2018 год
23 января (11:30, комната 433)
к.ф.-м.н. Поздяев В. В. (АПИ НГТУ, г. Арзамас)
«Полиномиальные матричные неравенства в задачах анализа систем управления»
Аннотация:
Доклад посвящен полиномиальным матричным неравенствам (ПМН), возникающим в математической теории управления, задачам оптимизации с их участием и методам их решения. Основной контекст рассмотрения таких неравенств --- задачи анализа линейных 2D-систем и систем с параметрической неопределенностью, описываемой ПМН, известные методы решения которых имеют ряд существенных недостатков. Представлен концептуальный подход к решению задач данных классов, основанный на их формальном представлении в виде систем параметризованных матричных неравенств и последовательном систематическом применении трансформаций двух типов: переход к двойственным формам подзадач, позволяющий получить стандартную форму задач оптимизации с участием ПМН; трансформация пространства поиска, позволяющая сформировать для полученных таким образом задач методы решения, способные учитывать характер их невыпуклости. Соответственно двум данным этапам предложены два семейства методов, позволяющих, соответственно, сводить ряд задач теории управления к задачам с участием ПМН и эффективно решать полученные задачи. Приводятся примеры решения задач и сравнение с известными методами.
30 января (11:30, комната 433)
к.ф.-м.н. В.А. Каменецкий (ИПУ РАН)
«Критерий Цыпкина и другие условия устойчивости дискретных систем с переключениями»
Аннотация:
Рассматриваются системы с переключениями между линейными автономными дискретными подсистемами. Понятие связной системы с переключениями, предложенное для систем с непрерывным временем, распространяется на системы с дискретным временем. Для таких систем предлагаются необходимые и достаточные частотные условия существования общей квадратичной функции Ляпунова, обеспечивающей устойчивость системы при произвольных переключениях. Более детально в работе рассмотрены случаи переключения между двумя и между тремя линейными подсистемами.
Приведен пример.
06 февраля (11:30, комната 433)
д.т.н. Честнов В.Н., к.т.н. Александров В.А., к.т.н. Шатов Д.В., к.т.н. Резков И.Г. (ИПУ РАН)
«Памяти А.Г. Александрова»
Аннотация:
В докладе будут представлены новейшие результаты по работам, проводимым учениками Александрова Альберта Георгиевича, связанным с конечно-частотной идентификацией объектов различной структуры, синтезом регуляторов по инженерным критериям качества, и прикладным исследованиям.
13 февраля (11:30, комната 433)
к.ф.-м.н. Кустов А.Ю. (ИПУ РАН)
«Стохастические системы в анизотропийной теории»
Аннотация:
Будут представлены последние результаты анизотропийной теории для систем со случайными матрицами, к которым, в частности, относится задача фильтрации (оценивания) на сетях датчиков, испытывающих случайные отказы.
20 февраля (11:30, комната 433)
П. С. Щербаков, совместно с Б. Т. Поляк, Г. В. Смирнов (ИПУ РАН)
«Эффекты всплеска в линейных разностных уравнениях»
Аннотация:
Рассматриваются линейные асимптотически устойчивые скалярные разностные уравнения с ненулевыми начальными условиями и изучается их поведение на конечных интервалах времени. Показывается, что решение может уходить далеко от начальных условий прежде чем сойтись к нулю; такое явление называется всплеском или уклонением траекторий.
Для некоторых классов расположений корней внутри единичного круга и начальных условий получены либо точные значения
величины всплеска и момента всплеска, либо их верхние или нижние оценки. Также рассматриваются некоторые известные
из литературы специальные уравнения; для них также приводятся эффективные оценки уклонений.
06 марта (11:30, комната 433)
Sergey Ivanov (Skoltech)
«Network Embeddings for Graph Classification Problem»
Аннотация:
A wide range of real world applications deal with network analysis and classification tasks. An ease of representing data with graphs makes them very valuable asset in any data mining toolbox; however, the complexity of working with graphs led researchers to seek for new ways of representing and analyzing graphs, of which network embeddings have become broadly popular due to their success in several machine learning areas such as graph classification, visualization, and pattern recognition. In this talk, we will present a history of solutions to graph classification problem, starting from graph kernels to the latest distributed embeddings based on convolutional neural networks and auto-encoders. In addition, we will present our recent result on anonymous walk embeddings, which show substantial uplift in classification accuracy to state-of-the-art algorithms. We will wrap up with a discussion of network embeddings applications and future directions.
20 марта (11:30, комната 433)
Д.ф.-м.н. Б.М. Миллер (ИППИ РАН)
«Some novel statistical problems related to UAV controls»
Аннотация:
Recently, relatively small and even micro unmanned aerial vehicles (UAV) came into play and the navigation based on computation of the camera path and the distance to obstacles with the aid of the opto-electronic cameras (OEC) became highly demanded.
There are some urgent specific features related to the navigation with the aid of OEC. First, the information registered by camera is not convenient for navigation at all and designed mainly to be appropriate for human vision. Second, in various applications of the UAVs there are some specific constraints restricting the usage of actively irradiating systems such as radars and even GPS. In the literature there are two types of statistical problems related to this class of applications, they are: filtering on the basis of bearing-only observations and the usage of the optical flow (OF).
There are various approaches to the motion estimation with the aid of the bearing-only observations, namely: linearized Kalman filters (KF), particle filters, unscented KF and many others. However, they provide almost the same level of accuracy especially in navigation issues based on bearing-only observations [1], as well as the most simple pseudomeasurements filter known long ago. While all above mentioned filters produce unknown bias, one can suggest the bias-free version of peseudomeasurement filter which gives also the unbiased estimation of the quadratic filtering error [2]. Such filter plays a key role in the UAV navigation on the basis of natural landmarks because it permits to reduce the number of incorrect correspondences (outliers) between template image and in-flight observable images of the underlying terrain surface [3]. OF is another vision feature related to the absolute linear and angular velocities of the UAV. The sequence of frames registered by on-board OEC consists of series of shifted features, such that the values of shifts are directly related to the linear and angular velocities of the camera, and therefore of the UAV itself. The extraction of the UAV motion from the field of shifts in the registered images is another statistical problem [4]. Since the OF is the linear function of linear and angular velocities of the UAV it can provide an additional means of the navigation parameters. In this talk we discuss both of these approaches and give examples of their implementation.
This research was supported by Russian Science Foundation grant 14-50-00150.
References
[1] Lin, X., Kirubarajan, T., Bar-Shalom, Y., and Maskell, S., Comparison of EKF, Pseudomeasurement and Particle Filters for a Bearing-only Target Tracking Problem, in Proc. SPIE Int. Soc. Optic. Eng., 2002, vol. 4728, pp. 240-250
[2] Miller, A. B., Development of the motion control on the basis of Kalman filtering of bearing-only measurements, Automation and Remote Control , Vol. 76, No. 6, 2015, pp. 1018-1035.
[3] Karpenko, S., Konovalenko, I., Miller, A., Miller, B., and Nikolaev, D., UAV Control on the Basis of 3D Landmarks Bearing-Only Observations
[4] Lucas, B. and Kanade, T., An iterative image registration technique with an application to stereo vision, Proceedings of Seventh International Joint Conference on Artificial Intelligence, Vancouver, Canada, 1981, pp. 674-679.
03 апреля (11:30, комната 433)
Ерофеева В.А. (СПбГУ)
«Оптимизация распределения целей между наблюдателями и оценивание состояний с помощью циклического подхода»
Аннотация:
В докладе будут представлены результаты диссертационного исследования, посвященного изучению подходов к решению задачи распределенного отслеживания траекторий движущихся объектов группой наблюдателей. Под наблюдателями в работе понимаются устройства, способные реагировать на изменения во внешней среде, самостоятельно обрабатывать данные и коммуницировать с другими устройствами. Для решения задачи оптимизации распределения объектов между наблюдателями будет представлен анализ возможностей применения техники линейных матричных неравенств. Кроме того, будет рассмотрена модификация поискового алгоритма стохастической аппроксимации на основе циклического подхода и метод распределенного оценивания параметров траекторий движущихся объектов.
10 апреля (11:30, комната 433)
Наталья Кижаева (СПбГУ)
«Исследование паттернов в текстах на основе динамических моделей»
Аннотация:
В работе представлен один из возможных методов построения динамической модели текста, для которого удалось продемонстрировать, что динамика изменений фрагментов текстовых документов является их отличительной характеристикой. На основе предложенной динамической модели были разработаны и теоретически обоснованы два метода классификации документов и их фрагментов. Первый метод основан на кластеризации периодограмм, второй использует кластеризацию с помощью расстояния, основанного на ядрах.
17 апреля (11:30, аудитория 9)
Волкова М.В. (СПбГУ)
«Рандомизированные алгоритмы оценивания параметров инкубационных процессов в условиях неопределенностей и конечного числа наблюдений»
Аннотация:
В докладе будут представлены результаты диссертации, посвященной оцениванию скрытых параметров динамических систем по малому числу наблюдений, которое является неотъемлемой частью многих практически важных современных приложений.
В диссертации метод знако-возмущенных сумм обобщается на нелинейный многомерный случай. Были сформулированы и доказаны теоремы, показывающие, что вычисляемые доверительные множества являются ограниченными, и истинное значение неизвестного параметра содержится в них с заданной доверительной вероятностью. Полученные результаты удалось применить к практической задаче оценивания инкубационного времени разрушения - динамической характеристики прочности материалов. Теоретические результаты были апробированы при обработке результатов реальных физических экспериментов с помощью разработанной программной реализации метода знако-возмущенных сумм.
19 июня (11:30, аудитория 9)
Romeo Ortega (LSS-CentraleSupelec, France)
«Recent Results on Control of Mechanical Systems»
Аннотация:
In this talk we present some new results on nonlinear control of mechanical systems recently reported in the literature. These results include the following.
1. Robustness to External Disturbances, (A. Donaire, J. Romero, R. Ortega and B. Siciliano, Systems and Control Letters’13, Int. J. on Robust and Nonlinear Control’17)
2. Robust Globally Convergent Adaptive Speed Observers, (J. Romero and R. Ortega, Automatica’15)
3. PID-PBC of Mechanical Systems, (J. Romero, A. Donaire and R. Ortega, Automatica, (to appear))
05 июля (четверг!) (11:30, аудитория 9)
D. Subbaram Naidu, PhD, Life Fellow IEEE, Minnesota Power Jack Rowe Endowed Chair, University of Minnesota Duluth, USA
«Fusion of Hard and Soft Control Strategies For a Smart Prosthetic/Robotic Hand»
Аннотация:
There are now over 20 million people in the world with missing limbs resulting from combat and non-combat operations and by 2050 there will be 50 million amputees all over the world. The availability of artificial limbs will help these people to lead a better normal life. The overall goal of the research on Prosthetic Hand Technology is to develop a smart prosthetic hand using intelligent strategies for electromyographic (EMG) signal extraction, analysis, identification, kinematic synthesis, and embedded hierarchical real-time systems and control by fusion of soft computing and hard computing techniques. The fusion of soft and hard control synergetic strategy alleviates the present problems associated with prosthetic devices. The presentation is based on Professor Naidu’s recent (2016-August-12) TED Talk (http://www.ted.com) on 3-D Printed Prosthetic Hand for the World
(https://www.youtube.com/watch?v=rXyy5XN2oY0) and his new research book published in October 2017 by the IEEE Press - Wiley (Series on Systems Science and Engineering) titled, “Fusion of Hard and Soft Control Strategies for a Robotic Hand”.
http://www.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-1119273595,subjectCd-EE30.html
11 сентября (11:30, комната 433)
Честнов В. Н., д.т.н., в.н.с. Лаб № 7 ИПУ РАН, Шатов Д. В., к.т.н., с.н.с. Лаб № 7 ИПУ РАН
«Анализ и синтез робастных многомерных систем на основе модифицированного кругового критерия»
Аннотация:
Рассматривается задача анализа и синтеза многомерных систем при нестационарной неопределенности физических параметров объекта и ограниченных внешних полигармонических возмущениях.
Подход к решению таких задач основан на модификации многомерного кругового критерия абсолютной устойчивости и сводится к решению стандартных задач H-inf управления. Приведено сравнение предложенного подхода с известными методами на базе решения известной “benchmark problem” с двумя тележками, связанными упругой связью.
18 сентября (11:30, комната 433)
Балашов М.В. д.ф.-м.н., в.н.с. лаб. 7 ИПУ РАН
«Метод проекции градиента для гладких функций и множеств. Невыпуклый случай»
Аннотация:
Рассматривается задача минимизации функции с непрерывным по Липшицу градиентом на проксимально гладком множестве или на гладкой поверхности без края, которая в свою очередь является проксимально гладкой. И функция и множество не предполагаются выпуклыми. Получен ряд алгоритмов типа метода проекции градиента, которые сходятся к решению задачи. Ключевым моментом для их сходимости является условие Поляка-Лоясевича на минимизируемую функцию f на гладкой поверхности S.
Полный текст аннотации с формулами
25 сентября (11:30, комната 433)
д.т.н. Б.Т. Поляк, к.ф.-м.н. А.А. Тремба (лаб. 7 ИПУ РАН)
«Минимизация на сфере методами проекции градиента и условного градиента»
Аннотация:
Минимизация гладкой функции на сфере - это одна из простейших невыпуклых задач оптимизации. Она возникает во множестве приложений, но на удивление мало исследована теоретически.Наша задача состоит в том, чтобы предложить вариант градиентного метода для её решения и получить новые результаты о сходимости и скорости сходимости при минимальных предположениях.Также хорошо подходит к этой задаче метод условного градиента (метод Франк-Вульфа). Мы исследуем некоторые условия, гарантирующие глобальную сходимость этого метода в полношаговом варианте.
02 октября (11:30, комната 433)
Екатерина Лямина (МГТУ им. Н.Э. Баумана)
«Управление ориентацией необитаемого подводного аппарата без ограничений на углы наклона»
Аннотация:
В настоящее время необитаемые подводные аппараты активно используются для проведения военных, инженерных и исследовательских подводных работ. Традиционно подводные аппараты эксплуатируются при близких к нулю значениях углов наклона (дифферента и крена). Однако появляются задачи, для которых требуется работоспособность подводных аппаратов во всем диапазоне углов ориентации. Несмотря на существование таких задач и иностранных подводных аппаратов, которые поддерживают режимы работы при больших углах наклона, в открытом доступе отсутствуют методики построения и синтеза соответствующих систем управления.
В докладе рассматриваются особенности подходов к управлению ориентацией необитаемого подводного аппарата в углах Эйлера-Крылова и кватернионах, приведены результаты их экспериментальной отработки на подводном аппарате «Износ», разработанном в отделе НИИСМ МГТУ им. Н. Э. Баумана. Представлены результаты применения к задаче метода обратных задач динамики и линеаризации обратной связью.
09 октября (11:30, комната 433)
Вундер Н.А. (университет ИТМО)
«Анализ отклонений траекторий свободного движения непрерывных и дискретных систем от монотонной сходимости»
Аннотация:
Рассматривается проблема оценки отклонений траекторий свободного движения устойчивых непрерывных и дискретных систем от монотонной сходимости. Задача решена с применением метода пространства состояний, что позволило получить аналитические представления для оценок сверху указанных отклонений с помощью числа обусловленности матрицы собственных векторов матрицы состояния системы.
Разработан алгоритм конструирования матриц состояния системы с желаемыми спектрами собственных чисел и собственных векторов на основе обобщенного модального управления, который обеспечивает отсутствие отклонений траекторий свободного движения непрерывных систем путем минимизации числа обусловленности матрицы собственных векторов матрицы состояния системы. Получены аналитические зависимости отклонений от монотонной сходимости траекторий свободного движения дискретной системы от числа обусловленности матрицы собственных векторов матрицы состояния системы в условиях отсутствия и наличия запаздывания. Предложена процедура модификации кратной структуры собственных чисел в простую, минимизирующая величину отклонения в траекториях ее свободного движения. Проблема оценки отклонений траекторий свободного движения линейных систем рассмотрена на примере задачи предэксплуатационной юстировки главного рефлектора большого полноповоротного радиотелескопа РТ ТНА-1500.
16 октября (11:30, комната 433)
к.т.н. С.Колюбин (ун-т ИТМО, С.-Петербург)
«Методы непрямого адаптивного управления и идентификации для мехатронных и робототехнических систем»
Аннотация:
В докладе будет представлена концепция, сочетающая в себе подходы непрямого адаптивного управления и оптимизации, которая может быть эффективно использована для управления широким классом мехатронных и робототехнических систем, характеризующихся нелинейной динамикой, параметрическими и структурными неопределенностями, подверженных влиянию внешних возмущений различной природы, в условиях неполной информации о состоянии системы, квантованных и зашумленных сигналов, ограничений на амплитуду и скорость изменения управляющих воздействий. Эффективность разработанных методов и алгоритмов будет проиллюстрирована на примере решения актуальных прикладных задач: идентификации моделей и многозвенных роботов, траекторного и позиционного управления манипуляторами, а также управления системой впрыска топлива инжекторных двигателей.
30 октября (11:30, комната 433)
А.В. Колосницын (Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН, Иркутск)
«Метод симплексных погружений в задачах выпуклой недифференцируемой оптимизации»
Аннотация:
Рассматривается метод симплексных погружений для решения задач выпуклой недифференцируемой оптимизации (НДО). К одной из основных особенностей метода относится оценка его слабой скорости сходимости, которая зависит только от числа отсечённых вершин симплекса при проведении отсекающей плоскости. Чем больше вершин удаётся отсечь, тем выше скорость сходимости. Данное свойство положено в основу разработанных модификаций метода, применяемых к задачам выпуклой оптимизации с возможностью параметрического описания субдифференциала функций в заданной точке. Также в докладе будет представлена версия метода, адаптированная к решению задач с большим числом ограничений. В этом случае используется механизм исключения несущественных ограничений, позволяющий сократить как число итераций, так и время на поиск решения. Будут представлены версии метода симплексных погружений с осуществлением сдвига отсекающей плоскости. Численное сравнение данных версий демонстрируется на тестовых задачах НДО. Использование метода симплексных погружений в декомпозиции задач выпуклой оптимизации будет продемонстрировано в заключительной части доклада.
06 ноября (11:30, комната 433)
Трофимов И.Е. (ФИЦ "Информация и управление", Москва)
«Разработка и обоснование методов параллельного покоординатного спуска для обучения обобщенных линейных моделей с регуляризацией»
Аннотация:
Обобщенные линейные модели с регуляризацией часто применяются для решения задач машинного обучения и анализа данных. Во многих практических задачах возникают большие обучающие выборки. В качестве примера можно привести задачи поиска в интернете, онлайн рекламы, обработки текстов, анализа показателей датчиков, генетики и т.д. Такие задачи характеризуются большим числом обучающих примеров, высокой размерностью, или и тем и другим одновременно. Желательным свойством является разреженность полученного решения. Если в этих задачах использовать для обучения только часть имеющихся данных, то качество прогноза, как правило, падает.
В диссертационном исследовании разработан метод параллельного покоординатного спуска для обучения обобщенных линейных моделей с регуляризацией.
Разработанный метод применим для больших обучающих выборок и подходит для выполнения на вычислительном кластере или многопроцессорной системе.
13 ноября (11:30, комната 433)
Зименко К.А. (ун-т ИТМО, С.-Петербург)
«Методы финитного управления на основе теории однородных систем»
Аннотация:
Рассматривается задача синтеза алгоритмов финитной стабилизации для одноканальных и многоканальных систем, функционирующих в условиях наличия внешних возмущающих воздействий, параметрических неопределенностей и канальных ограничений. Представленные алгоритмы финитной стабилизации делают замкнутую систему однородной с отрицательной степенью, что обеспечивает ряд робастных свойств системы. Разработанные алгоритмы управления просты в реализации, а настройка параметров представлена в виде решения линейных матричных неравенств. Для класса однородных систем и локально однородных систем с отрицательной степенью исследованы свойства робастности (в смысле устойчивости по входу-состоянию) при наличии в системе запаздывания. На основе проведенного анализа показано, что ряд представленных решений позволяет обеспечить устойчивость замкнутой системы по входу-состоянию при наличии в системе запаздывания.
20 ноября (11:30, комната 433)
Парсегов С.Э. (Сколтех, ИПУ РАН)
«Критерий Поляка-Цыпкина: от устойчивости к консенсусу»
Аннотация:
С середины 50-х годов в отечественной литературе рассматривался особый тип систем управления, состоящих из идентичных линейных подсистем и идеальных усилителей. Такие системы получили название однотипных. Б.Т. Поляком и Я.З. Цыпкиным был предложен необходимый и достаточный частотный критерий устойчивости систем такой структуры. В последние годы независимо стали появляться критерии достижения консенсуса в сетевых динамических/мультиагентных системах. В докладе рассматриваются обе задачи (устойчивости и консенсуса) и показывается удобство применения критерия Поляка-Цыпкина для некоторых задач сетевого управления.
27 ноября (11:30, комната 433)
д.ф.-м.н. Балашов М.В. (ИПУ РАН)
«Метод проекции градиента для гладкой функции и проксимально гладкого множества»
Аннотация:
Рассматривается задача минимизации функции с непрерывным по Липшицу градиентом на проксимально гладком множестве или на замкнутом множестве достаточно произвольной природы. Функция и множество не предполагаются выпуклыми. Изучаются условия, достаточные для сходимости классической схемы метода проекции градиента. При этом ключевым моментом для сходимости со скоростью геометрической прогрессии является т. н. условие Error bound (EB), которое заключается в том, что для всякой точки x множества выполняется условие dist (x , Ω)⩽μ ‖g (x)‖ где Ω есть множество оптимальных точек, а g(x) - градиентное отображение. Результаты носят теоретический характер.
Аннотация с формулой доступна по ссылке: https://drive.google.com/open?id=1YRAxO8NcEmUOwlfXMx83bOiJ3mNTSHxJ
11 декабря (11:30, комната 433)
Каршаков Е.В. (с.н.с. Лаб. № 1 ИПУ РАН)
«Структура и алгоритмы обработки бортовых измерений в аэромагнитных и аэроэлектромагнитных системах»
Аннотация:
В докладе представлены разработанные на основе единого подхода методы и алгоритмы обработки информации в различных бортовых системах измерения пространственных геофизических полей. Основные результаты были получены при решении прикладных задач сбора и обработки данных авиационных магнитометрии, гравиметрии и электроразведки, выполняемых с целью изучения физических свойств приповерхностной части земной коры и для решения навигационных задач. В основу метода математического описания положено представление измеряемого сигнала суперпозицией различных составляющих, каждая из которых описывается своей математической моделью. Алгоритмы обработки бортовых измерений строятся как алгоритмы решения линейных и нелинейных стохастических задач оценивания с применением различных модификаций фильтра Калмана.
25 декабря (11:30, комната 433)
А.А. Голован, А.И. Матасов (МГУ им. М.В. Ломоносова)
«Теория пространственного гарантирующего оценивания и задача калибровки блока акселерометров»
Аннотация:
В 1964 году М.Л. Лидовым был предложен гарантирующий подход к оцениванию параметров траекторий космических аппаратов. Рассмотрено обобщение этой теории на случай, когда измерения "нумеруются" пространственными элементами. Показано, как это обобщение может быть применено к задаче калибровки блока акселерометров, как для стендов с неточной информацией об угловом положении, так и для номинально высокоточных стендов.