EIRNUZP – Електронний інституційний репозитарій Національного університету «Запорізька політехніка»
Інституційний репозитарій Національного університету «Запорізька політехніка» – це електронний архів, що накопичує, систематизує, зберігає та забезпечує довготривалий відкритий доступ до електронних публікацій та електронних версій документів наукового та навчально-методичного призначення, авторами яких є співробітники, аспіранти, докторанти та студенти Національного університету «Запорізька політехніка».
Communities in DSpace
Select a community to browse its collections.
Recent Submissions
Решение терминальной задачи управления с использованием информации инерциального блока
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2016) Хацько, Н. Е.; Хацько, Н. Є.; Khatsko, N. E.
RU: Рассматривается задача терминального управления летательным аппаратом по информации бесплатформенной инерциальной навигационной системы, в которой за заданное время требуется перевести аппарат в заданное пространственное положение с требуемым значением вектора конечной скорости. Построено программное управление для невозмущенного движения летательного аппарата. Синтезировано управление летательного аппарата по текущему значению его вектора состояния, определенного инерциальным навигационным блоком. Получены выражения для оценки точности попадания в конечную точку с учетом ошибки акселерометра. Проанализирована точность выведения летательного аппарата в конечную точку замкнутой системой управления при использовании информации от инерциальных датчиков с известным уровнем ошибок.
На примере упрощенной модели проведены компьютерное моделирование движения летательного аппарата и анализ точности приведения вектора состояния в заданную конечную точку в зависимости от уровня внешних возмущений и погрешности входной информации. Проведены эксперименты, позволяющие выявить влияние численного значения глубины прогноза, использованного в синтезе управления по методу преследования ведущей точки, на точность решения терминальной задачи. Сформулированы рекомендации для проектирования алгоритмов автоматического управления движением в комплексе с проектированием информационно-измерительной системы.
UK: Розглянуто задачу термінального управління літальним апаратом за інформацією безплатформної інерціальної навігаційної системи, в якій за заданий час потрібно перевести апарат у задане просторове положення з необхідним значенням вектора кінцевої швидкості. Побудовано програмне управління для незбуреного руху літального апарата. Синтезовано функцію управління літального апарату за поточним значенням його вектора стану, визначеного інерціальним навігаційним блоком. Отримано вирази для оцінки точності вирішення термінальної задачі з урахуванням похибки акселерометра. Проаналізовано точність виведення літального апарату в кінцеву точку замкненою системою управління при використанні інформації від інерціальних датчиків з відомим рівнем похибок.
На прикладі спрощеної моделі проведено комп’ютерне моделювання руху літального апарату. Доведено, що точність приведення вектора стану в задану кінцеву точку залежить від рівня збурень і похибки вхідної інформації. Проведено чисельні експерименти, що дозволяють виявити вплив чисельного значення глибини прогнозу, використаного в синтезі управління за методом переслідування провідною точки, на точність рішення термінальної задачі. Сформульовано рекомендації для проектування алгоритмів автоматичного управління рухом в комплексі з проектуванням інформаційно-вимірювальної системи.
EN: The article considers the problem of terminal control of an aircraft using the data from the strapdown inertial navigation system, specifically the case when the aircraft is moved to a specific spatial position having the required vector of terminal velocity. Builded program model for not altered motion of aircraft. Developed software for aircraft control, based on current state-vector taken from inertial navigation system. Method of analysis of aircraft positioning accuracy in the final location of a closed-loop control system that is based on the information taken from inertial sensors that have a deliberately known level of errors. Deduced formulas for estimation of aircraft final position taking into account accelerometer errors.
On the base of a simplified model the analysis of the accuracy of the state vector bringing to a given endpoint is performed, depending on the input information level of the perturbation and inaccuracy of input information.
Conducted experiments demonstrate dependency of software accuracy on accuracy of terminal control problem solution.
The following recommendations were obtained after performing analysis of accuracy of a close-loop system functioning:
– With time, the impact of errors from inertial navigation system decreases;
– To reduce impact of dynamic altered motion onto the finale state, we should decrease coefficient of gain transfer function;
– When choosing a variable parameter in the law of Synthesis method of leading point persecution, you should be guided with the following considerations: if the information-measuring system provides the coordinates and velocity of the object with high accuracy, the selected parameter of the forecast should be minimal. When using low-accuracy sensors, the value of forecast parameter should be increased.
Evaluation of component algorithms in an algorithm selection approach for semantic segmentation based on high-level information feedback
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2016) Lukac, M.; Abdiyeva, K.; Kameyama, M.; Лукач, M.; Абдієв, К.; Камеяма, M.
EN: In this paper we discuss certain theoretical properties of the algorithm selection approach to the problem of semantic segmentation in computer vision. High quality algorithm selection is possible only if each algorithm’s suitability is well known because only then the algorithm selection result can improve the best possible result given by a single algorithm. We show that an algorithm’s evaluation score depends on final task; i.e. to properly evaluate an algorithm and to determine its suitability, only well formulated tasks must be used. When algorithm suitability is well known, the algorithm can be efficiently used for a task by applying it in the most favorable environmental conditions determined during the evaluation. The task dependent evaluation is demonstrated on segmentation and object recognition. Additionally, we also discuss the importance of high level symbolic knowledge in the selection process. The importance of this symbolic hypothesis is demonstrated on a set of learning experiments with a Bayesian Network, a SVM and with statistics obtained during algorithm selector training. We show that task dependent evaluation is required to allow efficient algorithm selection. We show that using symbolic preferences of algorithms, the accuracy of algorithm selection can be improved by 10 to 15% and the symbolic segmentation quality can be improved by up to 5% when compared with the best available algorithm.
UK: Показано, що оцінка алгоритму залежить від кінцевого завдання; тобто для того щоб правильно оцінювати алгоритм і визначити його придатність, необхідно використовувати тільки добре сформульовані завдання. Коли придатність алгоритму відома, алгоритм може бути ефективно використаний для завдання, застосовуючись у найбільш сприятливих умовах, обумовлених у ході оцінювання. Оцінювання, залежне від завдання, продемонстровано на сегментації і розпізнаванні об’єктів. Крім того, обговорюється важливість символічного знання високого рівня у процесі відбору. Важливість цієї символічної гіпотези продемонстровано на наборі експериментів з навчання байєсівської мережі та SVM, а також за допомогою статистичних даних, отриманих під час навчання селектора алгоритму. Показано, що для вибору ефективного алгоритму потрібно оцінювання, залежне від завдання. Показано, що використовуючи символічні переваги алгоритмів, точність вибору алгоритму може бути поліпшена на 10–15%, а якість символічної сегментації може бути покращена до 5% у порівнянні з найкращим доступним алгоритмом.
Повышение точности оценки состояния динамичных объектов комплексом MATLAB-Arduino при проектировании кибер-физических систем
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2016) Гурко, А. Г.; Плахтеев, А. П.; Плахтеев, П. А.; Гурко, О. Г.; Плахтєєв, А. П.; Плахтєєв, П. А.; Gurko, A. G.; Plakhteev, A. P.; Plakhteev, P. A.
RU: Решена задача повышения эффективности взаимодействия MATLAB и Arduino при проектировании кибер-физических систем путем внесения изменений в реализацию стандартного протокола обмена со стороны Arduino. Предложено при запросе MATLAB на чтение данных с первого аналогового порта Arduino выполнять аналогово-цифровое преобразование данных со всех требуемых аналоговых портов с дальнейшей последовательной передачей полученных данных в MATLAB, что позволяет повысить качество управления динамичными процессами за счет уменьшения области неопределенности состояния многомерной быстродействующей системы управления. Кроме того, предложено функции предварительной обработки показаний датчиков выполнять средствами Arduino, что повышает гибкость кибер-физической системы за счет возможности изменения аппаратного обеспечения без изменения программного кода и протокола обмена MATLAB. Формальное описание взаимодействия MATLAB и Arduino позволяет реализовать протокол обмена с использованием беспроводных интерфейсов, микропроцессорных устройств и платформ, не совместимых с Arduino.
UK: Розв’язано задачу підвищення ефективності взаємодії MATLAB і Arduino при проектуванні кібер-фізичних систем шляхом внесення змін у реалізацію стандартного протоколу обміну з боку Arduino. Запропоновано при запиті MATLAB на читання даних з першого аналогового порту Arduino виконувати аналогово-цифрове перетворення даних з усіх необхідних аналогових портів з подальшою послідовною передачею отриманих даних в MATLAB, що дозволяє підвищити якість управління динамічними процесами за рахунок зменшення області невизначеності стану багатовимірної швидкодіючої системи управління. Крім того, запропоновано функції попередньої обробки показань датчиків виконувати засобами Arduino, що підвищує гнучкість кібер-фізичної системи за рахунок можливості зміни апаратного забезпечення без зміни програмного коду і протоколу обміну MATLAB. Формальний опис взаємодії MATLAB і Arduino дозволяє реалізувати протокол обміну з використанням бездротових інтерфейсів, мікропроцесорних пристроїв та платформ, не сумісних з Arduino.
EN: The problem of accuracy increase of MATLAB and Arduino interaction when cyber-physical systems designing by making changes into the implementation of the standard protocol of Arduino has been solved. It has been proposed to carry out the analog-digital conversion of all required analog pins with further sequential data transmission to MATLAB when requesting to read data from the first analog pin of Arduino. It allows improving control quality of dynamic processes by reducing the uncertainty range of a high-speed multi-dimensional control system state. In addition, it has been offered to perform the preprocessing of sensors data by means of Arduino that increases the flexibility of cyber-physical systems due to the possibility of the hardware changing without MATLAB software and protocol changing. A formal description of MATLAB and Arduino interaction allows realizing the communications protocol using wireless interfaces as well as microprocessor units and platforms, which are not compatible with Arduino.
Виявлення ключових слів на основі методу контент-моніторингу україномовних текстів
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2016) Бісікало, О. В.; Висоцька, В. А.; Bisikalo, O. V.; Vysotska, V. A.
UK: Вирішено завдання розробки алгоритмічного забезпечення процесів контент-моніторінгу для розв’язання задачі визначення ключових слів україномовного тексту. Розглянуто формальне обґрунтування методу контент-моніторінгу тексту за допомогою стеммера Портера, в основу модифікації стемінгу покладено відомі результати класифікації морфемної і словотвірної структури дериватів української мови, виявлення закономірностей комбінаторики афіксів, моделювання структурної організації дієслів і суфіксальних іменників, а також морфонологічних модифікацій у процесі словозміни дієслова та словозміні і словотворенні прикметників української мови. Проведено декомпозицію методу та розроблено алгоритмічне забезпечення його основних структурних складових за результатами контент-аналізу тексту. Теоретично виявлено способи покращення показників ефективності пошуку ключових слів, зокрема щільності ключовиків у тексті. На основі розробленого програмного забезпечення отримано результати експериментальної апробації запропонованого методу контент-моніторінгу для визначення ключових слів в наукових текстах технічного профілю. Виявлено, що для обраної експериментальної бази зі 100 робіт найкращих результатів за критерієм щільності досягає метод аналізу статті без початкової обов’язкової інформації і без списку літератури, але із перевіркою уточнених заблокованих слів та уточненого тематичного словника.
EN: The task of developing algorithmic providing processes of content monitoring for the problem solution of determining a keyword in Ukrainian text is solved. The formal justification of content monitoring in text using Porter stemmer is considered. The basis of the stemming modification is the known results of morpheme and word building structure derivatives classification in Ukrainian language, affix combinatorics patterns identification, modeling the structural organization of verbs and suffixal nouns and morphonological modifications in the verb inflection and word formation and inflection of adjectives in Ukrainian language. The method decomposition is conducted and the algorithmic software of its basic structural components of the text content analysis results is developed. Theoretically means to improve the performance indicators of keywords search are identified, including keyword density in text. Based on the software obtained results of experimental testing of the proposed method of content monitoring to keywords identification in scientific texts of technical profile are developed. It is detected that the chosen experimental base of 100 works the article analysis method the without the initial required information and without the reference list reaches the best results for the density criterion, but with the specified blocked words and qualifying thematic dictionary verification.
Промежуточная алгебра переходов в микропрограммном автомате
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2016) Бабаков, Р. М.; Бабаков, Р. М.; Babakov, R. M.
RU: Решена задача формализации задания микропрограммного автомата, в структуре которого часть автоматных переходов реализуется неканоническим способом. Предложен новый подход к организации функции переходов микропрограммного автомата, в соответствии с которым функция переходов представляется в виде семейства частичных функций, каждая из которых определена лишь на части области определения функции переходов автомата и соответствует некоторому подмножеству автоматных переходов.
С учетом предложенного подхода традиционное представление автомата в виде многоосновной алгебры претерпевает ряд изменений. Во-первых, взаимная независимость функций переходов и выходов, образующих сигнатуру алгебры, позволяет рассматривать их отдельно друг от друга, что приводит к представлению автомата в виде двух алгебр: алгебры переходов, сигнатура которой содержит только функцию переходов, и алгебры выходов, сигнатура которой содержит только функцию выходов. Во-вторых, представление функции переходов в виде множества частичных функций приводит к замене алгебры переходов множеством подалгебр переходов, в каждой из которых сигнатура образована частичной функцией переходов.
На примере микропрограммного автомата со счетчиком показано, что закон преобразования кодов состояний в рамках некоторого подмножества переходов может быть задан некоторой алгебраической функцией (операцией переходов), использующей скалярную интерпретацию кодов состояний структурного автомата. Скалярную интерпретацию кодов состояний совместно с операцией переходов предлагается представлять в виде т.н. промежуточной алгебры переходов, изоморфной соответствующим подалгебрам переходов абстрактного и эквивалентного ему структурного автоматов.
UK: Вирішено задачу формалізації завдання мікропрограмного автомата, в структурі якого частина автоматних переходів реалізується неканонічним шляхом. Запропоновано новий пілхід до організації функції переходів мікропрограмного автомата, відповідно до якого функція переходів представляється у вигляді сімейства часткових функцій, кожна з яких визначена лише на частині області визначення функції переходів автомата і відповідає певній підмножині автоматних переходів.
З урахуванням запропонованого підходу традиційне представлення автомата у вигляді багатоосновної алгебри матиме певні зміни. По-перше, взаємна незалежність функцій переходів і виходів, що утворюють сигнатуру алгебри, дозволяє розглядати їх окремо одна від іншої, що призводить до представлення автомата у вигляді двох алгебр: алгебри переходів, сигнатура якої містить лише функцію переходів, і алгебри виходів, сигнатура якої містить лише функцію виходів. По-друге, представлення функції переходів у вигляді множини часткових функцій виводить до заміни алгебри переходів множиною підалгебр переходів, в кожній з яких сигнатура утворена частковою функцією переходів.
На прикладі мікропрограмного автомата з лічильником показано, що закон перетворення кодів станів в рамках певної підмножини переходів може бути заданий алгебраїчною функцією (операцією переходів), що використовує скалярну інтерпретацію кодів станів структурного автомата. Скалярну інтерпретацію кодів станів разом з операцією переходів пропонується представляти у вигляді так званої проміжної алгебри переходів, яка ізоморфна відповідним підалгебрам переходів абстрактного і еквівалентного йому структурного автоматів.
EN: The problem of formalization of representation of final-state machine, where the part of automaton transition is realized in non-canonical way, is solved. A new approach for organization of the function of transitions of the final-state machine is proposed. According to it the function of transitions is represented as a family of partial functions, each of which is defined only on the part of the domain of the function of transitions, and corresponds to a subset of the automaton transitions.
According to the proposed approach the traditional representation of the final-state machine as a polybasic algebra is changed. First, the mutual independence of the function of transitions and function of outputs that form the signature of algebra, allows us to consider them separately from each other. This way leads to presentation of the final-state machine as two algebras: the algebra of transitions whose signature contains only the function of transitions and algebra of outputs whose signature contains only the function of outputs. Second, the representation of the function of transitions in the form of a set of partial functions leads to the replacement of the algebra of transitions by the set of subalgebras of transitions, a signature of each of which is formed by partial function of transitions.
The example of the final-state machine with a counter shows that the law of transformation of codes of states within a certain subset of transitions can be set by an algebraic function (operation of transitions) using scalar interpretation of codes of states of the structural final-state machine. The representation of scalar interpretation of codes of states and the operation of transitions as so-called intermediate algebra of transitions isomorphic to both according subalgebras of transitions of the abstract and equivalent structural final-state machines is proposed.