Подробности
28.01.2010 12:03

Исследования в области кибернетической физики и киберфизических систем совместно с лабораторией «Управление сложными системами» Института проблем машиноведения Российской академии наук

  1. Важнейшие научные и практические результаты.
    1. Впервые разработаны алгоритмы слежения для нелинейных объектов с внешней моделью задающего сигнала при ограниченной скорости передачи информации в системе и получены гарантированные оценки их точности с учетом погрешности вычислений. Результаты позволят существенно снизить аппаратные и временные затраты при построении систем управления и телеметрии для пространственно разнесенных объектов.
      Результаты подтверждены численными и экспериментальными исследованиями и позволяют оценить предельные возможности и повысить точность решения задач синхронизации хаотических систем и задач управления подвижными объектами и мехатронными комплексами. (Б.Р.Андриевский, А.Л.Фрадков).
    2. Разработан и экспериментально исследован метод адаптивной настройки кодирующего устройства на основе текущей информации о процессе. Разработаны методы практического синтеза стабилизирующих стратегий децентрализованной стабилизации, образуемых алгоритмами декодирования входных информационных потоков, кодирования выходных потоков и преобразования первых потоков во вторые для каждого элемента (Б.Р. Андриевский, А.Л. Фрадков). Результаты могут найти применение для построении систем децентрализован-ного управления динамическими объектами (подвижными объектами, мехатронными комплексами), при построении распределенных сен сорных сетей, систем дистанционного наблюдения, навигационных систем и систем связи, при передаче сообщений модуляцией хаотического сигнала при ограниченной пропускной способности каналов связи. Сделан важный шаг к созданию единой теории управления, вычислений и связи для нелинейных объектов.
    3. Разработаны новые алгоритмы адаптивного резонансного управления вибрационными установками, и алгоритмы прохождения через зону резонанса, позволяющие существенно снизить энергозатраты в условиях неопределенно-сти в пусковых и рабочих режимах (Д.В.Ефимов, Д.А. Томчин, А.Л.Фрадков). Результаты исследований могут найти применение при построении мехатронных систем управления многозвенными механическими объектами.
    4. Развит метод скоростного градиента для задач с ограничениями. Метод применен к задаче селективного управления наблюдаемыми в квантовомеханических ансамблях молекулярных систем и к задаче построения модели конечной термодинамической системы в переходном режиме (М.С.Ананьевский, А.Л.Фрадков). Результаты исследований могут найти применение при разработке новых нано- и фемтотехнологий.
    5. Разработана структура программной системы поддержки проведения международных конференций, обеспечивающей регистрацию, подачу и двухуровневое рецензирование докладов при наличии секций и рассылку писем авторам. Разработанная структура реализована в Интернет-системе http://coms.physcon.ru. Разработана структура программной системы поддержки сетевой электронной библиотеки, реализованная в электронной библиотеке IPACS (http://lib.physcon.ru/) (В.В.Шиегин, А.Л.Фрадков).
    6. Разработана и изготовлена 50-секционная механическая часть и два блока электронной интерфейсной системы для многомаятниковой мехатронной лабораторной установки. Проведены демонстрационные эксперименты (Б.Р.Андриевский, К.Б.Бойков, Б.П.Лавров, А.Л.Фрадков).
    7. Разработана и изготовлена механическая часть резонансного мехатронного вибрационного стенда. (Б.Р.Андриевский, В.П.Штефан, Б.П.Лавров, А.Л.Фрадков).
  2. Работы по международным проектам
    1. Российско-французский проект «Адаптивное и робастное управление сложными системами», совместно с лабораторией анализа и архитектуры систем (LAAS-CNRS), Тулуза.
    2. Российско-нидерландский проект «Гибридные механические системы» лаб. проф. Наймайера (синхронизация маятников, метрономов).
  3. Некоторые полезные ссылки по киберфизическим системам.
    1. А.Л. Фрадков. Кибернетическая физика: принципы и примеры. СПб.: Наука, 2003. http://www.ipme.ru/ipme/labs/ccs/alf/f03.pdf (книга, PDF, 1618 Kb).
    2. А.Л. Фрадков. Введение в кибернетическую физику (презентация, 2006г) http://www.tklab.ru/lib/presentations/CYF07intr.pdf (PDF, 2780 Kb)
    3. Семинар Национального научного фона США по кибер-физическим системам (NSF Workshop on Cyber-Physical Systems), 16-17 октября 2006г http://varma.ece.cmu.edu/cps/
    4. Неделя кибер-физических систем (Cyber Physical Systems Week) Сент-Луис, США, 21-24 апреля 2008г.  http://www.cpsweek.org/