Автореферат (1150595)
Текст из файла
Íà ïðàâàõ ðóêîïèñèÂîëêîâà Ìàðèíà ÂëàäèìèðîâíàÐàíäîìèçèðîâàííûå àëãîðèòìû îöåíèâàíèÿ ïàðàìåòðîâèíêóáàöèîííûõ ïðîöåññîâ â óñëîâèÿõ íåîïðåäåëåííîñòåéè êîíå÷íîãî ÷èñëà íàáëþäåíèéÑïåöèàëüíîñòü 01.01.09 äèñêðåòíàÿ ìàòåìàòèêà èìàòåìàòè÷åñêàÿ êèáåðíåòèêàÀâòîðåôåðàò äèññåðòàöèè íà ñîèñêàíèå ó÷åíîé ñòåïåíèêàíäèäàòà ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóêÑàíêò-Ïåòåðáóðã2018Ðàáîòà âûïîëíåíà â Ñàíêò-Ïåòåðáóðãñêîì ãîñóäàðñòâåííîì óíèâåðñèòåòå.Íàó÷íûé ðóêîâîäèòåëü:äîêòîð ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóê, ïðîôåññîðÃðàíè÷èí Îëåã Íèêîëàåâè÷Îôèöèàëüíûå îïïîíåíòû:ßêîâèñ Ëåîíèä Ìîèñååâè÷,äîêòîð òåõíè÷åñêèõ íàóê, ñòàðøèé íàó÷íûé ñîòðóäíèê,ÔÃÀÎÓ ÂÎ ¾Ñàíêò-Ïåòåðáóðãñêèé ãîñóäàðñòâåííûéïîëèòåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò Ïåòðà Âåëèêîãî¿,ïðîôåññîð êàôåäðû ìåõàíèêè è ïðîöåññîâ óïðàâëåíèÿÌåëüíèêîâ Àëåêñàíäð Àëåêñååâè÷,êàíäèäàò ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóê,ÎÎÎ ¾ÖÐÒ-èííîâàöèè¿,íàó÷íûé ñîòðóäíèêÂåäóùàÿ îðãàíèçàöèÿ:Ôåäåðàëüíîå ãîñóäàðñòâåííîåáþäæåòíîå ó÷ðåæäåíèå íàóêè¾Èíñòèòóò ïðîáëåì óïðàâëåíèÿèì.
Â. À. Òðàïåçíèêîâà ÐÀÍ¿Çàùèòà ñîñòîèòñÿ 30 ìàÿ 2018 ãîäà â 16 ÷àñîâ íà çàñåäàíèè äèññåðòàöèîííîãîñîâåòà Ä 212.232.29 íà áàçå Ñàíêò-Ïåòåðáóðãñêîãî ãîñóäàðñòâåííîãî óíèâåðñèòåòàïî àäðåñó: 199178, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, 10 ëèíèÿ Â.Î., ä. 33/35, àóä. 74.Ñ äèññåðòàöèåé ìîæíî îçíàêîìèòüñÿ â Íàó÷íîé áèáëèîòåêå èì. Ì. Ãîðüêîãî ÑàíêòÏåòåðáóðãñêîãî ãîñóäàðñòâåííîãî óíèâåðñèòåòà ïî àäðåñó: 199034, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã,Óíèâåðñèòåòñêàÿ íàá., ä. 7/9 è íà ñàéòå https://disser.spbu.ru/disser/soiskatelyuuchjonoj-stepeni/dis-list/form/14/1647.html.Àâòîðåôåðàò ðàçîñëàí Ó÷åíûé ñåêðåòàðüäèññåðòàöèîííîãî ñîâåòà Ä 212.232.29,äîêòîð ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóê,ïðîôåññîð2018 ã.Â. Ì. ÍåæèíñêèéÎáùàÿ õàðàêòåðèñòèêà ðàáîòûÀêòóàëüíîñòü òåìû.
Ðåøåíèÿ áîëüøîãî êîëè÷åñòâà ïðàêòè÷åñêè âàæíûõ çàäà÷ àäàïòèâíîãî óïðàâëåíèÿ, ìàøèííîãî îáó÷åíèÿ, îïðåäåëåíèÿ íåÿâíûõ õàðàêòåðèñòèê ñèñòåì, ìàòåðèàëîâ è ò. ï. îïèðàþòñÿ íà ìåòîäû âîññòàíîâëåíèÿ íåèçâåñòíîé çàâèñèìîñòè ïî íàáëþäàåìûì ýêñïåðèìåíòàëüíûì äàííûì. Èõ ðàçâèòèå ìîæíîíàéòè â ðàáîòàõ Â. Í. Âàïíèêà, A. ß.
×åðâîíåíñêèñà, Â. Í. Ôîìèíà, À. Ë. Ôðàäêîâà, Â. À. ßêóáîâè÷à è äðóãèõ. Èñïîëüçîâàíèå ìàòåìàòè÷åñêèõ ìåòîäîâ íåðàçðûâíîñâÿçàíî ñ ôîðìèðîâàíèåì ìîäåëåé èññëåäóåìûõ ÿâëåíèé. Òèïè÷íûì ïîäõîäîì ÿâëÿåòñÿ âûáîð ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè ñ âêëþ÷åíèåì â íåå ðàçëè÷íûõ ïîìåõ, îòíîñÿùèõñÿ, ñ îäíîé ñòîðîíû, ê ãðóáîñòè ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè è, ñ äðóãîé ñòîðîíû,õàðàêòåðèçóþùèõ íåêîíòðîëèðóåìûå âíåøíèå âîçìóùåíèÿ îáúåêòà èëè ñèñòåìû.Ïðè ðàññìîòðåíèè ïðîáëåì îïòèìèçàöèè ñòîõàñòè÷åñêàÿ ïîñòàíîâêà çàäà÷è ÷àñòî ÿâëÿåòñÿ íå òîëüêî íàèáîëåå àäåêâàòíîé ðåàëüíûì ïðîöåññàì, íî è, êàê ïðàâèëî, ïîçâîëÿåò ïðåäëàãàòü îáîñíîâàííûå àëãîðèòìû ðåøåíèÿ äëÿ âû÷èñëèòåëüíîñëîæíûõ èëè ïëîõî îáîñíîâàííûõ çàäà÷.
 ïîñëåäíåå âðåìÿ â ðàáîòàõ Á. Ò. Ïîëÿêà, Ä. Êàëàôèîðå, Ð. Òåìïî, Ì. Êàìïè, Ô. Äàááåíå, Ì. Âàäèñàãàðà è ìíîãèõäðóãèõ àêòèâíî ðàçâèâàþòñÿ ðàíäîìèçèðîâàííûå ìåòîäû ðåøåíèÿ. Îíè îáëàäàþòñóùåñòâåííûìè äîñòîèíñòâàìè â ñðàâíåíèè ñ äåòåðìèíèðîâàííûìè ìåòîäàìè. Ñîäíîé ñòîðîíû, â çàäà÷àõ òðåáóþùèõ áîëüøîãî îáúåìà ïåðåáîðà âàðèàíòîâ àëãîðèòìû, îñíîâàííûå íà ñëó÷àéíîì âûáîðå, ïîçâîëÿþò çà îãðàíè÷åííîå âðåìÿ äîáèâàòüñÿ õîðîøèõ ðåçóëüòàòîâ ñ îïðåäåëåííîé âåðîÿòíîñòüþ. Ñ äðóãîé ñòîðîíû,âîçìîæíîñòü ðàíäîìèçàöèè ïðîöåññîâ íàáëþäåíèé ïîçâîëÿåò âî ìíîãèõ ñëó÷àÿõèçáàâèòüñÿ îò íåãàòèâíîãî âëèÿíèÿ ñèñòåìàòè÷åñêèõ ïîãðåøíîñòåé.Òåîðèÿ îöåíèâàíèÿ íåèçâåñòíûõ ïàðàìåòðîâ ïðè ñòàòèñòè÷åñêèõ íåîïðåäåëåííîñòÿõ äîñòàòî÷íî õîðîøî ðàçâèòà â ðàáîòàõ Ë. Ëüþíãà, ß. Ç.
Öûïêèíà, Ã. Êóøíåðà,Ä. Èíà, Ä. Ñïàëà è ìíîãèõ äðóãèõ. Ïðè ñëó÷àéíîé ïðèðîäå íåîïðåäåëåííîñòåéòèïè÷íûì ïîäõîäîì ÿâëÿåòñÿ îöåíèâàíèå íåèçâåñòíûõ ïàðàìåòðîâ ñèñòåìû íà îñíîâå îïòèìèçàöèè òîãî èëè èíîãî ôóíêöèîíàëà ñðåäíåãî ðèñêà.  ñëó÷àå äîñòàòî÷íî áîëüøîãî ÷èñëà íàáëþäåíèé ñèñòåìû ñî ñëó÷àéíûìè ïàðàìåòðàìè âîçìîæíîïðèìåíåíèå òðàäèöèîííîãî ïîäõîäà, îñíîâàííîãî íà îöåíêå ìåòîäîì íàèìåíüøèõêâàäðàòîâ.
Ïðè ýòîì äëÿ ñëó÷àéíûõ ïîìåõ ðåçóëüòàò èìååò ìàòåìàòè÷åñêîå îáîñíîâàíèå, áàçèðóþùååñÿ íà çàêîíå áîëüøèõ ÷èñåë è öåíòðàëüíîé ïðåäåëüíîé òåîðåìå.Îäíàêî, ñóùåñòâóþò ñèòóàöèè, êîãäà íåò âîçìîæíîñòè ïðîâåñòè äîñòàòî÷íîå÷èñëî íàáëþäåíèé, îáåñïå÷èâàþùåå êîððåêòíûå óñëîâèÿ ïðèìåíèìîñòè òðàäèöèîííûõ àëãîðèòìîâ.
Íàïðèìåð, â ðàáîòàõ C. Â. Åìåëüÿíîâà, Â. È. Óòêèíà, Î. Í. Ãðàíè÷èíà è äðóãèõ â çàäà÷àõ àäàïòèâíîãî óïðàâëåíèÿ â óñëîâèÿõ èçìåíÿþùåéñÿ ñîâðåìåíèì ñòðóêòóðû ïðîñòðàíñòâà ñîñòîÿíèé äëÿ îöåíêè òåêóùèõ çíà÷åíèé íåèçâåñòíûõ ïàðàìåòðîâ ñèñòåìû åñòü òîëüêî êîðîòêèé ïðîìåæóòîê âðåìåíè, äîñòàòî÷íûé äëÿ òîãî, ÷òîáû ïðîâåñòè íåáîëüøîå êîëè÷åñòâî íàáëþäåíèé. Åùå îäíà ïðîáëåìà, ñ êîòîðîé ñòàëêèâàþòñÿ ïðè ñèíòåçå çàêîíîâ óïðàâëåíèÿ, íåäîñòàòî÷íàÿâàðèàòèâíîñòü ïîñëåäîâàòåëüíîñòè íàáëþäåíèé.
Íàïðèìåð, åñëè öåëü àäàïòèâ3íîãî óïðàâëåíèÿ ñîñòîèò â ìèíèìèçàöèè îòêëîíåíèÿ âåêòîðà ñîñòîÿíèÿ ñèñòåìûîò çàäàííîé òðàåêòîðèè, òî ýòî ÷àñòî ïðèâîäèò ê âûðîæäåííîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè íàáëþäåíèé, â òî âðåìÿ êàê äëÿ óñïåøíîãî ïðîâåäåíèÿ èäåíòèôèêàöèè íåèçâåñòíûõ ïàðàìåòðîâ ñèñòåìû äîëæíî áûòü îáåñïå÷åíî ðàçíîîáðàçèå íàáëþäåíèé.Îäíàêî, â óñëîâèÿõ íåîïðåäåëåííîñòåé ïðè àäàïòèâíîì óïðàâëåíèè ãèáðèäíûìèñèñòåìàìè, ñèñòåìàìè ñ ïåðåêëþ÷åíèÿìè è, â áîëåå îáùåì ñëó÷àå, ïðè àäàïòèâíîìóïðàâëåíèè â óñëîâèÿõ ïåðåìåííîé ñòðóêòóðû ïðîñòðàíñòâà ñîñòîÿíèé ÷àñòî ïðèõîäèòñÿ ïðèíèìàòü ðåøåíèå î òåêóùèõ ïàðàìåòðàõ ñèñòåìû íà îñíîâàíèè êîíå÷íîãî (è äàæå ìàëîãî) íàáîðà íàáëþäåíèé. Òàêèì îáðàçîì, íåîáõîäèìî ðàçðàáàòûâàòüìåòîäû îöåíèâàíèÿ íåèçâåñòíûõ ïàðàìåòðîâ ñèñòåì, êîòîðûå ðàáîòîñïîñîáíû ïðèíåáîëüøîì êîëè÷åñòâå äàííûõ íàáëþäåíèé.Îäíèì èç òàêèõ ìåòîäîâ ÿâëÿåòñÿ ìåòîä çíàêî-âîçìóùåííûõ ñóìì (Sign Perturbed Sums, SPS), ïîçâîëÿþùèé ïî ìàëîìó ÷èñëó íàáëþäåíèé ñ äîñòàòî÷íî áîëüøîéñòåïåíüþ äîñòîâåðíîñòè ïîëó÷àòü äîâåðèòåëüíûé èíòåðâàë çíà÷åíèé òðåáóåìûõöåëåâûõ ïàðàìåòðîâ.
Ìåòîä çíàêî-âîçìóùåííûõ ñóìì ñôîðìóëèðîâàí Á. Êàñàè,Ì. Êàìïè è Ý. Âåéåðîì äëÿ ìíîãîìåðíîãî ëèíåéíîãî ñëó÷àÿ. Îäíàêî, äëÿ öåëîãîðÿäà ïðàêòè÷åñêè âàæíûõ çàäà÷ àêòóàëüíî ðàññìîòðåíèå íåëèíåéíîé çàâèñèìîñòè. ëþáîì èçìåðåíèè ïðèñóòñòâóåò íå òîëüêî ñëó÷àéíàÿ ïîãðåøíîñòü, íî òàêæåè îøèáêà ñàìîãî èçìåðèòåëüíîãî ïðîöåññà ñèñòåìàòè÷åñêàÿ ïîãðåøíîñòü. Ïðèêîðîòêîì èíòåðâàëå íàáëþäåíèé â èçìåíÿþùèõñÿ óñëîâèÿõ òðóäíî ïðîâåñòè âàëèäàöèþ ìîäåëè èçìåðåíèé äëÿ ïðîâåäåíèÿ ÷èñòîãî ýêñïåðèìåíòà áåç ñèñòåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè. Ïîõîæàÿ ñèòóàöèÿ ìîæåò íàáëþäàòüñÿ è ïðè î÷åíü òðóäîåìêèõ èñïûòàíèÿõ, ïðîâåäåíèå êîòîðûõ òðåáóåò áîëüøîãî êîëè÷åñòâà âðåìåííûõ èëèìàòåðèàëüíûõ çàòðàò.
Ñóùåñòâåííûì îãðàíè÷åíèåì ïðèìåíèìîñòè ìåòîäà çíàêîâîçìóùåííûõ ñóìì ÿâëÿåòñÿ ïðåäïîëîæåíèå î ñèììåòðè÷íîñòè îòíîñèòåëüíî íóëÿâåðîÿòíîñòíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ ñëó÷àéíûõ ïîìåõ. Ýòî àêòóàëèçèðóåò ðàçðàáîòêóàëãîðèòìîâ îöåíèâàíèÿ, ðàáîòîñïîñîáíûõ â óñëîâèÿõ ïðîèçâîëüíûõ âíåøíèõ ïîìåõ.  ðàáîòàõ À. À. Ñåíîâà, Î. Í. Ãðàíè÷èíà è äðóãèõ çà ñ÷åò ðàíäîìèçàöèèâõîäíûõ âîçäåéñòâèé óäàëîñü â ëèíåéíîì ñëó÷àå îñëàáèòü óñëîâèÿ íåçàâèñèìîñòèè ñèììåòðè÷íîñòè ïîìåõ íàáëþäåíèÿ.Ïðàêòè÷åñêàÿ çíà÷èìîñòü ñîñòîèò â òîì, ÷òî ìåòîäû îöåíêè íåèçâåñòíûõ èñòèííûõ çíà÷åíèé ïàðàìåòðîâ ìîäåëè íàáëþäàåìîãî ïðîöåññà ÿâëÿþòñÿ íåîòúåìëåìîé÷àñòüþ ñòàíäàðòèçàöèè íîâûõ òåîðåòè÷åñêèõ ïîäõîäîâ äëÿ èõ ïîñëåäóþùåãî ïðèìåíåíèÿ íà ïðàêòèêå.
 ÷àñòíîñòè, â çàäà÷àõ ìåõàíèêè äèíàìè÷åñêîãî ðàçðóøåíèÿâ ðàáîòàõ Í. Ô. Ìîðîçîâà, Þ. Â. Ïåòðîâà, À. À. Óòêèíà èçó÷àåòñÿ ïðîáëåìà îïðåäåëåíèÿ çíà÷åíèé ïàðàìåòðà èíêóáàöèîííîãî âðåìåíè ðàçðóøåíèÿ ìàòåðèàëîâ, ïîçâîëÿþùåãî îïèñûâàòü ïðî÷íîñòü ïðè äèíàìè÷åñêèõ âîçäåéñòâèÿõ, ñèëà êîòîðûõïðåâîñõîäèò ñèëó ñòàòè÷åñêîãî ðàçðóøåíèÿ. Îòëè÷èòåëüíîé îñîáåííîñòüþ äèíàìè÷åñêèõ èñïûòàíèé ÿâëÿåòñÿ èõ áîëüøàÿ òðóäîåìêîñòü, ïîýòîìó îáû÷íî äëÿ àíàëèçà èìååòñÿ íåáîëüøîå êîëè÷åñòâî íàáëþäåíèé, ïî êîòîðûì íóæíî äàòü õîðîøóþîöåíêó çíà÷åíèé öåëåâûõ ïàðàìåòðîâ.Öåëè è çàäà÷è èññëåäîâàíèÿ.
Öåëüþ ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ ðàçâèòèå ìåòîäîâ îöå4íèâàíèÿ íåèçâåñòíûõ ïàðàìåòðîâ ñèñòåì, ðàáîòîñïîñîáíûõ ïðè íåáîëüøîì êîëè÷åñòâå íàáëþäåíèé. Äëÿ äîñòèæåíèÿ ýòîé öåëè áûëè ïîñòàâëåíû è ðåøåíû ñëåäóþùèå çàäà÷è:1) îáîáùèòü ìåòîä çíàêî-âîçìóùåííûõ ñóìì ïîñòðîåíèÿ ïî ïîñëåäîâàòåëüíîñòèíàáëþäåíèé äîâåðèòåëüíîãî ìíîæåñòâà ñ çàäàâàåìûì óðîâíåì äîñòîâåðíîñòèíà ìíîãîìåðíûé íåëèíåéíûé ñëó÷àé ñ ñèììåòðè÷íûìè íåçàâèñèìûìè âíåøíèìè ïîìåõàìè è óñòàíîâèòü óñëîâèÿ åãî ïðèìåíèìîñòè;2) îáîáùèòü ìîäèôèöèðîâàííûé ìåòîä çíàêî-âîçìóùåííûõ ñóìì íà íåëèíåéíûé ñëó÷àé ïðè ïðîèçâîëüíûõ âíåøíèõ ïîìåõàõ è óñòàíîâèòü óñëîâèÿ, ïðèêîòîðûõ ìîäèôèöèðîâàííûé îáîáùåííûé ìåòîä äàåò ðåçóëüòèðóþùåå äîâåðèòåëüíîå ìíîæåñòâî ñ çàäàâàåìûì óðîâíåì äîñòîâåðíîñòè;3) äëÿ äèíàìè÷åñêèõ çàäà÷ ìåõàíèêè ðàçðóøåíèÿ ïðèìåíèòü è îáîñíîâàòü ðàáîòîñïîñîáíîñòü îáîáùåííîãî ìåòîäà çíàêî-âîçìóùåííûõ ñóìì ïðè ìàëîì íàáîðå ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ äëÿ ðàñ÷åòîâ äîâåðèòåëüíîãî èíòåðâàëà ïàðàìåòðà èíêóáàöèîííîãî âðåìåíè ðàçðóøåíèÿ ìàòåðèàëà, óñòàíîâèòü óñëîâèÿ,ïðè êîòîðûõ ýòîò ìåòîä äàåò ðåçóëüòèðóþùåå äîâåðèòåëüíîå ìíîæåñòâî ñ çàäàâàåìûì àïðèîðè óðîâíåì äîñòîâåðíîñòè.Ìåòîäû èññëåäîâàíèÿ.
 äèññåðòàöèè èñïîëüçóþòñÿ ìåòîäû òåîðèé îïòèìèçàöèè è îöåíèâàíèÿ, âåðîÿòíîñòè è ìàòåìàòè÷åñêîé ñòàòèñòèêè, à òàêæå ìåòîäû ìåõàíèêè ðàçðóøåíèÿ ñïëîøíûõ ñðåä, îñíîâàííûå íà ïðèíöèïàõ ñòðóêòóðíîâðåìåííîãî ïîäõîäà; ïðèìåíÿþòñÿ ðàíäîìèçèðîâàííûå àëãîðèòìû.Îñíîâíûå ðåçóëüòàòû è ïîëîæåíèÿ, âûíîñèìûå íà çàùèòó:1) ìåòîä çíàêî-âîçìóùåííûõ ñóìì îáîáùåí íà íåëèíåéíûé ñëó÷àé ñ ñèììåòðè÷íûìè íåçàâèñèìûìè âíåøíèìè ïîìåõàìè è óñòàíîâëåíû óñëîâèÿ, ïðè êîòîðûõ îáîáùåííûé ìåòîä äàåò ðåçóëüòèðóþùåå äîâåðèòåëüíîå ìíîæåñòâî ñçàäàâàåìûì àïðèîðè óðîâíåì äîñòîâåðíîñòè;2) ìîäèôèöèðîâàííûé ìåòîä çíàêî-âîçìóùåííûõ ñóìì îáîáùåí íà íåëèíåéíûéñëó÷àé ïðè ïðîèçâîëüíûõ âíåøíèõ ïîìåõàõ è óñòàíîâëåíû óñëîâèÿ, ïðè êîòîðûõ îáîáùåííûé ìåòîä äàåò ðåçóëüòèðóþùåå äîâåðèòåëüíîå ìíîæåñòâî ñçàäàâàåìûì àïðèîðè óðîâíåì äîñòîâåðíîñòè;3) ïðè ìàëîì íàáîðå ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ ïðåäëîæåíî è îáîñíîâàíî ïðèìåíåíèå îáîáùåííîãî ìåòîäà çíàêî-âîçìóùåííûõ ñóìì äëÿ ðàñ÷åòîâ äîâåðèòåëüíîãî èíòåðâàëà ïàðàìåòðà èíêóáàöèîííîãî âðåìåíè ðàçðóøåíèÿ ìàòåðèàëà â äèíàìè÷åñêèõ çàäà÷àõ ìåõàíèêè ðàçðóøåíèÿ, óñòàíîâëåíû óñëîâèÿ, ïðèêîòîðûõ ïðåäëîæåííûé ìåòîä äàåò ðåçóëüòèðóþùèé äîâåðèòåëüíûé èíòåðâàëñ çàäàâàåìûì àïðèîðè óðîâíåì äîñòîâåðíîñòè.5Íàó÷íàÿ íîâèçíà.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.