Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления

Рассматривается известная задача о выборе заявок или процессов, имеющая большое практическое значение. На основе сформулированных очевидных утверждений строится новый алгоритм решения данной задачи. Его идея состоит в работе со списками конфликтующих заявок. Каждой заявке приписан такой список, который на первой стадии алгоритма наполняется, а на второй сокращается до нуля. Обнуление всех списков свидетельствует о получении решения с максимальным числом не конфликтующих между собой заявок. Приводится оценка времени работы алгоритма, показывающая, что по этому показателю он не уступает известным сегодня алгоритмам. В то же время он отличается от них тем, что не требует предварительной сортировки заявок и в случае неединственности оптимального решения дает более плотное расписание (с меньшей суммой простоев).

Рассматривается тестирование элементарного мультиплексора – селектора MS 2-1, составляющего основу логических элементов конфигурируемых логических блоков программируемых логических схем ПЛИС типа FPGA (field-programmable gate array). Рассматриваются модели однократных константных отказов (stuck- at fault), замыканий (bridging fault): «монтажное И, ИЛИ» (wired AND, OR), доминантные замыкания (dominant, dominant AND, OR). Определяются контрольные и диагностические тесты. Показано, что совокупность тестовых наборов относительно однократных внешних константных отказов является таковой и относительно внешних замыканий. Полученные тесты содержат либо одну единицу в наборе (001,010), либо один ноль: 101,110, что позволяет использовать этот факт для построения тестовых наборов для КЛБ реальной размерности. Кроме того, полученное множество тестов оказалось достаточным и для различения всех рассмотренных отказов, то есть для диагностирования, определения вида отказа.

Описан генетический алгоритм, с помощью которого решается задача построения диагностической последовательности для программируемых логических интегральных схем на основе элементов с избыточным базисом. С помощью диагностической последовательности возможно обнаружить отказ, выполнить реконфигурацию схемы и восстановить работоспособность устройства, тем самым повышая его надежность. Рассмотрены различные виды отказов элементов с избыточным базисом и способы их диагностирования, приведена математическая постановка задачи диагностирования заданной конфигурации интегральной схемы. Для повышения коэффициента готовности цифрового устройства необходимо минимизировать длину диагностической последовательности. Для решения этой оптимизационной задачи применены генетические алгоритмы. Предложена оригинальная схема применения алгоритма, включающая дополнительный внешний цикл, которая позволила решить проблему многокритериальности рассматриваемой задачи и увеличить точность получаемого решения за счет использования стандартных генетических операторов. Приведены результаты экспериментов для модельных задач.

В результате исследования определялись оптимальные настройки систем регулирования скорости в одноконтурной и двухконтурной системах автоматического управления микроприводами постоянного тока. Для решения исследовательских задач использован лабораторный программно-аппаратный комплекс, аппаратная часть которого состоит из рабочей станции NI ELVIS II и платы с микроприводами постоянного тока, а программное обеспечение разработано в среде графического программирования NI LabVIEW . В работе предложены структурные схемы системы автоматического регулирования (САР) скорости для лабораторного стенда. Выделено и проанализировано несколько различных методов синтеза регуляторов. В ходе исследований выполнен расчёт коэффициентов регулятора скорости, проведены испытания системы управления на стенде, сняты графики переходных процессов САР скорости. По результатам исследований выполнена оценка качества регулирования скорости по основным показателям и сделаны выводы о возможности использования методов синтеза на практике. Работа выполнена в соответствии с государственным заданием (заказ-наряд 1047) по теме «Создание мобильной интеллектуальной платформы на базе технологии виртуальной реальности, элементов и систем управления, пригодных для эксплуатации в экстремальных условиях внешней среды».

В настоящее время проблема энергоэффективности является одной из приоритетных. В связи с этим алгоритмы оптимального управления становятся особенно востребованными. Нейронные сети представляют широкие возможности для синтеза регуляторов различной сложности, в том числе и нелинейных. Искусственная нейронная сеть – это модель обработки информации, действующая таким же образом, каким биологические нервные системы, такие как мозг, обрабатывают информацию. Ключевой элемент этой модели – это новая структура системы обработки информации. Нейронные сети обладают способностью извлекать смысл из усложненных или неуточненных данных и могут использоваться для извлечения шаблонов и обнаружения тенденций, слишком сложных для того, чтобы их могли распознать люди или другие компьютерные методы. В статье рассматривается задача использования нейроуправления в составе программного моделирующего комплекса «ЭлектроДин».

В работе представлены рабочие характеристики асинхронных двигателей мощностью 110 кВт электропривода вентилятора ВМЭ-12, полученные в результате их электромагнитного расчета на номинальные напряжения 660, 1140, 6000 В. Приведена математическая модель электротехнического комплекса «источник напряжения – кабельная линия – асинхронный двигатель», реализованная в среде Simulink, на которой исследовались переходные пусковые режимы двигателей. Сравнительный анализ рабочих характеристик и переходных пусковых режимов показал, что для вентилятора ВМЭ-12 лучшие показатели имеет двигатель с номинальным напряжением 6000 В.

Рассмотрены локальные контуры регулирования технологического процесса учебно-экспериментальной установки целлюлозно-бумажного производства. В процессе исследований выполнена процедура идентификации объекта управлении с определением его структуры и параметров. Представлены разомкнутые схемы локальных участков процесса и математическое описание элементов системы в виде передаточных функций. В результате анализа объекта управления предложены варианты и алгоритм построения замкнутых контуров управления. Выполнен синтез регуляторов уровня и расхода технологической жидкости, проведено моделирование синтезированных схем в среде Matlab Simulink . Результаты моделирования используются для реализации регуляторов непосредственно в технологическом процессе на реальном оборудовании установки. Отладка и настройка регуляторов на экспериментальной установке произведены с учётом поправок на неточность и упрощение моделей разомкнутых контуров технологического процесса. Работы выполнены в рамках НИОКР по теме «Разработка автоматизированной системы управления (с привязкой к параметрам технологического режима) экспериментальной установки имитации работы контуров регулирования технологических процессов на современной элементной базе для предприятия ООО «Пермский картон».

Решение задачи оценки угроз безопасности для различных информационных систем является основой для применения необходимых методов и средств защиты информации. Качественная оценка позволяет решать проблему информационной безопасности наиболее эффективно. В статье анализируются существующие подходы к оценке угроз безопасности информационных систем персональных данных на основе действующих методик. Процесс оценки угроз информационной безопасности осуществляется с учетом исследования исходного состояния защищенности информационной системы и вероятностных характеристик действий нарушителя. Приводятся примеры практического применения действующих нормативно-правовых документов, раскрываются методические подходы по совершенствованию применения данных подходов по обоснованию и оценке рисков информационной безопасности. Предлагается концептуальный подход по оптимизации процесса анализа угроз информационной безопасности, обосновывается целесообразность использования алгоритмов объектного программного моделирования, позволяющих оптимизировать процедуры оценки угроз, на основе разработки соответствующей системы информационно-аналитической поддержки.

Рассмотрен синтез функций в ФПТ-базисах и . Дана оценка реализации элементарных функций в обоих базисах. Выделено пять различных типов функций и рассмотрены подходы к их синтезу. Для каждого типа функций построены схемы в обоих базисах и сделан анализ аппаратных затрат полученных схем. Также рассмотрена реализация мажоритарного мультиплексора в обоих базисах и сделан сравнительный анализ полученных результатов. В конце статьи приводятся примеры синтеза нескольких типовых мажоритарных функций. Для всех примеров построены соответствующие комбинационные схемы в базисах ФПТ1 и ФПТ2, проведена оценка транзисторных задержек. Сделаны оценки целесообразности использования данных базисов в различных ситуациях с учетом инверсий и парафазности входов.