Рассматривается проблема построения общих решений задач терминального управления нелинейными системами. Используются ранее доказанные положения о том, что оптимальная траектория является огибающей параметрического семейства поверхностей (параметрического семейства сингулярных кривых), и что оптимальное управление может быть найдено на этом семействе. Здесь обыгрывается тот факт, что в каждой точке оптимальной траектории вектор-функция множителей Лагранжа касателен к ней, но также касателен к сингулярной кривой. Приводится конструктивный метод построения сингулярных кривых на основе условного разделения переменных в уравнении Гамильтона—Якоби. "Свободные" параметры сингулярных кривых находятся из условия минимизации терминального функционала, что позволяет избежать явного решения краевой задачи для класса нелинейных динамических систем, упростить вычислительные алгоритмы. Сингулярные кривые описываются редуцированной (сокращенной) математической моделью. Таким образом, для синтеза закона оптимального управления мы должны использовать полную (исходную) математическую модель динамической системы, но для его вычисления в тот или иной момент времени достаточно и редуцированной (сокращенной). Указанное соображение определяет принцип информационного дуализма. Приведен иллюстрирующий пример. Показано, что такой подход можно применять и для решения некоторых классов дифференциальных игр.

Рассматривается проблема организации процесса управления в адаптивных системах, в которых требуется обеспечить сохранение оптимального состояния системы при изменении внешних условий. Анализ существующих подходов к решению данной задачи показал большую перспективность синергетического эффекта от использования технологий машинного обучения и компьютерного зрения. Проведен системный анализ процесса управления с использованием данных технологий, формализованы его основные объекты, поставлена задача исследования. Для ее решения предложен метод, новизна которого заключается в применении технологий машинного обучения и компьютерного зрения для распознавания и получения сжатого представления о состоянии наблюдаемой среды, объектов наблюдения и управления, а также в унификации процесса выбора управляющей команды на основе трех подходов (системы правил, классифицирующей нейронной сети, машинного обучения с подкреплением). Все этапы метода формализованы, возможность использования технологий машинного обучения (нейронных сетей) для их реализации теоретически обос нована. Практическая значимость разработанного метода заключается в возможности автоматизации деятельности человека-оператора в сложных адаптивных системах за счет использования технологий машинного обучения и компьютерного зрения. Метод апробирован на примере системы управления адаптивной беговой платформой. Проведены экспериментальные исследования для оценки работоспособности метода, его производительности и точности работы при определении состояния объектов наблюдения с использованием технологий компьютерного зрения. В результате работы была доказана высокая эффективность предложенного подхода. Использование технологий компьютерного зрения и машинного обучения позволило не только осуществлять управление адаптивной беговой платформой, но и корректно определять критические ситуации (падение и резкую остановку человека), что повышает безопасность работы системы управления, расширяет ее функциональность в области мониторинга состояния окружающей среды и объектов наблюдения.

В качестве объекта автоматизированного контроля рассматривается распределенная электрическая сеть (РЭС) напряжением 0,4 кВ, функционирующая в несимметричном режиме. Формулируется задача идентификации мест и контроля несанкционированных отборов мощностей (НОМ) в РЭС в условиях функционирования автоматизированной системы контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ). Первичной исходной информацией для ее решения являются данные, полученные с головного и абонентских счетчиков электроэнергии путем синхронизированных дистанционных измерений в дискретные моменты времени. Данная проблема относится к классу задач, в которых имеется существенная неопределенность о текущем состоянии исследуемого объекта и параметрах внешних возмущающих воздействий, в качестве которых выступают несанкционированные потребители электроэнергии. В указанных условиях первичные измерительные данные о характеристиках нагрузок абонентов сети, полученные со счетчиков автоматизированной системы и записанные в ее базу данных, являются недостаточными для решения рассматриваемой задачи. В связи с этим в целях снижения уровня неопределенности и получения дополнительной необходимой информации о состоянии объекта в рассмотрение вводится понятие виртуальной модели РЭС, предназначенной для описания ее желаемого состояния, которое определяется отсутствием в сети указанных внешних случайных возмущений. Предложен новый метод решения сформулированной задачи, основанный на концепции виртуальной модели РЭС. Получены условия для идентификации текущего состояния РЭС. Для этой цели определены входные желаемые фазные токи виртуальной сети путем введения эквивалентных комплексных сопротивлений определенных частей трехфазной сети. Идентифицированы векторы действующих значений токов и напряжений на нагрузках абонентов и межабонентских участках виртуальной сети. Введены критериальные функции, определяющие отклонения соответствующих компонентов векторов напряжений на нагрузках абонентов реальной РЭС и ее виртуальной модели. На основе указанных функций сформулирован критерий идентификации и алгоритм контроля несанкционированных отборов мощностей в трехфазной распределенной сети. Полученные результаты ориентированы для создания алгоритмического и специального программного обеспечения подсистемы автоматизированного контроля НОМ в составе АСКУЭ.

Предлагается метод решения задачи планирования движения группы наземных робототехнических платформ (РТП) с требованием поддержания заданного шаблона строя при наличии стационарных препятствий и источников возмущений. Выделяется задача построения траектории ведущей РТП группы, сопряженная с применением планировщика перемещений и последующим сглаживанием получившейся траектории. Для сглаживания применяется разработанная ранее процедура. Траектории остальных элементов группы определяются путем построения смещенных пространственных кривых, вдоль которых должны двигаться эти элементы с учетом заданной конфигурации или требований сохранения некоторых средних кинематических параметров элементов вдоль своей траектории.
Для решения задачи уклонения группы от источников возмущений использован метод, рассмотренный в предыдущих работах авторов для одиночных подвижных объектов. Данный метод базируется на расчете вероятностей успешного прохождения элементами группы своих траекторий. Эти вероятности могут быть найдены после оценки параметров характеристических вероятностных функций источников, описывающих характер их воздействия на движущиеся объекты в течение малых интервалов времени. Развита методика, позволяющая находить целевые траектории ведущей и ведомых РТП группы, вероятность успешного прохождения которых превышает заданное целевое значение. Указанная методика обобщается на случай, когда критерием оптимизации является вероятность успешного прохождения только части РТП группы в целевую область.
Рассматриваются и обсуждаются результаты моделирования, подтверждающие эффективность и работоспособность предлагаемой методики планирования траекторий движения роботов, образующих группу, в среде с препятствиями и в поле источников-репеллеров.

В настоящее время интенсивно исследуются различные возможности получения энергии из возобновляемых источников, в частности, потоков среды. Наиболее широко распространены ветроэнергетические установки с вращающимся рабочим элементом (пропеллером или турбиной с вертикальной осью, например, ротором Дарье или Савониуса). Однако активно рассматривается возможность использовать для генерации энергии колебания упругих конструкций, индуцированные потоком среды. Одним из видов таких колебаний является галопирование, т. е. колебания плохообтекаемых тел в направлении поперек набегающего потока. Возникновение галопирования связано с тем, что аэродинамические силы, действующие на плохообтекаемое тело, при определенных условиях создают отрицательное демпфирование. В настоящей работе рассматривается механическая система, состоящая из трех тел, которые могут двигаться в направлении, перпендикулярном потоку. Одно из этих тел представляет собой призму квадратного сечения, а два других — материальные точки. Тела последовательно соединены друг с другом и с неподвижной опорой пружинами.
С призмой жестко соединен постоянный магнит, который движется в катушке индуктивности. В результате в электрическом контуре, соединенном с катушкой, генерируется электрический ток. Для подобных установок, с одной стороны, требуется, чтобы галопирование возникало при как можно меньшей скорости потока. С другой стороны, при больших скоростях потока необходимо уменьшать амплитуду колебаний, чтобы установка не разрушилась. Исследовано влияние параметров системы (в частности, коэффициентов жесткости пружин) на устойчивость равновесия и на характеристики периодических решений. Показано, что за счет изменения жесткостей пружин можно заметно расширить интервал скоростей потока, в которых возникает галопирование. Амплитуды колебаний тел системы возрастают с ростом скорости потока. Для того чтобы увеличить скорость потока, при которой они достигают предельно допустимых значений, предложен алгоритм регулирования колебаний. В рамках этого алгоритма перемещение одной из материальных точек относительно призмы блокируется/деблокируется в зависимости от текущей скорости потока