані визначення понять квантового комп’ютера є шлях до розробки масштабованих квантових паралельних алгоритмів для розв’язання комбінаторних задач. Будь-який алгоритм можна звести до послідовності операцій без умов, бо будь-яка таблиця істинності є сукупність повної системи умов-станів. Будь-яку послідовність дій завжди можна звести до однієї паралельної операції. Умови та послідовності виникають лише у випадку, коли розробник бажає скористатися раніше створеними примітивамиконструкціями для побудови завжди неоптимального обчислювача. Детермінована парадигма створення квантового комп’ютера шляхом використання фотонних транзакцій на електронах атома може виключати використання квантової логіки. Еволюційний шлях квантового комп’ютингу з класичного: «пам’ять-адреса-транзакція» (memory-address-transaction, MAT) → «електрон- адреса-транзакція» (electron-address-transaction) → «електрон-адреса-квантація» (electron-address-quantaction, EAQ) → стан-суперпозиція-логіка (state-superposition-logic). Точка зустрічі класичного та квантового комп’ютингу – фотонні транзакції на структурі електронів. Все, що обчислюється на квантовому комп’ютері, можна паралельно прораховувати на класичному за рахунок надмірності пам’яті. Наводиться приклад – алгоритм на основі пам’яті (memory-driven) для моделювання цифрових виробів на основі кубітно-векторних форм опису функціональностей для суттєвого підвищення продуктивності обчислювальних процесів шляхом паралельного виконання логічних операцій.
Мета. Моделювання ісправної поведінки SoC компонентів на основі векторного подання логіки, формування тригерного розвитку комп’ютингу на основі суперпозиції класичного, квантового та аналогового обчислювального процесу, який у своєму розвитку має спиратися на технологічні кубітні, табличні та векторні структури даних для паралельного вирішення комбінаторних задач.
Метод. MAT-комп’ютинг реалізує будь-які алгоритми за рахунок транзакцій (читання-запис) на пам’яті. Кубітновекторні моделі опису функціональностей, які відрізняються від відомих таблиць істинності компактністю опису та технологічністю для реалізації паралельних алгоритмів синтезу та аналізу цифрових пристроїв та SoC-компонентів.
Результати. 1) Вперше запропоновано метрику технологічних структур даних, орієнтована на паралельний пошук несправностей у цифрових системах на основі використання двох логічних векторних операцій. 2) Дістала подальшого розвитку метрика відношень між окремих компонентів QC (relations), що дозволяє організувати квантовий детермінований комп’ютинг. 3) Вперше запропоновано квантові архітектурні рішення, що дозволяють розв’язувати задачі покриття у квазіпараллельному режимі. 4) Отримали подальший розвиток архітектурні рішення на основі аналого-цифрового комп’ютингу, що можуть бути використані для паралельного розв’язання задач аналізу цифрових систем. 5) Запропоновано векторно-кубітні структури даних логіки, що дозволяють квазіпаралельно моделювати цифрові схеми.
Висновки. Реалізовано кубітні моделі, квантові методи та комбінаторні алгоритми технічного діагностування цифрових пристроїв, які дають можливість суттєво (до 25 %) зменшити час синтезу тестів, дедуктивного моделювання несправностей та справної поведінки, пошуку дефектних станів за рахунок впровадження інноваційної ідеї використання кубітновекторних структур даних для опису логічних компонентів. Порівняльні оцінки використання кубітних моделей та методів показують підвищення ефективності алгоритмів моделювання цифрових пристроїв порівняно з табличними. Інтегрально представлена суперпозиція класичного, квантового та аналогового комп’ютинга, що дає можливість знаходити найкращі розв’язки для розпізнавання та прийняття рішень.Актуальність. Природа є відношення між процесами та явищами. Ніщо не існує у Всесвіті без відношень. Комп’ютер – транзакції відношень між даними за допомогою механізмів управління та виконання. Квантові відношення є суперпозиція частинок та їх станів. Суперпозиція та сплутаність – еквівалентні поняття. Сплутаність − нелокальна суперпозиція детермінованих станів. Квантовий комп’ютер − безумовні транзакції відношень між кубітними даними. Квантовий комп’ютер – аналоговий пристрій для паралельного вирішення комбінаторних задач. Практично орієнтовані визначення понять квантового комп’ютера є шлях до розробки масштабованих квантових паралельних алгоритмів для розв’язання комбінаторних задач. Будь-який алгоритм можна звести до послідовності операцій без умов, бо будь-яка таблиця істинності є сукупність повної системи умов-станів. Будь-яку послідовність дій завжди можна звести до однієї паралельної операції. Умови та послідовності виникають лише у випадку, коли розробник бажає скористатися раніше створеними примітивамиконструкціями для побудови завжди неоптимального обчислювача. Детермінована парадигма створення квантового комп’ютера шляхом використання фотонних транзакцій на електронах атома може виключати використання квантової логіки. Еволюційний шлях квантового комп’ютингу з класичного: «пам’ять-адреса-транзакція» (memory-address-transaction, MAT) → «електрон- адреса-транзакція» (electron-address-transaction) → «електрон-адреса-квантація» (electron-address-quantaction, EAQ) → стан-суперпозиція-логіка (state-superposition-logic). Точка зустрічі класичного та квантового комп’ютингу – фотонні транзакції на структурі електронів. Все, що обчислюється на квантовому комп’ютері, можна паралельно прораховувати на класичному за рахунок надмірності пам’яті. Наводиться приклад – алгоритм на основі пам’яті (memory-driven) для моделювання цифрових виробів на основі кубітно-векторних форм опису функціональностей для суттєвого підвищення продуктивності обчислювальних процесів шляхом паралельного виконання логічних операцій.
Мета. Моделювання ісправної поведінки SoC компонентів на основі векторного подання логіки, формування тригерного розвитку комп’ютингу на основі суперпозиції класичного, квантового та аналогового обчислювального процесу, який у своєму розвитку має спиратися на технологічні кубітні, табличні та векторні структури даних для паралельного вирішення комбінаторних задач.
Метод. MAT-комп’ютинг реалізує будь-які алгоритми за рахунок транзакцій (читання-запис) на пам’яті. Кубітновекторні моделі опису функціональностей, які відрізняються від відомих таблиць істинності компактністю опису та технологічністю для реалізації паралельних алгоритмів синтезу та аналізу цифрових пристроїв та SoC-компонентів.
Результати. 1) Вперше запропоновано метрику технологічних структур даних, орієнтована на паралельний пошук несправностей у цифрових системах на основі використання двох логічних векторних операцій. 2) Дістала подальшого розвитку метрика відношень між окремих компонентів QC (relations), що дозволяє організувати квантовий детермінований комп’ютинг. 3) Вперше запропоновано квантові архітектурні рішення, що дозволяють розв’язувати задачі покриття у квазіпараллельному режимі. 4) Отримали подальший розвиток архітектурні рішення на основі аналого-цифрового комп’ютингу, що можуть бути використані для паралельного розв’язання задач аналізу цифрових систем. 5) Запропоновано векторно-кубітні структури даних логіки, що дозволяють квазіпаралельно моделювати цифрові схеми.
Висновки. Реалізовано кубітні моделі, квантові методи та комбінаторні алгоритми технічного діагностування цифрових пристроїв, які дають можливість суттєво (до 25 %) зменшити час синтезу тестів, дедуктивного моделювання несправностей та справної поведінки, пошуку дефектних станів за рахунок впровадження інноваційної ідеї використання кубітновекторних структур даних для опису логічних компонентів. Порівняльні оцінки використання кубітних моделей та методів показують підвищення ефективності алгоритмів моделювання цифрових пристроїв порівняно з табличними. Інтегрально представлена суперпозиція класичного, квантового та аналогового комп’ютинга, що дає можливість знаходити найкращі розв’язки для розпізнавання та прийняття рішень
СИНТЕЗ НЕЙРОМЕРЕЖЕВОЇ МОДЕЛІ ПРОМИСЛОВИХ ПРОЦЕСІВ БУДІВНИЦТВА З ВИКОРИСТАННЯМ СИСТЕМИ ІНДИКАТОРІВ
No full textContext. The problem of a neural network model synthesis for industrial processes with the definition of an optimal topology characterized by a high level of logical transparency and acceptable accuracy is considered. The object of research is the process of neural network modeling of industrial processes using an indicator system to simplify and select the topology of neuromodels..
Objective of the work is consists in synthesis a neural network model of industrial processes with a high level of logical transparency and acceptable accuracy based on the use of the system.
Method. A method is proposed to use artificial neural networks of feedforward propagation for modeling industrial processes. After evaluating the overall level of complexity of the modeling problem based on the indicator system, it was decided to build a neuromodel based on historical data. Using the characteristics of the input data of the problem, the most optimal structure of the neural network was calculated for further modeling of the system. A high level of logical transparency of neuromodels significantly expands their practical use and reduces the resource intensity of industrial processes.
Results. Neuromodels of industrial processes are obtained based on historical data. The use of an indicator system made it possible to significantly increase the level of logical transparency of models, while maintaining a high level of accuracy. Constructed neuromodels reduce the resource intensity of industrial processes by increasing the level of preliminary modeling.
Conclusions. The conducted experiments confirmed the operability of the proposed mathematical software and allow us to recommend it for use in practice in modeling industrial processes. Prospects for further research may lie in the neuroevolutionary synthesis of more complex topologies of artificial neural networks for performing multi-criteria optimization.Актуальность. Рассмотрена задача построения нейросетевой модели промышленных процессов с определением оптимальной топологии, которая отличается высоким уровнем логической прозрачности и приемлемой точностью. Объектом исследования является процесс нейросетевого моделирования промышленных строительных процессов с применением индикаторной системы для упрощения выбора топологии нейромоделей.
Цель работы заключается в построении нейросетевой модели промышленных строительных процессов с высоким уровнем логической прозрачности и приемлемой точностью на основе использовании системы.
Метод. Предложено использовать искусственные нейронные сети прямого распространения для моделирования промышленных процессов. После оценки общего уровня сложности задачи моделирования на основе индикаторной системы было принято решение строить нейромодель на основе исторических данных. Используя характеристики входных данных задачи была рассчитана наиболее оптимальная структура нейронной сети для дальнейшего моделирования системы. Высокий уровень логической прозрачности нейромоделей, значительно расширяет их практическое использование и снижает ресурсоемкость промышленных процессов.
Результаты. Получены нейромодели промышленных процессов на основе исторических данных. Использование индикаторной системы позволило в значительной степени увеличить уровень логической прозрачности моделей, сохраняя высокий уровень точности. Построены нейромоделей снижают ресурсоемкость промышленных процессов за счет увеличения уровня предыдущего моделирования.
Выводы. Проведенные эксперименты подтвердили работоспособность предложенного математического обеспечения и позволяют рекомендовать его для использования на практике при моделировании промышленных процессов. Перспективы дальнейших исследований могут заключаться в нейроэволюционном синтезе более сложных топологий искусственных нейронных сетей для выполнения многокритериальной оптимизации.Актуальність. Розглянуто задачу побудови нейромережевої моделі промислових процесів із визначенням оптимальної топології, що відрізняється високим рівнем логічної прозорості та прийнятною точністю. Об’єктом дослідження є процес нейромережевого моделювання промислових процесів із застосуванням індикаторної системи для спрощення та вибору топології нейромоделі.
Мета роботи полягає у побудові нейромережевої моделі промислових процесів з високим рівнем логічної прозорості та прийнятною точністю на основі використанні системи.
Метод. Запропоновано використовувати штучні нейронні мережі прямого поширення для моделювання промислових процесів. Після оцінки загального рівня складності задачі моделювання на основі індикаторної системи було прийнято рішення будувати нейромодель на основі історичних даних. Використовуючи характеристики вхідних даних задачі було розраховано найбільш оптимальну структуру нейронної мережі для подальшого моделювання системи. Високий рівень логічної прозорості нейромоделей, значно розширює їх практичне використання та знижує ресурсоємність промислових процесів.
Результати. Отримано нейромоделі промислових процесів на основі історичних даних. Використання індикаторної системи дозволило в значній мірі збільшити рівень логічної прозорості моделей, зберігаючи високий рівень точності. Побудовані нейромоделі знижують ресурсоємність промислових процесів за рахунок збільшення рівня попереднього моделювання.
Висновки. Проведені експерименти підтвердили працездатність запропонованого математичного забезпечення і дозволяють рекомендувати його для використання на практиці при моделюванні промислових процесів. Перспективи подальших досліджень можуть полягати нейроеволюційному синтезі більш складних топологій штучних нейронних мереж для виконання багатокритеріальної оптимізації
СИСТЕМАТИЗАЦІЯ ФОРМУЛ ВТРАТ РЕЗОНАНСНОГО ФЕРИТОВОГО ВЕНТИЛЯ
No full textContext. The problem is to systematize and improve the models of a resonance ferrite isolator in the rectangular waveguide for the antenna-feeder devices, generating, receiving, measuring microwave equipment containing ferrite decoupling devices: ferrite isolators and circulators.
Objective. The goal of the work is to verify the formula for the losses of the resonant ferrite isolator in the direct and reverse directions, as well as the isolator ratio.
Method. The research method of the work is a critical analysis of literary sources, which was carried out, but did not bring the desired results, since it did not allow to verify the correctness of the derivation of the formula [17]. Therefore, a number of hypotheses were put forward, what the formula might mean. The difficulty lay in the presence in the formula of the product of trigonometric functions that can be attributed to frequency properties, which was taken as an initial hypothesis, which was not subsequently confirmed. The check included transformation of formulas using mathematical physics in terms of microwave electrodynamics, trigonometry and algebra. The beginning was the formula of the classics [16], similar to the formula of [18], accepted without proof. As it is known, for the main type of wave in a rectangular waveguide, the components of the magnetic field strength, obtained as a solution to the wave equation under the boundary conditions inherent in a rectangular waveguide. One component of the magnetic field strength is along the direction of wave propagation, and the second one is in the transverse direction in the section of the waveguide are proportional to the trigonometric functions cosine and sine with the same arguments. The equality of the two components of the strengths is traditionally uses to find the plane of circular polarization where to place the ferrite isolator, and so the authors use this proportionality to trigonometric functions in their derivation, namely the formulas of trigonometric functions of a double angle, the basic trigonometric identity sine squared plus cosine squared is equal to one for replacing the propagation constants with trigonometric functions, this allows to get rid of radicals in the formulas, these radicals in the formula are due to the phenomenon of dispersion in a rectangular waveguide. The rest of the manipulations with the formula are the reduction of similar terms.
Results. There was obtained analytical expressions for the losses of the resonant ferrite isolator in the forward and reverse directions, as well as the isolator ratio by strict mathematical transformations. There was performed such transformations. The ratios of the longitudinal propagation constant to the transverse propagation constant are replaced by the ratios of the trigonometric functions sine and cosine, since they are continuous as opposed to tangents and cotangents. Such a transformation allows to avoid square roots in the formula for the losses of the ferrite isolator in the forward and reverse directions, which are associated with the presence of dispersion in the waveguide, as in the formula for wavelength in the waveguide. The conversion is based on microwave electrodynamics. The formulas are used for the distribution of fields in a rectangular waveguide for the main type of wave. Further transformations consist in taking the common factor out of brackets and other arithmetic transformations.
Conclusions. Тhrer was obtained results partially coincide with the well-known [17], the derivation of the formula [17] was obtained for the first time, the studies carried out allowed us to reject the hypothesis that the product of cosines and sines in the loss formula of a ferrite isolator is a frequency characteristic, it appears as a result of arithmetic transformations. To take into account the frequency range, it is used that there is circular polarization at the middle frequency, there will also be circular polarization at the extreme frequency of the range, but the plane of circular polarization will shift in comparison with the position of the plane of circular polarization at the middle frequency. That is, a peculiar system of two equations is obtained with respect to two positions of the polarization plane relative to the wide side of the rectangular waveguide section. The scientific novelty consists in systematization and generalization of the formulas of the loss of the resonance ferrite isolator, the connection between the formulas from different literature sources, both foreign and domestic, is proved, which saves time for researchers of ferrite isolators for the verification of the formula. The practical significance. It may be useful for teaching purposes and in optimization of the ferrite isolator design.Актуальность работы состоит в усовершенствовании модели резонансного ферритового вентиля для прямоугольного волновода. Антенно-фидерные устройства, генераторная, приемная, измерительная СВЧ аппаратура содержат в своем составе ферритовые развязывающие приборы, то есть ферритовые вентили и циркуляторы. Объектом исследования является процесс распространения электромагнитной волны через ферритовый вентиль в прямоугольном волноводе. Целью работы является верификация формулы для потерь резонансного ферритового вентиля в прямом и обратном направлении, а также вентильного отношения
Метод. Метод исследования в работе, во-первых, критический анализ литературных источников, который был проведен, но не принес желаемых результатов, так как не позволил проверить правильность вывода формулы [17]. Поэтому был выдвинут ряд гипотез, что может означать формула. Это второй метод исследования – выдвижение и опровержение гипотез. Сложность заключалась в наличии в формуле произведения тригонометрических функций, которые можно отнести к частотным свойствам, что было принято за исходную гипотезу, которая впоследствии не получила подтверждения. Проверка включала преобразование формул с использованием математической физики в терминах микроволновой электродинамики, тригонометрии и алгебры. Началом послужила классическая формула [16], аналогичная формуле из [18], принятая без доказательства. Как известно, для основного типа волн в прямоугольном волноводе компоненты напряженности магнитного поля, полученные как решение волнового уравнения при граничных условиях, свойственных прямоугольному волноводу. Одна составляющая напряженности магнитного поля направлена вдоль направления распространения волны, а вторая – в поперечном направлении в сечении волновода, они пропорциональны тригонометрическим функциям косинус и синус с одинаковыми аргументами. Это равенство двух составляющих напряженности магнитного поля традиционно используется для нахождения плоскости круговой поляризации, в которой следует разместить ферритовый вентиль. Это третий метод иссследования – метод аналогий. Авторы используют эту пропорциональность тригонометрическим функциям при своем выводе, а именно использованы формулы тригонометрических функций двойной угол, основное тригонометрическое тождество синус в квадрате плюс косинус в квадрате равно единице для замены постоянных распространения тригонометрическими функциями, это позволяет избавиться от радикалов в формулах, эти радикалы находятся в формуле из-за явления дисперсии в прямоугольный волновод. Остальные манипуляции с формулой – это приведение подобных терминов.
Результаты. Путем строгих математических преобразований получены аналитические выражения для потерь резонансного ферритового вентиля в прямом и обратном направлениях, а также вентильного отношения. Такие преобразования были произведены. Отношения постоянной продольного распространения к постоянной поперечного распространения заменяют отношениями тригонометрическими функциями синуса и косинуса, поскольку они непрерывны в отличие от тангенсов и котангенсов. Такое преобразование позволяет избежать квадратных корней в формуле для потерь ферритового изолятора в прямом и обратном направлениях, которые связаны с наличием дисперсии в волноводе, как в формуле для длины волны в волноводе. Преобразование основано на СВЧ электродинамике. Формулы используются для распределения полей в прямоугольном волноводе для основного типа волн. Дальнейшие преобразования заключаются в вынесении общего множителя из скобок и других арифметических преобразованиях.
Выводы. Полученные результаты частично совпадают с известными [17], вывод формулы [17] получен впервые, проведенные исследования позволили отказаться от гипотезы о том, что произведение косинусов и синусов в формуле потерь ферритового вентиля частотная характеристика, оно появляется в результате тригонометрических и арифметических преобразований. Чтобы принять во внимание частотный диапазон, используется круговая поляризация на средней частоте, круговая поляризация также будет на крайней частоте диапазона, но плоскость круговой поляризации будет смещаться по сравнению с положением плоскость круговой поляризации на средней частоте. То есть получается своеобразная система двух уравнений относительно двух положений плоскости поляризации относительно широкой стороны прямоугольного участка волновода. Научная новизна состоит в систематизации и обобщении формул потерь резонансного ферритового вентиля, доказана связь формул из разных литературных источников, как зарубежных, так и отечественных, что приведет к экономии времени исследователям ферритовых венилей на проверку формулы. Практическое значение. Это может быть полезно в учебных целях и при оптимизации конструкции ферритового изолятора. Актуальність роботи полягає в удосконаленні моделі резонансного феритового вентиля для прямокутного хвилеводу. Антенно-фідерні пристрої, генераторна, приймальна, вимірювальна НВЧ апаратура містять в своєму складі феритові розв’язуючі прилади, тобто феритові вентилі і циркулятори. Об’єктом дослідження є процес поширення електромагнітних хвиль через феритовий вентиль у прямокутному хвилеводі. Метою роботи є верифікація формули для втрат резонансного феритового вентиля в прямому і зворотному напрямку, а також вентильного відношення.
Метод. Методом дослідження в роботі, по-перше, є критичний аналіз літературних джерел, який був проведений, але не приніс бажаних результатів, оскільки він не дозволив перевірити правильність виведення формули [17]. Тому було висунуто ряд гіпотез, що може означати формула. Це другий метод дослідження висування та спростовування гіпотез. Складність полягала в наявності у формулі добутку тригонометричних функцій, який можна віднести до частотних властивостей, що було прийнято за початкову гіпотезу, що згодом не підтвердилось. Перевірка включала перетворення формул з використанням математичної фізики в терміни мікрохвильової електродинаміки, тригонометрії та алгебри. Початком стала класична формула [16], подібна до формули [18], прийнята без доказів. Як відомо, для основного типу хвилі в прямокутному хвилеводі компоненти напруженості магнітного поля, отримані як розв’язок хвильового рівняння в граничних умовах, властивих прямокутному хвилеводу. Одна складова напруженості магнітного поля орієнтована вздовж напрямку поширення хвилі, а друга, в поперечному напрямку в перерізі хвилеводу, пропорційні тригонометричним функціям косинус і синус з однаковими аргументами. Ця рівність двох компонентів напруженості між собою традиційно використовується для пошуку площини кругової поляризації, де розмістити ферритовий вентиль. Це третій метод дослідження – метод аналогій. Автори використовують цю пропорційність тригонометричним функціям при запропонованому виведенні, а саме у формулах тригонометричних функцій подвійний кут, основної тригонометричної тотожності синус у квадраті плюс косинус у квадраті дорівнює одиниці для заміни констант поширення тригонометричними функціями, це дозволяє позбутися радикалів у формулах, ці радикали знаходяться у формулі через явище дисперсії в прямокутний хвилевід. Решта маніпуляцій з формулою – це приведення подібних термінів.
Результати. Як результати отримані аналітичні вирази втрат резонансного феритового вентиля у прямому та зворотному напрямках, а також вентильне співвідношення за допомогою послідовних математичних перетворень. Здійснено такі перетворення. Відношення поздовжньої константи розповсюдження до поперечної константи поширення замінюються відношеннями тригонометричних функцій синус і косинус, оскільки вони є неперервними на відміну від тангенсів та котангенсів. Таке перетворення дозволяє уникнути квадратних коренів у формулі для втрат феритового ізолятора в прямому і зворотному напрямках, які пов’язані з наявністю дисперсії у хвилеводі, як у формулі для довжини хвилі в хвилеводі. Перетворення базується на мікрохвильовій електродинаміці, а саме використовуються формули для розподілу полів у прямокутному хвилеводі для основного типу хвилі. Подальші перетворення полягають у виведенні спільного множника з дужок та інших арифметичних перетвореннях.
Висновки. Отримані результати частково збігаються з відомими [17], виведення формули [17] отримано вперше, проведені дослідження дозволили відкинути гіпотезу про те, що добуток косинусів і синусів у втратах Формула феритового ізолятора є частотною характеристикою, вона з’являється в результаті арифметичних перетворень. Для врахування частотного діапазону використовується, що існує кругова поляризація на середній частоті, також буде циркулярна поляризація на крайній частоті діапазону, але площина кругової поляризації зміститься в порівнянні з положенням площина кругової поляризації на середній частоті. Тобто виходить своєрідна система двох рівнянь відносно двох положень площини поляризації щодо широкої сторони прямокутного перетину хвилеводу. Наукова новизна полягає в систематизації та узагальненні формул втрат резонансного феритового вентиля, доведено зв’язок між формулами з різних літературних джерел, як зарубіжних, так і вітчизняних, що призведе до економії часу для дослідників феритових вентилів для перевірки формули. Практичне значення. Це може бути корисно для навчальних цілей та для оптимізації конструкції феритового ізолятора. 
ДОСЛІДЖЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ГЕНЕРАТОРІВ ПСЕВДОВИПАДКОВИХ ПОСЛІДОВНОСТЕЙ, ПОБУДОВАНИХ ІЗ ВИКОРИСТАННЯМ НЕЧІТКОЇ ЛОГІКИ ТА ДВОВИМІРНИХ ХАОТИЧНИХ СИСТЕМ
No full textContext. The problem of generating pseudo-random sequences of bits using the rules of fuzzy logic and two-dimensional chaotic systems is considered.
Objective. Pseudo-random sequences generators built using two-dimensional chaotic systems and fuzzy logic. The purpose of the work is to develop and implement pseudo-random bit sequences generators based on the rules of fuzzy logic and two-dimensional chaotic systems and to evaluate the statistical characteristics of the generated sequences using statistical tests of National Institute of Standards and Technology.
Method. A method for generating pseudo-random bit sequences is proposed, which allows form bit sequences with characteristics that meet the requirements of secure communication systems and cryptographic protection of information based on the rules of fuzzy logic and two-dimensional chaotic systems. In the process of studying the operation of generators, histograms of the distribution of output values were constructed, which allows to clearly determine whether the entire range of output values of the twodimensional system could be used to generate pseudo-random bit sequence or only part of it. A study of the statistical characteristics of the generated sequences using a set of statistical tests was also performed.
Results. Bit sequences formed using fuzzy logic rules and two-dimensional chaotic systems can be used to transmit information in secure communication systems.
Results. The proposed generators were implemented in software, histogram analysis and evaluation of compliance with the criteria for a set of statistical tests of National Institute of Standards and Technology.
Conclusions. The experiments confirmed the ability of the proposed generators to generate bit sequences with good statistical characteristics, which allows them to be recommended for use in practice in solving problems of cryptographic protection of information and secure transmission of information over open communication channels. Prospects for further research may be to create cryptographic methods of information protection based on the proposed pseudo-random bit sequences generators, the implementation of secure communication systems.Актуальность. Рассмотрена задача генерирования псевдослучайных последовательностей битов (ПСП) с применением правил нечеткой логики и двумерных хаотических систем. Объектом исследования являются генераторы псевдослучайных битовых последовательностей построенных с применением двумерных хаотических систем. Цель работы – разработка и реализация генераторов ПСП бит на основе правил нечеткой логики и двумерных хаотических систем и оценка сформированных последовательностей с помощью статистических тестов NIST.
Метод. Предложен способ генерирования псевдослучайных последовательностей битов, позволяет сформировать битные последовательности с характеристиками, удовлетворяющими требованиям защищенных систем связи и криптографической защиты информации на основе правил нечеткой логики и двумерных хаотических систем. В процессе исследования работы генераторов построены гистограммы распределения выходных значений, позволяет четко установить, весь диапазон выходных значений двумерной системы может быть использован для генерирования ПCП битов или только его часть. Также проведено исследование статистических характеристик генерируемых последовательностей с помощью набора стать-соприкасающихся тестов.
Результаты. Последовательности битов сформированы с применением правил нечеткой логики и двумерных хаотических систем могут быть использована для передачи информации в защищенных системах связи.
Выводы. Проведенные эксперименты подтвердили способность предложенных генераторов генерировать битные последовательности с хорошими статистическими характеристиками, что и позволяет их рекомендовать для использования на практике при решении задач криптографической защиты информации и защищенной передачи информации по открытым каналам связи. Перспективы дальнейших исследований могут заключаться в создании криптографических методов защиты информации на основе предложенных генераторов ПСП битов, реализации защищенных систем связи.Актуальність. Розглянуто задачу генерування псевдовипадкових послідовностей (ПВП) бітів із застосуванням правил нечіткої логіки та двовимірних хаотичних систем. Об’єктом дослідження є генератори псевдовипадкових бітових послідовностей побудовані із застосуванням двовимірних хаотичних систем. Мета роботи – розроблення та реалізація генераторів ПВП бітів на основі правил нечіткої логіки та двовимірних хаотичних систем та оцінка статистичних характеристик сформованих послідовностей за допомогою статистичних тестів NIST.
Метод. Запропоновано спосіб генерування псевдовипадкових послідовностей бітів, що дозволяє сформувати бітові послідовності із характеристиками, що задовольняють вимогам захищених систем зв’язку та криптографічного захисту інформації на основі правил нечіткої логіки та двовимірних хаотичних систем. В процесі дослідження роботи генераторів побудовано гістограми розподілу вихідних значень, що дозволяє чітко встановити, чи весь діапазон вихідних значень двовимірної системи може бути використаний для генерування ПВП бітів чи тільки його частина. Також проведено дослідження статистичних характеристик генерованих послідовностей за допомогою набору статистичних тестів.
Результати. Послідовності бітів сформовані із застосуванням правил нечіткої логіки та двовимірних хаотичних систем можуть бути використані для передачі інформації в захищених системах зв’язку.
Висновки. Проведені експерименти підтвердили здатність запропонованих генераторів генерувати бітові послідовності із хорошими статистичними характеристиками, що і дозволяє їх рекомендувати для використання на практиці при вирішенні задач криптографічного захисту інформації та захищеної передачі інформації по відкритих каналах зв’язку. Перспективи подальших досліджень можуть полягати в створенні криптографічних методів захисту інформації на основі запропонованих генераторів ПВП бітів, реалізації захищених систем зв’язку