<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">novtexmech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Мехатроника, автоматизация, управление</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1684-6427</issn><issn pub-type="epub">2619-1253</issn><publisher><publisher-name>Commercial Publisher «New Technologies»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17587/mau.24.660-668</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">novtexmech-1470</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ДИНАМИКА, БАЛЛИСТИКА И УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>DYNAMICS, BALLISTICS AND CONTROL OF AIRCRAFT</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Управление критериями селекции алгоритма самоорганизации в задачах коррекции навигационных систем маневренных летательных аппаратов</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Control of the Selection Criteria of the Self-Organization Algorithm in the Problems of Correcting the Navigation Systems of Maneuverable Aircraft</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Селезнева</surname><given-names>М. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Selezneva</surname><given-names>M. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>канд. тех. наук, доц.</p><p>г. Москва</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Ph.D., Associate Professor</p><p>Moscow</p></bio><email xlink:type="simple">m.s.selezneva@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">МГТУ им. Н. Э. Баумана<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">BMSTU<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2023</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>06</day><month>12</month><year>2023</year></pub-date><volume>24</volume><issue>12</issue><fpage>660</fpage><lpage>668</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Commercial Publisher «New Technologies», 2023</copyright-statement><copyright-year>2023</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><license xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice" xlink:type="simple"><license-p>https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/article/view/1470">https://mech.novtex.ru/jour/article/view/1470</self-uri><abstract><p>Исследована задача построения моделей с желаемыми свойствами, которые применяются в алгоритмическом обеспечении прицельно-навигационного комплекса летательного аппарата. От качества используемых математических моделей во многом зависит точность коррекции прицельно-навигационного комплекса, поэтому предлагается строить модели непосредственно в процессе полета с помощью какого-либо эволюционного алгоритма, например с помощью алгоритма самоорганизации. В ансамбль критериев селекции алгоритма самоорганизации включены различные критерии, определяющие свойства отбираемых моделей. В зависимости от области применения моделей посредством алгоритма самоорганизации с изменяемым ансамблем критериев селекции им придаются желаемые свойства. Ансамбль селекции состоит из общих и специальных критериев, а также управляемой комбинации качественных критериев, избирательно улучшающих характеристики моделей. При изменении режима полета влияние того или иного специального критерия на исследуемый процесс меняется. Изменение ансамбля критериев селекции алгоритма самоорганизации происходит автоматически в процессе полета. В качестве улучшаемых качественных характеристик использованы степени наблюдаемости, управляемости и параметрической идентифицируемости. С течением времени степени наблюдаемости, управляемости и параметрической идентифицируемости могут меняться. Компоненты, которые были хорошо наблюдаемы, со временем могут перейти в разряд слабонаблюдаемых. Слабонаблюдаемые компоненты вектора состояния, хотя и являются формально наблюдаемыми, на практике не подвергаются обработке посредством алгоритмов оценивания, так как их оценку возможно улучшить лишь на достаточно больших интервалах функционирования системы. Аналогичная ситуация складывается и с моделями при исследовании качества их управляемости, а также с параметрами моделей при их идентификации. Представлен алгоритм управления качественными критериями селекции и схема алгоритма формирования моделей при коррекции перспективного прицельно-навигационного комплекса летательного аппарата. Проведено математическое моделирование для различных режимов полета летательного аппарата, таких как прямолинейный полет, разновысотный полет. Результаты проведенного моделирования показали работоспособность и эффективность предложенных алгоритмических решений.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The problem of constructing models with the desired properties, which are used in the algorithmic support of the sighting and navigation complex of the aircraft, has been studied. The quality of the used mathematical models largely determines the accuracy of the correction of the sighting and navigation system, therefore it is proposed to build models directly during the flight using some evolutionary algorithm. For example, using a self-organization algorithm. The ensemble of selection criteria for the self-organization algorithm includes various criteria that determine the properties of the selected models. Depending on the field of application of the models, they are given the desired properties by means of a self-organization algorithm with a variable ensemble of selection criteria. The selection ensemble consists of general, special criteria, as well as a controlled combination of qualitative criteria that selectively improve the performance of models. When the flight mode changes, the influence of one or another special criterion on the process under study changes. The change in the ensemble of selection criteria for the self-organization algorithm occurs automatically during the flight. Degrees of observability, controllability and parametric identifiability are used as improved qualitative characteristics. Over time, the degree of observability, controllabi lity, and parametric identifiability may change. Components that were well observable over time can become poorly observable. The weakly observable components of the state vector, although they are formally observable, in practice are not processed by estimation algorithms, since their evaluation is possible only on sufficiently large intervals of the system operation. A similar situation develops with models in the study of the quality of their controllability, as well as with the parameters of models during their identification. An algorithm for controlling the quality selection criteria and a diagram of the algorithm for generating models during the correction of a promising sighting and navigation complex of an aircraft are presented. Mathematical modeling has been carried out for various flight modes of the aircraft, such as straight flight, flight at different altitudes. The results of the simulation showed the efficiency and effectiveness of the proposed algorithmic solutions</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>летательный аппарат</kwd><kwd>прицельно-навигационный комплекс</kwd><kwd>самоорганизация моделей</kwd><kwd>алгоритм управления</kwd><kwd>ансамбль критериев</kwd><kwd>качественные характеристики</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>aircraft</kwd><kwd>sighting and navigation system</kwd><kwd>self-organization of models</kwd><kwd>control algorithm</kwd><kwd>ensemble of criteria</kwd><kwd>qualitative characteristics</kwd></kwd-group><funding-group xml:lang="ru"><funding-statement>Исследование выполнено за счет гранта Российского на- учного фонда № 23-79-10028, https://rscf.ru/project/23-79-10028/</funding-statement></funding-group><funding-group xml:lang="en"><funding-statement>The study was supported by the grant of the Russian Science Foundation No. 23-79-10028, https://rscf.ru/project/ 23-79-10028/</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Неусыпин К. А. Современные системы и методы наведения, навигации и управления летательными аппаратами. М.: Изд-во МГОУ, 2009. 500 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Neusypin K. A. Modern systems and methods of guidance, navigation and control of aircraft, Moscow, MGOU Publishing House, 2009, 500 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шэнь К., Пролетарский А. В., Неусыпин К. А. Исследование алгоритмов коррекции навигационных систем летательных аппаратов // Вестник Московского государственного технического университета им. НЭ Баумана. Серия "Приборостроение". 2016. № 2 (107). С. 28—39.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shen K., Proletarsky A. V., Neusypin K. A. Study of correction algorithms for aircraft navigation systems, Bulletin of the Bauman Moscow State Technical University. Series "Instrument making", 2016, no. 2 (107), pp. 28—39 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пролетарский А. В., Неусыпин К. А. Способы коррекции навигационных систем и комплексов летательных аппаратов // Инженерный журнал: наука и инновации. 2012. № 3 (3). С. 44.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Proletarsky A. V., Neusypin K. A. Methods for correcting navigation systems and complexes of aircraft, Engineering Journal: Science and Innovations, 2012, no. 3(3), pp. 44 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Селезнева М. С. и др. Динамический системный синтез алгоритмического обеспечения навигационного комплекса летательного аппарата // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2017. № 2. С. 36—42.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Selezneva M. S. Kai S., Proletarsky A. V., Neusypin K. A. Dynamic system synthesis of algorithmic support for the navigation complex of an aircraft, Instruments and systems. Management, control, diagnostics, 2017, no. 2, pp. 36—42 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Селезнева М. С., Неусыпин К. А., Пролетарский А. В. Разработка акцептора действия измерительного комплекса с использованием концепции динамического системного синтеза // Автоматизация. Современные технологии. 2018. Т. 72, № 2. С. 73—77.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Selezneva M. S., Neusypin K. A., Proletarsky A. V. Development of the action acceptor of the measuring complex using the concept of dynamic system synthesis, Automation. Modern technologies, 2018, vol. 72, no. 2, pp. 73—77 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Чжан Л. и др. Способы улучшения характеристик нелинейных моделей динамических систем // Будущее машиностроения России. 2020. С. 197—201.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zhang L., Proletarsky A. V., Neusypin K. A., Selezneva M. S. Ways to improve the characteristics of nonlinear models of dynamic systems, Future of mechanical engineering in Russia, 2020, pp. 197—201 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Неусыпин К. А., Селезнева М. С., Кай Ш. Исследование качественных характеристик наблюдаемости переменных состояния линейных нестационарных моделей инерциальных навигационных систем // Мехатроника, автоматизация, управление. 2018. Т. 19, № 5. С. 346—354.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Neusypin K. A., Kai S., Selezneva M. S. On Qualitative Characteristics of the State Variable Observability in Linear Time- Varying Models of Inertial Navigation Systems, Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie, 2018, vol. 19, no. 5, pp. 346—354.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кай Ш., Селезнева М. С., Неусыпин К. А. Разработка алгоритма коррекции инерциальной навигационной системы в автономном режиме // Измерительная техника. 2017. № 10. С. 16—20.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shen K., Selezneva M. S., Neusypin K. A. Development of an algorithm for correction of an inertial navigation system in Off- Line mode, Measurement Techniques, 2018, vol. 60, pp. 991—997.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Shen K. et al. Novel variable structure measurement system with intelligent components for flight vehicles // Metrology and measurement systems. 2017. P. 347—356.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shen K., Selezneva M. S., Neusypin K. A., Proletarsky A. V. Novel variable structure measurement system with intelligent components for flight vehicles, Metrology and measurement systems, 2017, pp. 347—356.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Shen K. et al. Quantifying observability and analysis in integrated navigation // Navigation: Journal of The Institute of Navigation. 2018. Т. 65. № 2. С. 169—181.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shen K., Xia Y., Wang M., Neusypin K. A., Proletarsky A. V. Quantifying observability and analysis in integrated navigation, Navigation: Journal of The Institute of Navigation, 2018, vol. 65, no. 2, pp. 169—181.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Джанджгава Г. И. и др. Навигационный комплекс с повышенными характеристиками наблюдаемости и управляемости // Авиакосмическое приборостроение. 2016. № 6. С. 18—24.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dzhandzhgava G. I., Babichenko A. V., Neusypin K. A., Proletarsky A. V., Selezneva M. S. Navigation complex with enhanced observability and controllability, Aerospace instrumentation, 2016, no. 6, pp. 18—24 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кай Ш., Неусыпин К. А. Критерий степени наблюдаемости переменных состояния нестационарных систем // Автоматизация. Современные технологии. 2016. № 6. С. 10—16.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kai Sh., Neusypin K. A. Criterion of the degree of observability</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Neusypin K. A. et al. Algorithm for building models of INS/GNSS integrated navigation system using the degree of identifiability // 2018 25th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems (ICINS). IEEE, 2018. P. 1—5.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">of state variables of non-stationary systems, Automation. Modern technologies, 2016, no. 6, pp. 10—16 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Neusypin K., Selezneva M., Proletarsky A. Nonlinear information processing algorithm for navigation complex with increased degree of parametric identifiability // Recent Research in Control Engineering and Decision Making. Springer International Publishing, 2019. P. 37—49.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Neusypin K. A. Selezneva M. S. Kai S., Proletarsky A. V. Algorithm for building models of INS/GNSS integrated navigation system using the degree of identifiability, 2018 25th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems (ICINS), IEEE, 2018, pp. 1—5.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Неусыпин К. А., Фам С. Ф. Численный критерий степени управляемости переменных состояния // Автоматизация и современные технологии. 2007. № 7. С. 24—26.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Neusypin K., Selezneva M., Proletarsky A. Nonlinear information pro-cessing algorithm for navigation complex with increased degree of parametric identi-fiability, Recent Research in Control Engineering and Decision Making, Springer International Publishing, 2019, pp. 37—49.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ивахненко А. Г. Долгосрочное прогнозирование и управление сложными системами. Киев: Технiка, 1975, 312 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Neusypin K. A., Fam S. F. Numerical criterion for the degree of controllability of state variables, Automation and modern technologies, 2007, no. 7, pp. 24—26 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шашурин В. Д., Селезнева М. С., Неусыпин К. А. Технология формирования акцептора действия навигационного комплекса с использованием динамического системного синтеза // Автоматизация. Современные технологии. 2018. Т. 72, № 3. С. 121—126.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ivakhnenko A. G. Long-term forecasting and management of complex systems, Kiev, Technique, 1975, 312 p (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Shashurin V. D., Selezneva M. S., Neusypin K. A. Technology</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shashurin V. D., Selezneva M. S., Neusypin K. A. Technology</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">for forming the action acceptor of the navigation complex using dynamic system synthesis, Avtomatizatsiya. Modern technologies, 2018, vol. 72, no. 3, pp. 121—126 (in Russian).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">for forming the action acceptor of the navigation complex using dynamic system synthesis, Avtomatizatsiya. Modern technologies, 2018, vol. 72, no. 3, pp. 121—126 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
