ENG

 

Уважаемые граждане Российской Федерации и иностранных государств!

 

Мы приглашаем Вас принять участие в «IVом международном мероприятии
"Нобелевского комитета" (Королевство Норвегия и Королевство Швеция),
автора единой технологии когнитивного моделирования
и научного направления "Когнитивная информатика (компьютерная наука),
технология когнитивного моделирования
для системного и финансового анализа" ("АЕТ ТКМ СФА"),
академика (естественных) наук ("(ГМО) "АКЕН"") Ветрова А.Н.,
"Международной академии наук Высшей школы" ("МАН ВШ"),
"Российской академии (естественных) наук" ("РА(Е)Н"),
"(ГМО) "Академии когнитивных естественных наук"" ("(ГМО) "АКЕН""),
"Администрации города Санкт-Петербурга" и "Правительства РФ"
при поддержке "Президентов РФ и иностранных государств"
за счет средств бюджета, спонсоров, заинтересованных и "Нобелевской премии" –
процедура выступления с научными докладами и награждения в организациях-участниках,
вручения дипломов, медалей и "Нобелевской премии" в "Нобелевском комитете",
создания произведений как ценных памятников
архитектуры, градостроительства и садово-паркового искусства,
важных объектов исторического, культурного, художественного и научного наследия
для (не)резидентов на международном уровне,
демонстрации достижений в области технологии, архитектуры и строительства
в "Парке
50ти-летия Великой Октябрьской социалистической революции им. В.И. Ульянова (Ленина)"
и "Санкт-Петербургском
выставочном центре им. Брежнева Л.И." ("СПбВЦ")
на "Выставке достижений науки и технологии им. Собчака А.А." ("ВДНТ")
с проживанием в "Гостинице "Карелия"" ("Группа гостиниц "Интурист""
)».

 

Содержание печатной рукописи (научной монографии)
и содержание рукописных рукописей (лекции)
основного участника «Международного научного конкурса имени А. Нобеля»,
«
АЕТ ТКМ СФА», акад. (ест.) наук («(ГМО) "АКЕН"») Ветрова А.Н.
по номинациям
«Физика», «Физиология или медицина»,
«Литература» и «Мир» («Проблемы миротворчества»)

 

I. Содержание печатной рукописи (научная монография)
диссертации на правах рукописи (в форме научной монографии)
на тему «Среда автоматизированного обучения со свойствами адаптации
на основе когнитивных моделей
»
на соискание ученой степени кандидата технических наук
по спец. 05.13.01 –
«Системный анализ, управление и обработка информации»
«
АЕТ ТКМ СФА» Ветрова А.Н.
(научный руководитель: профессор кафедры «Информационных систем» («ИС»)
факультета «Прикладной математики – процессов управления» («ПМ – ПУ»)
«
Санкт-Петербургского государственного университета» («СПбГУ»),
доктор физико-математических наук, профессор Квитко Александр Николаевич)
[она была создана в «Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете "ЛЭТИ"
имени В.И. Ульянова (Ленина)» («СПбГЭТУ "ЛЭТИ"») в 2005 г.,
1
том, 256 стр., 2005 г.,
она была депонирована в «Российском авторском обществе» («РАО») в 2007 г.,
1 том, 256 стр., 2007 г.
и она была защищена в «Санкт-Петербургском государственном университете» («СПбГУ») в 2020 г.,
1 том, 272 стр., 2020 г.
]

Введение

5

1. Состояние проблемы создания адаптивных интеллектуальных сред обучения

6

1.1. Актуальность создания адаптивных интеллектуальных средств и сред автоматизированного обучения

7

1.2. Анализ состояния проблемы и существующие противоречия

8

1.3. Степень разработанности проблемы создания адаптивных интеллектуальных технологий
и средств обучения

12

1.4. Цель и задачи создания адаптивной информационно-образовательной среды
системы автоматизированного обучения на основе когнитивных моделей

15

1.5. Этапы создания и анализа среды автоматизированного обучения на основе когнитивных моделей

17

1.6. Перечень полученных научных результатов

23

2. Анализ информационных технологий и теоретические основы создания
информационно-образовательных сред и автоматизированных средств обучения

27

2.1. Современные стандарты в области качества информационно-образовательной среды

28

2.2. Приоритетные аспекты и направления информатизации

30

2.3. Основные принципы автоматизированного обучения

31

2.4. Этапы развития автоматизированных средств и сред обучения

34

2.5. Особенности организации информационно-образовательной среды
автоматизированного обучения на расстоянии

35

2.5.1. Отличительные особенности информационно-образовательной среды
системы автоматизированного обучения

38

2.5.2. Субъекты информационно-образовательной среды автоматизированного обучения

45

2.5.3. Компоненты, средства и технологии в основе информационно-образовательной среды
автоматизированного обучения

49

2.5.4. Модели и технологии организации взаимодействия субъектов и автоматизированных средств обучения

56

2.6. Сравнительная характеристика возможностей систем автоматизированного обучения

57

2.7. Основные параметры оценки современных средств обучения
и развитие их функциональных возможностей

58

2.8. Особенности информационного взаимодействия субъектов и средств обучения
в автоматизированной образовательной среде

63

2.9. Факторы влияющие на эффективность формирования знаний обучаемых
в автоматизированной образовательной среде

67

2.10. Влияние компонентов системы автоматизированного обучения на здоровье потребителей

68

3. Среда автоматизированного обучения со свойствами адаптации на основе когнитивных моделей

71

3.1. Сущность подхода к комплексному решению проблемы и постановка задач исследования

72

3.2. Модификации в организации информационно-образовательной среды
для реализации учета индивидуальных особенностей контингента обучаемых

74

3.3. Модификации в технологии автоматизированного обучения для реализации контура адаптации
на основе когнитивных моделей

75

3.4. Структура среды автоматизированного обучения со свойствами адаптации на основе когнитивных моделей

76

3.4.1. Назначение и функции адаптивного электронного учебника

78

3.4.2. Назначение и функции основного диагностического модуля

81

3.4.3. Назначение и функции прикладного диагностического модуля

83

3.4.4. Назначение и состав блока параметрических когнитивных моделей

84

3.5. Обработка и извлечение информации, структурирование данных и представление знаний
для наполнения электронного учебника

85

3.5.1. Классификация источников информации

89

3.5.2. Методы получения знаний по предметной области

91

3.5.3. Основные модели представления знаний

94

3.5.4. Информационная структура электронного учебника

95

3.5.5. Последовательность наполнения контента электронного учебника структурированной информацией

97

3.5.6. Особенности архитектуры адаптивного электронного учебника

100

3.5.7. Семантическая модель представления, сохранения и извлечения информации

102

3.6. Формальное описание адаптивной информационно-образовательной среды на основе теории управления

105

3.6.1. Виды алгоритмов функционирования основных компонентов системы автоматизированного обучения

108

3.6.2. Особенности реализации адаптации в автоматизированной образовательной среде

113

3.6.3. Специфика алгоритма обучения с моделью обучаемого

118

3.6.4. Оценка параметров (когнитивной) модели

122

4. Технология когнитивного моделирования для системного анализа информационно-образовательной среды

127

4.1. Итеративный цикл технологии когнитивного моделирования

128

4.2. Методика использования технологии когнитивного моделирования

130

4.3. Способы представления структуры когнитивной модели

133

4.4. Алгоритм формирования структуры когнитивной модели

135

4.5. Методика исследования параметров когнитивной модели субъекта обучения

142

4.6. Методика исследования параметров когнитивной модели средства обучения

144

4.7. Алгоритм обработки апостериорных данных тестирования

147

5. Блок параметрических когнитивных моделей для анализа и повышения эффективности функционирования
автоматизированной образовательной среды

151

5.1. Структура когнитивной модели субъекта обучения

156

5.2. Структура когнитивной модели средства обучения

165

6. Комплекс программного обеспечения для автоматизации задач исследования

170

6.1. Комплекс программ для автоматизации задач исследования

172

6.2. Адаптивный электронный учебник

175

6.3. Основной диагностический модуль

185

6.4. Прикладной диагностический модуль

191

7. Статистическое обоснование практического использования полученных результатов

203

7.1. Факторы влияющие на эффективность формирования знаний обучаемого
в автоматизированной образовательной среде

205

7.2. Особенности организации и план проведения эксперимента

207

7.3. Особенности исследования параметров физиологического портрета
когнитивных моделей субъекта и средства обучения

210

7.4. Особенности исследования параметров психологического портрета
когнитивных моделей субъекта и средства обучения

218

7.5. Особенности исследования параметров лингвистического портрета
когнитивных моделей субъекта и средства обучения

230

7.6. Специфика предварительной обработки апостериорных результатов диагностики

237

7.7. Особенности выбора методов статистического анализа сформированных выборок

239

7.8. Анализ динамики результативности обучения за несколько лет

240

7.9. Результаты регрессионного анализа

245

7.10. Результаты дискриминантного анализа

247

Заключение

249

Перечень сокращений и условных обозначений

250

Перечень определений

251

Библиографический список

252

Приложение А. Кодификаторы (классификаторы), данные о научном руководителе и рецензентах,
библиографическая запись (описание) и реферат (аннотация)

271

 

II. Содержание печатной рукописи (рукопись)
диссертации на правах рукописи (в форме рукописи)

на тему «Технология когнитивного моделирования
для системного анализа информационно-образовательных сред
»
на соискание ученой степени доктора технических наук
по спец. 05.13.01 –
«Системный анализ, управление и обработка информации»
«
АЕТ ТКМ СФА» Ветрова А.Н.
(научный руководитель: профессор кафедры «Информационных систем» («ИС»)
факультета «Прикладной математики – процессов управления» («ПМ – ПУ»)
«
Санкт-Петербургского государственного университета» («СПбГУ»),
доктор физико-математических наук, профессор Квитко Александр Николаевич)
[она была создана в «Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете "ЛЭТИ"
имени В.И. Ульянова (Ленина)» («СПбГЭТУ "ЛЭТИ"») в 2006 г.,
том 1, 240 стр., 2006 г., том 2, 252 стр., 2006 г., том 3, 418 стр., 2008 г., 2010 г.,
она была депонирована в «Российском авторском обществе» («РАО») в 2007 г.,
том 1, 240 стр.,
2007 г., том 2, 252 стр., 2007 г.,
и она будет защищена в «Санкт-Петербургском государственном университете» («СПбГУ») в 2024 г.,
том 1, 240 стр.,
2006 г., том 2, 252 стр., 2006 г., том 3, 418 стр., 2008 г., 2010 г.]

Перечень сокращений и условных обозначений

6

Введение

7

1. Анализ информационных технологий для поддержки информационной среды
автоматизированного обучения

22

1.1. Понятие информационных технологий в науке и образовании

23

1.2. Назначение информационных технологий образовательной среды

24

1.3. Классификация информационных образовательных технологий

25

1.4. Виды и задачи автоматизированных средств обучения

27

1.5. Основные этапы развития автоматизированных обучающих систем

28

1.6. Сущность и основные принципы дистанционного образования

32

1.7. Выводы по первой главе

36

2. Особенности структуры адаптивной информационно-образовательной среды
автоматизированного (дистанционного) обучения на основе когнитивных моделей

37

2.1. Организация автоматизированного (дистанционного) обучения с учетом
индивидуальных особенностей личности субъектов

39

2.2. Основные технологические этапы автоматизированного (дистанционного)
личностно-ориентированного обучения

41

2.3. Программное обеспечение автоматизированного обучения

47

2.4. Автоматизированное обучение как информационный процесс

51

2.4.1. Особенности структуры технологического процесса обучения и уровни
представления знаний в информационно-образовательной среде

52

2.4.2. Структурные (семантические) модели представления знаний
и семантическое программирование в автоматизированном обучении

54

2.5. Структура автоматизированного адаптивного обучения
как управляемого процесса формирования знаний обучаемого

55

2.5.1. Особенности компонентов системы автоматизированного обучения
на различных этапах образовательного процесса

56

2.5.2. Алгоритмы (принципы) функционирования компонентов
системы автоматизированного обучения (на расстоянии)

57

2.5.3. Процессор адаптивной репрезентации последовательности
информационных фрагментов на основе когнитивных моделей

60

2.5.4. Основы технологии извлечения знаний преподавателя для целей
построения теоретико-справочных модулей электронных учебников

62

2.5.5. Специфика практического использования средств мультимедиа
в создании электронных учебников и лабораторных практикумов

65

2.6. Теоретические основы построения адаптивных систем обучения
на основе блока параметрических когнитивных моделей

66

2.6.1. Алгоритмы обучения в автоматизированных обучающих системах

68

2.6.2. Адаптация в автоматизированной обучающей системе (на расстоянии)

73

2.6.3. Специфика алгоритма обучения с когнитивной моделью обучаемого

78

2.6.4. Специфика оценки параметров когнитивной модели обучаемого

81

2.7. Принципы реализации адаптивной информационной среды
на основе индивидуальных характеристик обучаемого

84

2.8. Специфика канала информационного взаимодействия
субъектов и средств обучения в образовательной среде

88

2.9. Структура системы автоматизированного обучения (на расстоянии)
со свойствами адаптации на основе блока параметрических когнитивных моделей

89

2.10. Выводы по второй главе

92

3. Технология когнитивного моделирования и структура параметрических
когнитивных моделей для адаптивных систем автоматизированного обучения

93

3.1. Итеративный цикл технологии когнитивного моделирования
для формирования параметрических когнитивных моделей

98

3.2. Особенности представления и формального описания структуры
параметрической когнитивной модели

101

3.3. Методика использования технологии когнитивного моделирования
для системного анализа объекта, процесса и явления исследования

103

3.4. Алгоритм формирования структуры когнитивной модели для задач
системного анализа информационно-образовательной среды

105

3.4.1. Построение структуры когнитивной модели субъекта обучения
для задач системного анализа информационно-образовательной среды

107

3.4.2. Построение структуры когнитивной модели средства обучения
для задач системного анализа информационно-образовательной среды

114

3.5. Описание структуры параметрической когнитивной модели

120

3.6. Структурно-функциональная схема комплекса программ для автоматизации
задач исследования среды обучения

123

3.7. Физиологический портрет параметрической когнитивной модели

124

3.7.1. Специфика исследования аномалий рефракции глаза

126

3.7.2. Специфика исследования аномалий цветового восприятия

129

3.7.3. Специфика исследования аномалий восприятия пространства

131

3.7.4. Программный инструментарий для автоматизации исследования параметров
физиологического портрета когнитивной модели субъекта обучения

132

3.8. Психологический портрет параметрической когнитивной модели

133

3.8.1. Специфика исследования конвергентных интеллектуальных способностей

138

3.8.2. Специфика исследования дивергентных интеллектуальных способностей

141

3.8.3. Специфика исследования вида обучаемости субъекта обучения

143

3.8.4. Специфика исследования индивидуальных познавательных стилей

144

3.8.5. Специфика исследования уровня мета-когнитивной осведомленности
субъекта обучения по предмету изучения (дисциплине)

145

3.8.6. Программный инструментарий для автоматизации исследования параметров
психологического портрета когнитивной модели субъекта обучения

145

3.9. Лингвистический портрет параметрической когнитивной модели

146

3.9.1. Специфика исследования уровня владения языком изложения материала

147

3.9.2. Специфика исследования уровня владения словарем терминов

148

3.9.3. Специфика исследования лингвистической дружественности интерфейса

148

3.9.4. Программный инструментарий для автоматизации исследования параметров
лингвистического портрета когнитивной модели субъекта обучения

148

3.10. Выводы по третьей главе

149

4. Экспериментальная проверка когнитивных моделей для системного анализа
и повышения эффективности информационного взаимодействия субъектов и средств обучения

150

4.1. Особенности организации и проведения эксперимента

152

4.2. Методики исследования параметров когнитивных моделей субъекта обучения
и средства обучения в среде обучения

154

4.3. Алгоритм обработки апостериорных данных тестирования

159

4.4. Результаты статистической обработки апостериорных данных

161

4.5. Выводы по четвертой главе

164

Заключение

165

Библиографическая глава

172

Список приложений

239

 

III. Содержание моих рукописных рукописей
(лекции)

Содержание лекций 1. «Теория управления» (часть 1)

Нормативные ссылки

Перечень определений

Перечень сокращений и условных обозначений

Введение

1. Основные понятия теории управления.

1.1. Понятия об управлении и системах управления.

1.2. Поведение объектов и систем управления.

1.3. Информация и принципы управления.

1.3.1. Разомкнутое управление.

1.3.2. Компенсация возмущений.

1.3.3. Системы управления с обратной связью.

1.3.4. Адаптивные системы управления.

1.4. Классификация систем управления по типу сигнала.

1.5. Классификация систем управления по энергетическому признаку.

1.6. Математические модели систем управления.

1.7. Модели среды процесса управления.

1.8. Способы моделирования.

1.8.1. Аналитический способ.

1.8.2. Экспериментальный способ.

2. Теория линейных непрерывных систем управления.

2.1. Модели систем управления «вход-выход».

2.1.1. Дифференциальное уравнение.

2.1.2. Передаточная функция.

2.1.3. Временная характеристика.

2.1.4. Частотная характеристика.

2.2. Построение временных характеристик.

2.3. Построение частотных характеристик.

2.4. Модели систем управления «вход-состояние-выход».

2.5. Построение моделей систем управления «вход-выход»
по моделям систем управления «вход-состояние-выход».

2.6. Модели систем управления.

2.6.1. Структурные схемы.

2.6.2. Сигнальные графы.

2.7. Характеристики типовых соединений.

2.7.1. Последовательное соединение.

2.7.2. Параллельное соединение.

2.7.3. Соединение с обратной связью.

2.8. Характеристики систем с произвольной структурой.

2.9. Формула Мезона и правило Крамера.

2.10. Построение моделей систем управления с раскрытой структурой
по моделям систем управления
«вход-выход».

2.10.1. Переход от передаточных функций (дифференциальных уравнений)
к форме пространства состояний.

2.10.2. Показатели неоднородности выбора переменных состояния.

3.2.2. Критерий Гурвица.

3.2.3. Критерий Михайлова.

3.3. Устойчивость систем управления с типовой структурой.

3.3.1. Последовательное и параллельное соединение звеньев.

3.3.2. Соединение звеньев с обратной связью.

3.4. Критерий Найквиста.

3.5. Инвариантность систем управления.

3.6. Инвариантность в системах управления с типовой структурой.

3.6.1. Последовательное соединение.

3.6.2. Параллельное соединение.

3.6.3. Система управления с обратной связью.

 

Содержание лекций 2. «Теория управления» (часть 2)

3.7. Чувствительность систем управления.

3.8. Чувствительность систем управления с типовой структурой.

3.8.1. Чувствительность системы управления, образованной последовательным соединением звеньев.

3.8.2. Чувствительность системы управления, образованной параллельным соединением звеньев.

3.8.3. Чувствительность системы управления с обратной связью.

3.9. Чувствительность системы управления с произвольной структурой.

3.10. Анализ качества процессов управления.

3.10.1. Корневые показатели качества.

3.10.2. Интегральные показатели качества.

3.10.3. Частотные показатели качества.

3.11. Анализ качества вынужденных движений систем управления.

4. Нелинейные модели систем управления.

4.1. Определение нелинейной модели.

4.2. Особенности поведения нелинейной системы управления.

4.2.1. Автоколебания.

4.2.2. Ограниченность уровней процессов управления.

4.2.3. Конечная длительность установившихся процессов управления.

4.2.4. Неограниченность реакции на конечном интервале времени.

4.2.5. Зависимость характера процесса управления
от уровня входного воздействия и нелинейное управление.

4.2.6. Сохранение формы и частоты колебаний процесса управления.

4.2.7. Полигармонические, субгармонические, почти периодические колебания
при гармоническом входном сигнале.

4.2.8. Скачкообразный резонанс.

 

Содержание лекций 3. «Теория управления» (часть 3)

5. Синтез систем управления.

5.1. Цели синтеза систем управления.

5.2. Возможные постановки задач синтеза систем управления.

5.2.1. Синтез управляющих воздействий.

5.2.2. Синтез компенсаторов возмущений.

5.2.3. Синтез систем управления из условия подавления непосредственно не измеряемых воздействий.

5.2.4. Следящие системы управления.

5.2.5. Синтез регуляторов для неустойчивых объектов управления.

5.2.6. Пакет настроек типовых регуляторов.

5.3. Нелинейные звенья и их характеристики.

5.3.1. Статистические характеристики.

5.3.2. Динамические нелинейности.

5.3.3. Наличие автоколебаний.

5.3.4. Нелинейные элементы управления с кусочно-постоянными характеристиками.

5.3.5. Нелинейные элементы управления с кусочно-линейными характеристиками.

5.3.6. Нелинейные элементы управления с гладкими статистическими характеристиками.

5.4. Искусственные нейронные сети как многомерные нелинейные элементы управления.

5.4.1. Использование нейронных сетей в качестве устройств управления.

5.4.2. Представление нелинейной модели системы управления
в форме системы дифференциальных уравнений различных порядков.

5.4.3. Представление нелинейной модели системы управления в форме структурной схемы и графа.

5.5. Синтез систем управления инвариантных к возмущениям.

5.5.1. Синтез статических систем управления.

5.5.2. Синтез астатических систем управления по точности подавления степенных возмущений.

5.6. Синтез по требованиям к точности подавления гармонических возмущений.

6. Анализ нелинейных систем управления.

6.1. Общая задача анализа нелинейных систем управления.

6.2. Методы анализа нелинейных систем управления.

7. Анализ равновесных режимов.

7.1. Нелинейные модели систем управления в форме структурной схемы.

7.2. Методы линеаризации нелинейных характеристик касательными (по касательной).

7.3. Возможность применения методов линейной теории.

7.4. Некоторые примеры линеаризации нелинейных систем управления.

7.5. Метод фазовой плоскости.

7.6. Способы построения фазовых портретов.

7.7. Вычисление передаточной функции звена коррекции.

7.8. Стабилизация неустойчивых объектов управления.

7.9. Стабилизация маятника в верхнем положении равновесия.

 

Содержание лекций 4. «Локальные системы управления»

Нормативные ссылки

Перечень определений

Перечень сокращений и условных обозначений

Введение

1. Локальная теория управления.

1.1. Локальные системы управления.

1.1.1. Основные понятия и определения локальной теории управления.

1.1.2. Локальный контроль.

1.1.3. Локальное регулирование.

1.1.4. Локальное управление.

1.1.5. Локальная функция связи с внешней средой.

1.1.6. Локальная функция аварийной защиты, сигнализации и отображения информации.

1.2. Классы локальных систем управления.

1.2.1. Функциональная схема системы промышленной автоматики,
системы с типовыми законами или алгоритмами регулирования (управления).

1.2.2. Функциональная схема регулируемого или автоматического электропривода.

1.2.3. Функциональная схема следящей системы.

2. Принципы построения локальных систем управления и регулирования.

2.1. Эквивалентное представление объектов регулирования и управления.

2.1.1. Одномерный линейный объект управления.

2.1.2. Многомерный линейный объект управления.

2.2. Регулирование по отклонению.

2.3. Регулирование по возмущению.

2.3.1. Возмущение изменяется во времени.

2.3.2. Возмущение не измеряется во времени.

2.4. Комбинированное регулирование.

2.4.1. Возмущение изменяется во времени.

2.4.2. Возмущение не измеряется во времени.

2.4.3. Системы стабилизации и регулирования при не измеряемых возмущениях на объект управления.

2.4.4. Задача стабилизации при ненулевых возмущениях.

2.5. Компенсация параметрических возмущений.

2.6. Синтез локальных систем регулирования в условиях стохастических возмущений
(минимально дисперсных систем управления).

2.7. Регулирование объектов управления с запаздыванием.

2.7.1. Одноконтурные системы регулирования объекта управления с запаздыванием.

2.7.2. Объект управления с запаздыванием входит
во внутренний контур двухконтурной системы управления.

2.7.3. Одноконтурная система управления с целью расчета параметров регулятора
без учета запаздывания (с упредителем Смита).

2.8. Локальные системы регулирования с использованием принципа переменности структуры.

2.8.1. Основные понятия и принципы переменности структуры.

2.8.2. Принципы переменности структуры в фазовой плоскости
(центр, устойчивый узел, неустойчивый узел и седло).

2.9. Практическая применимость фильтра Винера.

2.10. Системы управления многомерными многосвязными объектами управления.

2.10.1. Линейные объекты управления описываемые системой линейных дифференциальных уравнений.

2.10.2. Проверка систем управления многосвязными объектами управления.

2.10.3. Уравнения состояния многосвязных систем управления.

2.10.4. Уравнения состояния многомерных многосвязных систем управления.

2.10.5. Схема уравнений состояния многосвязной системы управления (общий случай).

2.11. Автономность многосвязных линейных систем управления.

2.11.1. Первый принцип автономности.

2.11.2. Второй принцип автономности.

3. Промышленные системы регулирования.

3.1. Общие сведения и определения.

3.2. Типовые законы регулирования.

3.2.1. П (пропорциональный)-алгоритм (закон) регулирования (управления).

3.2.2. И (интегральный)-алгоритм (закон) регулирования (управления).

3.2.3. Д (дифференциальный)-алгоритм (закон) регулирования (управления).

3.2.4. ПИ-алгоритм (закон) регулирования (управления).

3.2.5. ПД-алгоритм (закон) регулирования (управления).

3.2.6. ПИД-алгоритм (закон) регулирования (управления).

3.2.7. Модифицированные ПИД-алгоритмы (законы) регулирования (управления).

3.3. Критерии расчета параметров настроек промышленных регуляторов с основными алгоритмами.

3.3.1. Прямые критерии локального управления.

3.3.2. Локальное перерегулирование.

3.3.3. Степень затухания.

3.3.4. Косвенные критерии.

3.3.5. Частотные показатели качества.

3.3.6. Степень колебательности.

3.3.7. Критерий оптимальности модуля частотных характеристик (критерий модульного оптимума).

3.3.8. Интегральные оценки качества.

3.4. Типовые функциональные схемы промышленных автоматических систем управления
и промышленного регулирования.

3.4.1. Одноконтурные системы управления с типовыми регуляторами
(системы прецизионного регулирования).

3.4.2. Системы прецизионного регулирования с высокой разрешающей способностью.

3.4.3. Системы каскадного регулирования (системы подчиненного регулирования).

3.4.4. Системы регулирования соотношения стабилизируемых величин.

 

Содержание лекций 5. «Оптимальные системы управления»

Нормативные ссылки

Перечень определений

Перечень сокращений и условных обозначений

Введение

1. Математическое описание оптимальных объектов и систем управления.

2. Решение линейной стационарной системы дифференциальных уравнений.

2.1. Аналитическое представление оптимальной системы управления.

2.2. Матричная и векторная передаточная функция.

3. Управляемость линейной стационарной оптимальной системы управления.

3.1. Оптимальная система управления с диагональной матрицей.

4. Управляемость при подобном преобразовании координат.

4.1. Частный случай скалярного управления.

5. Свойство нормальности объекта управления.

6. Свойство стабилизируемости линейной стационарной системы управления.

6.1. Частный случай объекта в канонической управляемой форме.

7. Условие наблюдаемости линейной стационарной системы управление.

7.1. Расчет матрицы наблюдаемости (Калман Р.).

7.2. Оптимальные системы управления с диагональной матрицей (в канонической наблюдаемой форме).

7.3. Свойство обнаруживаемости.

8. Принцип максимума.

8.1. Предварительные сведения.

8.2. Формулировка принципа максимума.

8.3. Частный случай принципа максимума.

8.4. Схема применения принципа максимума.

9. Условия трансверсальности.

9.1. Способы поиска трансверсальности.

9.1.1. Через касательный вектор.

9.1.2. Через вектор градиента к поверхности.

10. Решение задачи для критерия Больца и Майера.

10.1. Системы оптимальные по быстродействию.

10.2. Аналогичное преобразование как в условии нормальности.

10.3. Основной случай – невырожденное управление.

11. Сопряженная система и ее свойства.

12. Неустойчивость оптимальных систем управления.

12.1. Условие вырожденности в системах управления.

13. Теорема об n интервалах.

14. Теорема Ролля.

14.1. Теорема справедлива для объекта управления с действительными корнями.

14.2. Метод стыковки.

15. Определение моментов переключения на основе принципа максимума.

16. Метод Нойштадта.

16.1. Частный случай с переходом в начало координат.

17. Оптимальные по быстродействию системы управления с линейной функцией переключения.

17.1. Функция переключения для частного случая попеременного переключения.

17.2. Особенности поведения оптимальной системы управления с линейной функцией переключения.

18. Оптимальные по быстродействию системы управления с нелинейной функцией переключения.

19. Синтез систем IIго порядка для объекта управления в виде двух интеграторов.

20. Особенности реализации оптимальной системы управления с нелинейной функцией переключения.

21. Синтез оптимальной по быстродействию оптимальной системы управления IIIго порядка.

22. Использование метода обратного движения.

23. Приближенное определение уравнения поверхности переключения с помощью «обратного движения».

24. Оптимальные по быстродействию системы управления с учетом внешних воздействий.

 

Содержание лекций 6. «Нечеткие системы управления»

Нормативные ссылки

Перечень определений

Перечень сокращений и условных обозначений

Введение

1. Задача моделирования заданного уровня в резервуаре.

2. Основные различия в цикле проектирования классических систем управления
и нечетких систем управления.

3. Основы теории нечетких множеств.

3.1. Нечеткое дополнение.

3.2. Нечеткое пересечение.

3.3. Критерий минимум.

3.4. Критерий максимум.

3.5. Алгебраическое произведение.

3.6. Ограниченная разность.

3.7. Произведение Эйнштейна.

3.8. Произведение Хамахера.

3.9. Нечеткое объединение.

3.10. Алгебраическая сумма.

3.11. Ограниченная сумма.

3.12. Сумма Эйнштейна.

3.13. Сумма Хамахера.

3.14. Соотношение между операциями.

3.15. Модификаторы нечетких множеств.

3.16. Оператор концентрации CON.

3.17. Оператор диляции DIL.

3.18. Оператор контраста (интенсивирования) INT.

3.19. Нечеткие отношения.

3.20. Первое следствие.

3.21. Следствие второе.

3.22. Следствие третье.

3.23. Моделирование понятия «высокий молодой человек».

4. Способы формирования реляционных матриц.

4.1. Формирует эксперт.

4.2. Расчет более простых нечетких одномерных отношений.

5. Пересечение, объединение и композиция нечетких отношений.

5.1. Пересечение нечетких отношений.

5.2. Объединение нечетких отношений.

5.3. Композиция (произведение) нечетких отношений.

6. Нечеткие логические операторы.

6.1. Таблица истинности.

6.2. Алгебраическая формула.

6.3. Использование графических способов.

6.4. Использование критериев минимум и максимум.

6.5. Свойства Т-норм.

6.6. Свойства S-норм.

6.7. Связь между T и S нормами.

7. Лингвистические правила.

8. Нечеткие логические заключения.

8.1. Метод центра тяжести.

9. Типовые структуры нечетких систем управления при отсутствии или наличии требований
к динамическим свойствам
fuzzy-регулятора.

9.1. Схема косвенной адаптации.

9.2. Схема прямой адаптации.

9.3. Схема самоорганизующегося контроллера на основе модели.

10. Синтез нечетких регуляторов.

10.1. Обобщенная процедура проектирования.

11. Типовые нечеткие регуляторы.

11.1. Нечеткий элемент с характеристикой типа «реле».

11.2. Нечеткий элемент с характеристикой типа «усилитель с насыщением».

11.3. Нечеткий элемент с характеристикой типа «гистерезис».

12. Нечеткие ПИД-регуляторы.

12.1. П-регулятор.

12.2. И-регулятор.

12.3. Д-регулятор.

12.4. ПИ-регулятор.

12.5. ПД-регулятор.

12.6. ПИД-регулятор.

12.7. Сравнение четкого и нечеткого ПИД-регулятора.

12.8. Нечеткий регулятор со скользящим режимом переключения.

12.9. Скользящий режим.

12.10. Идея перехода к нечеткому закону.

12.11. Особенности реализации нечетких регуляторов.

13. Комбинированные нечеткие системы управления.

13.1. Нечеткий блок задания.

13.2. Схема предварительной фильтрации («форфильтр»).

13.3. Использование нечеткого контроллера для коррекции управляющего воздействия.

13.4. Схема предварительного управления («форуправления»).

13.5. Нечеткое управление переключениями.

13.6. Схема косвенной адаптации.

13.7. Схема прямой адаптации.

14. Neuro-Fuzzy-системы.

14.1. Адаптивность.

14.2. Ассоциативность.

14.3. Цикл проектирования.

14.4. Свойства нейронов и способ организации.

14.5. Классификация Neuro-Fuzzy-систем.

14.6. Наиболее популярные классы сетей.

15. Анализ чувствительности нечетких систем управления.

15.1. Метод выпуклого разложения.

15.2. Метод векторного поля.

 

Содержание лекций 7. «Адаптивное управление в технических системах»

Нормативные ссылки

Перечень определений

Перечень сокращений и условных обозначений

Введение

1. Задачи и методы синтеза систем адаптивного управления.

1.1. Математические модели объектов управления.

1.2. Цель адаптивного управления.

1.3. Основные подходы к реализации адаптивного управления.

1.4. Задачи адаптивного управления.

1.5. Адаптивный подход к реализации управления.

1.6. Принципы адаптации.

1.7. Системы с «пассивной» адаптацией.

1.8. Системы с адаптивным управлением линейными объектами управления.

1.9. Аналитические самонастраивающиеся системы управления.

1.10. Аналитические адаптивные системы с эталонной моделью.

1.11. Аналитические адаптивные системы с не настраиваемой эталонной моделью.

1.12. Само-алгоритмизующиеся системы управления.

1.13. Само-организующиеся системы управления.

1.14. Адаптивные системы управления с рекуррентными вычислительными алгоритмами.

1.15. Автоколебательные самонастраивающиеся системы.

1.16. Адаптивные системы управления идентификационного типа.

1.17. Адаптивные системы управления прямого действия (с адаптивным прогнозом) (с упреждением).

1.18. Адаптивные системы управления с адаптивным оптимизатором.

1.19. Формальная постановка задачи синтеза адаптивных систем управления.

2. Вычислительные алгоритмы в адаптивных системах управления.

2.1. Детерминированные алгоритмы (вычислительные).

2.2. Стохастические алгоритмы (вычислительные).

2.3. Общая характеристика вычислительных алгоритмов.

2.4. Общая структура вычислительных алгоритмов в задачах адаптивного управления.

2.5. К вопросу об устойчивости вычислительных алгоритмов.

2.6. Одноконтурная непрерывная система и блок формирования градиента.

2.7. Алгоритм скоростного градиента (спуска).

2.8. Алгоритм статистической аппроксимации.

2.9. Метод функций Ляпунова в адаптивных системах.

2.10. Лемма Барбалата (доказательство теоремы Ляпунова).

2.11. Условия асимптотической устойчивости.

2.12. Алгоритм прямого адаптивного управления и асимптотическая идентификация.

2.13. Сигмаидальные функции.

2.14. Применение второго прямого метода Ляпунова.

2.15. Прямое адаптивное управление.

2.16. Адаптивные системы управления с неявной эталонной моделью.

 

Содержание лекций 8. «Дискретные системы управления»

Нормативные ссылки

Перечень определений

Перечень сокращений и условных обозначений

Введение

1. Дискретные системы управления.

1.1. Понятие априорной и рабочей (текущей) информации.

1.2. Квантификация по времени.

1.3. Квантификация по уровню.

1.4. Квантификация по времени и уровню.

1.5. Структурные схемы дискретных систем управления.

2. Модели дискретных систем управления.

2.1. Представление реального импульсного элемента.

2.2. Представление идеального импульсного элемента.

3. Решетчатая и смещенная решетчатая функция.

3.1. Дифференциальные уравнения.

3.2. Математическая модель идеального импульсного элемента.

3.3. Модифицированные z-преобразования дискретных функций (трансцендентность).

4. Основные свойства z-преобразований.

4.1. Линейность z-преобразований.

4.2. Результирующее значение интегрированного сигнала.

4.3. Смещение в области времени.

4.4. Смещение в комплексной области.

4.5. Функция импульсного преобразования дискретной системы управления.

4.6. Примеры определения функции импульсного преобразования элементарных систем управления.

4.7. Основные свойства функции импульсного преобразования.

4.8. Структурные схемы импульсных систем.

4.9. Последовательное соединение звеньев (связей или узлов).

4.10. Параллельное соединение звеньев (связей или узлов).

4.11. Смешанное соединение звеньнев (связей или узлов).

4.12. Математическое описание идеального импульсного элемента в частотной области.

4.13. Частотные характеристики импульсных сигналов.

4.14. Теорема Калмыкова-Шеннона.

4.15. Частотные характеристики импульсных систем.

4.16. Способы расчета частотных характеристик.

4.17. Способы создания частотных характеристик.

4.18. Изменение представления импульсных сигналов.

4.19. Связь между представлениями импульсных сигналов.

4.20. Квантификация по времени измерения логарифмической амплитудно-частотной характеристики
в области высоких частот и дополнительного фазового сдвига.

4.21. Приблизительная методика создания логарифмической частотной характеристики
дискретных систем управления.

5. Представление дискретных систем управления в переменных состояния.

6. Анализ дискретных систем управления.

6.1. Анализ устойчивости (стабильности) дискретных систем управления.

6.2. Критерий Михайлова для дискретных систем.

6.3. Анализ процессов дискретных систем управления.

6.4. Набор переменных и уравнений состояния дискретных систем управления.

6.5. Теорема результирующего значения z-преобразования.

6.6. Определение процессов в системах управления согласно теореме дедукций (выводов).

6.7. Определение процессов в системах управления на уравнении состояния системы управления.

6.8. Переход от уравнений состояния к передаточным функциям.

7. Синтез систем управления дискретными объектами.

7.1. Определение формы оператора передаточных функций.

«IVое международное мероприятие
"Нобелевского комитета"
(Королевство Норвегия и Королевство Швеция),
автора единой технологии когнитивного моделирования
и научного направления "Когнитивная информатика (компьютерная наука),
технология когнитивного моделирования
для системного и финансового анализа"
("АЕТ ТКМ СФА"), академика (естественных) наук
("(ГМО) "АКЕН"") Ветрова А.Н.,
"Международной академии наук Высшей школы" ("МАН ВШ"),
"Российской академии (естественных) наук" ("РА(Е)Н"),
"(ГМО) "Академии когнитивных естественных наук"" ("(ГМО) "АКЕН""),
"Администрации города Санкт-Петербурга" и "Правительства РФ"
при поддержке "Президентов РФ и иностранных государств"
за счет средств бюджета, спонсоров,
заинтересованных и "Нобелевской премии" –
процедура выступления с научными докладами и награждения
в организациях-участниках,
вручения дипломов, медалей и "Нобелевской премии"
в "Нобелевском комитете",
создания произведений как ценных памятников
архитектуры, градостроительства и садово-паркового искусства,
важных объектов исторического, культурного,
художественного и научного наследия
для (не)резидентов на международном уровне,
демонстрации достижений в области
технологии, архитектуры и строительства
в "Парке
50ти-летия Великой Октябрьской социалистической революции
им. В.И. Ульянова (Ленина)"
и "Санкт-Петербургском выставочном центре
им. Брежнева Л.И." ("СПбВЦ")
на "Выставке достижений науки и технологии
им. Собчака А.А." ("ВДНТ")
с проживанием в "Гостинице "Карелия"" ("Группа гостиниц "Интурист""

[с 01го января 2024 г. до 31го декабря 2024 г. (повторное)]

Text Box: г. Санкт-Петербург
Text Box: Российская Федерация
Text Box: «Академия когнитивных естественных наук»
Text Box: Государственная международная организация

Проводится согласно письму от 27го декабря 2011 г. №A26-13-808834 и 27го февраля 2013 г.И-17399
в ответ на заявление «АЕТ ТКМ СФА», академика (естественных) наук («(ГМО) "АКЕН"») Ветрова А.Н. на имя
«Президента РФ» Путина В.В. и «Председателя Правительства РФ» Медведева Д.А. (загрузить),
а также согласно письму от
03.04.2014 г. №0020/291 в ответ на заявление от 25.03.2014 г. №460
от
«АЕТ ТКМ СФА», академика (естественных) наук («(ГМО) "АКЕН"») Ветрова А.Н. на имя
ректора
«СПбГЭТУ "ЛЭТИ"», д.т.н., проф. Кутузова В.М. и проректора по учебной работе «СПбГЭТУ "ЛЭТИ"»,
проректора по работе со студентами и социальным вопросам
«СПбГЭТУ "ЛЭТИ"», д.т.н., проф. Лысенко Н.В. (загрузить)
и
согласно моему заявлению от 16.09.2014 г. на имя руководства «АНО ВПО "МБИ"» (загрузить).