Наукові статті кафедри комп’ютеризованих систем управління

Permanent URI for this collectionhttp://er.nau.edu.ua/handle/NAU/10450

Browse

Now showing 1 - 20 of 54

Assessing the operator’s readiness to perform tasks of controlling by the unmanned aerial platforms
(2020-08-09) Кучеров, Дмитро; Kucherov, Dmytro; Кучеров, Дмитрий; Кучеров, Дмитрий Павлович
Together with the intensity of development in the field of technology of unmanned platforms and their effective use for solving various tasks of peacetime and war, the requirements for the training of the operator managing the platform also increase. This fully applies to personnel providing the flight of manned means.Nevertheless, there are significant differences inthe requirement of operator preparedness for an unmanned platform.This is, first of all, control in conditions of remoteness from an unmanned platform, orientation on the display of the control panel, delays in the passage of information, and possibly a complete loss of communication.In such conditions, the requirements for the reaction time of the operator increase,he must also have the ability to anticipate the development of the situation, be able to work with available equipment for a long time.These and severalother criteria determine the general criterion of operator productivity, which is introduced in the work.The productivity criterion is a linear convolution function of particular criteria with some weighting factors, the exact values of which are unknown.A detailed analysis of particular criteria made it possible to establish their inconsistency and heterogeneity.The article proposes an approach that allows us to eliminate the inconsistency of local criteria by separately calculating weight coefficientsfor each part based on the hierarchy analysis method.The basic properties of the proposed approach are also given; modeling confirms the correctness of the solutions.This approach can be useful inthecertification of operators of various fields of activity.
Protection of information networks based on LoRa technology
(CEUR-WS.org, 2019-02-20) Kucherov, D.P.; Kucherov, Dmytro; Кучеров, Д.П.; Кучеров, Дмитрий Павлови
The paper deals with modern technology for transmitting short messages over long distances named LoRa, where the transmitted signal uses linear frequency modulation (chirp). The object of the study to define lack of transmitters that it has a design on LoRa technology for assessment their applicable in condition urban city where there are a lot of radiation sources. The goal of the work is the creation of a method of assessing the act the interference conditions that based on measurement bit error rate and signal-noise ratio and via on which to get individual host vulnerability levels. The processing of these signals is carried out by means of a time-frequency transformation. The chirp signal is characterized by 4 parameters: frequencies, time, modulation rate and amplitude. By analogy with the wavelet transform, the processing of chirp signals involves a chirplet decomposition. Since the chirp signals are strongly influenced by mutual interference due to multipath, the article studies the effectiveness of LoRa technology in conditions of mutual interference of radiation sources. The developed method utilized chirplet decomposition and retrieve symbols of a message in the dictionary. The conducted experiments have confirmed the proposed software operability and allow recommending it for use in practice for solving the problems receiving signal. The prospects for further research may include the creation of parallel methods for calculation of the set of proposed indicators, the improvement of software, as well as an experimental study of proposed indicators in real conditions.
Detection of Signals from a LoRa System Under Interference Conditions
(Kharkiv National University of Radioelectronics, 2018-10-02) Kucherov, Dmytro; Kucherov, D.P.; Кучеров, Д.П.; Кучеров, Дмитро; Кучеров, Дмитрий; Кучеров, Дмитрий Павлович
The paper examines the factors that affect the detection of signals in devices using modern LoRa technology to exchange information between devices that are part of the Internet of things in an interference environment. Features LoRa technology is a long range of information exchange in comparison with similar technologies, which is achieved through the spreading spectrum, the transmission of information in short packages and suppression of multipath signal propagation. The article notes the contribution of each factor to the quality of reception and studies the reception of the messages at the LoRa technology in a city with the significant interference that created by means of cellular communication and Wi-Fi devices.
Control of Information Stream for Group of UAVs in Conditions Lost Packages or Overloading
(IGI Global, 2019-01-16) Kucherov, Dmytro; Kucherov, Dmytro P.; Кучеров, Дмитро; Кучеров, Д.П.; Кучеров, Дмитрий Павлвич
The chapter deals with the problem of controlling the flow of information coming from a group of unmanned air vehicles (UAVs) by radio channel. The stream is a sequence of binary information packages. The inevitable data losses are compensated by repetition of lost packages or reconfiguration network. Modern methods control of data flow assumes using a mechanism ARQ based on the method sliding window. The consequence of these problems is a partial or total loss of its performance, manifested in a decrease in the network's starting throughput. Part of the problem of restoring the network is solved by routing mechanisms, which lead to a reconfiguration of the network due to the elimination of faulty nodes. Management of computer network overload is solved by well-known routing protocols, such as OSPF, IS-IS, RIP, and others. In solving the problem, the representation of the output of individual nodes of the network using the "death and reproduce" scheme was used substantially. This scheme of network operation presupposes its representation by the Markov chain and the derivation of probabilistic characteristics by solving the Kolmogorov equations.
Setting the PID Controller for Controlling Quadrotor Flight: a Gradient Approach
(IEEE, National Aviation University, 2018-12) Kucherov, Dmytro Pavlovcih; Kucherov, Dmytro P.; Kucherov, D.; Кучеров, Дмитро Павлович; Кучеров, Д.П.; Кучеров, Дмитрий Павлович
The paper deals with the design of an autopilot for a quadrotor based on a PID controller. A mathematical description of the control object in form of the system of second-order differential equations is also presented. Setting the parameters of the PID controller is an iterative procedure. The paper investigates three optimal tuning algorithms based on minimizing the quality integral: coordinate descent, gradient descent, and steepest descent. During the research, a number of advantages of the gradient search algorithm are established. Gradient search is used as the main design method; on its basis, the autopilot model is synthesizing. Some simulation results are presented, which are confirmed by the Simulink autopilot model.
Synthesis of the switching control law for a quadrotor autopilot
(Sciencepubco, 2018-11-16) Kucherov, D.P.; Kucherov, Dmytro; Кучеров, Дмитро Павлович; Кучеров, Дмитрий Павлович
The paper deals with the problem of synthesizing the time-optimal control law by the angular coordinates of an unmanned aerial vehicle with stabilization in the pitch and roll directions. The full mathematical model of the unmanned aerial vehicle is reduced to a system of the first-order differential equations, based on which the optimal control law is constructed. Control action in each plane depends only on the measured coordinates and is calculated in real time. It is believed that the dynamic model, described by a system of differential equations, contains complex roots, which indicate the oscillatory response of the controlled object to the control action. Some properties of the switching line and switching control are also considered in the paper. Some results of simulating the dynamics of the object under examination with a synthesized control law are presented.
Идентификационный подход к определению частоты радиосигнала
(Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України, 2017) Кучеров, Д.П.; Кучеров, Дмитрий Павлович; Кучеров, Дмитро Павлович; Kucherov, D.P.; Kucherov, Dmytro P.
Предложен новый метод определения частоты радиосигналов на основе одного метода точечной идентификации. Для идентификации существенно используется преобразование сигнала в цифровую форму. Представлены результаты моделирования.
Сучасні програмні засоби обробки зображень
(2015-11) Kucherov, D.P.; Кучеров, Д.П.; Кучеров, Дмитрий Павлович; Кучеров, Дмитро Павлович; Kucherov, Dmytro P.
Подання інформації в графічному вигляді дозволяє краще сприймати дані для аналізу та подальшої обробки. Великий вибір програмних пакетів для роботи з графікою пов’язаний з особливостями подання графічної інформації та необхідністю вирішення конкретних задач. Застосування програмних засобів для обробки зображень в різних сферах людської діяльності ставить задачу проведення аналітичного огляду відповідних програмних продуктів. Для аналізу обрані найбільш відомі програмні продукти для роботи з растровою, векторною та фрактальною графікою. Проведено аналітичний огляд програмних засобів для графічної обробки зображень та встановлено рейтинг за інтенсивністю їхнього використання. Запропоновано класифікацію програмного забезпечення та наведено його компонентну структуру. На основі розроблених класифікаційних ознак створено правило вибору програмного забезпечення.
Group of UAVs Moving on Smooth Control Law with Fixed Obstacles
(ASTESJ, 2017-07-15) Kucherov, D.P.; Кучеров, Д.П.; Кучеров, Дмитрий Павлович; Кучеров, Дмитрий Павлович
In this paper considered the movement of multi-agent system that consists of several UAVs that carry out monitoring ground surface. The multi-agent system includes a lead agent and several agents-members of the group. The motion of this system occurs along a trajectory, which is determined by the initial conditions, its mathematical model and obstacles on the route. Only the leader of the group knows the ultimate goal of the movement. The motion of this structure is considered in the potential field, which determined the forces of attraction and repulsion and created control signals by measuring the distances to the nearest neighbors. This allows the UAV group to consider an aggregate that has some size and to describe its motion the system of differential equations of second-order. As UAV selected Quadrotor. In this investigation, the stability conditions of such motion are considered, and simulation of approach is proposed.
Визначення несучої частоти радіосигналу за цифровими технологіями
(НАУ, 2016-12) Кучеров, Дмитрий Павлович; Кучеров, Дмитро Павлович; Кучеров, Д.П.; Kucherov, D.P.; Kucherov, Dmytro P.; Kucherov, Dmytro Pavlovich; Kucherov, Dmitriy P.
В статті розглядаються методи проведення спектрального аналізу радіоефіру, що можуть бути корисними при застосуванні в панорамних вимірювачах. Основна увага в статті приділяється структурному аналізу методів для створення перспективного пристрою радіомоніторингу. На підставі проведеного аналізу запропоновано класифікацію методів за часом пошуку радіосигналів. Аналізується можливість повного цифрового оброблення прийнятих сигналів в комп’ютері користувача. Наводяться асимптотичні верхні оцінки часових витрат методів оброблення.
Вычисление интегралов методом Монте-Карло при решении задачи освещённости синтезированных объектов
(2016-11-15) Кучеров, Дмитрий Павлович; Кучеров, Дмитро Павлович; Kucherov, D.P.; Kucherov, Dmytro Pavlovich; Кучеров, Д.П.
Рассматривается задача вычисления многомерных интегралов методом Монте-Карло, которая наиболее часто применяется при расчёте глобальной освещенности синтезированных объектов, созданных различными программными средствами, известная как задача рендеринга. Предлагается метод и алгоритм расчёта таких интегралов.
Адаптивное квазиоптимальное по быстродействию управление некоторой динамической системой: идентификационный подход
(Одесский национальный политехнический университет, 2001) Kucherov, D.P.; Кучеров, Дмитрий Павлович; Кучеров, Дмитро Павлович
Рассматривается задача синтеза определённого класса адаптивных систем, квазиоптимальных по быстродействию при отсутствии априорной информации о параметрах объекта
Реконфигурация мультиагентных систем в условиях помех
(Міністерство оборони України, 2016-11) Кучеров, Д.П.; Кучеров, Дмитро Павлович; Кучеров, Дмитрий Павлович; Кucherov, Dmytro P.; Kucherov, Dmytro Pavlovich
Розглядається мультиагентна система, яка складається з обмеженої кількості агентів, що виконують спільне завдання. На підставі подібності побудови мультиагентних систем і комп’ютерних мереж проведений аналіз відомих топологій організації взаємодії агентів у системі. Обмін інформації агентів з пунктом управління встановлюється за умовами мінімальної довжини маршруту передачі інформації. Дії в умовах природних та штучних перешкод потребують певної реконфігурації початкової топології, адекватність якої аналізується за схемою «загибель – розмноження».
Group Behavior of UAVs in Obstacles Presence
(National aviation university, 2016-10) Kucherov, Dmytro P.; Kucherov, D.P.; Кучеров, Д.П.; Кучеров, Дмитрий Павлович
The article deals with the problem of controlling the multi-agent system that consists of n UAVs moving in environment with obstacles. One of UAVs is an agent-leader and the others are agent-members. Behavior of an agents group in dynamic environment is considered as aggregation. This task supposes describing UAVs group movement as integrator of the second order, and each agent has information about others. Bypass obstacles and avoidance of collision is the main problem of this paper. Therefore we are considering movement of agents group in potential field, which includes two components: attractive and repulsing. The movement law is only known for agent-leader and agent-members that follow him in potential field. Simulation demonstrates main result of proposed approach.
Алгоритм обучения субоптимальному по быстродействию управлению динамической системой второго порядка без нулевых полюсов
(Херсонський національний технічний університет, 2004) Kucherov, D.P.; Kucherov, Dmytro P.; Kucherov, Dmytro Pavlovich; Кучеров, Дмитрий Павлович; Кучеров, Дмитро Павлович
The problem of the time-suboptimal control for the second order system without zero poles in the absence of a priori information about its parameters is considered. Within adaptive approach, an algorithm for trainable controllers is created, that algorithm based on the nonlinearly parameterized procedure learning pattern recognition. The results of simulation are given.
Calculation of integrals by Monte Carlo in the illumination problem of synthesized objects
(Society for Cultural and Scientific Progress, BUDAPEST, 2016-10-22) Kucherov, Dmytro Pavlovich; Кучеров, Дмитрий Павлович; Кучеров, Дмитро Павлович
The problem of calculation of multidimensional integrals by the Monte Carlo method, which is most often used in the calculation of global illumination synthesized objects created by different software system known as the single task of rendering. The equation global illumination transformed to a form suitable for the application of the Monte Carlo method. We are proposed method and algorithm for calculation of such integrals. The problems of constructing a solution of the algorithm on a personal computer are considered. Modeling results are proposed.
Control System Objects with Multiple Streams of Information
(IEEE, 2015) Kucherov, Dmytro P.; Kozub, Andrii M.; Кучеров, Дмитрий Павлович; Козуб, Андрей Николаевич; Кучеров, Дмитро Павлович; Козуб, Андрій Миколайович
The article deals with the problem of controlling the flow of information coming from a group of UAVs by radio channel. The stream is a sequence of binary information packages. The inevitable data losses are compensated by repetition of lost packages. Modern methods control of data flow assumes using a mechanism ARQ based on the method sliding window. In this paper the comparative analyses of the known methods are given. The property matching the volume of information, which is transmitted from UAVs with the size M of the sliding window, is set. In base of theoretical calculations is used the concept of bandwidth. Computing bandwidth radio channel with the ARQ technology allows are confirming the main result investigation.
ОЦЕНКА ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ГРУППЫ БЕЗПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЗАДАЧИ МОНИТОРИНГА
(Національний університет оборони імені Івана Черняховського, 2015) Кучеров, Дмитро Павлович; Козуб, Андрій Миколайович; Кучеров, Дмитрий Павлович; Козуб, Андрей Николаевич; Kucherov, Dmytro P.; Kozub, Andrii M.
В статье предлагается расчёт пропускной способности информации, поступающей от группы беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), выполняющих задачу мониторинга земной поверхности. Предполагается, что группа БПЛА может выполнять задачу мониторинга, используя централизованное управление для выполнения одной задачи в составе группы, так и совершенно разные задачи каждым членом группы. Обе задачи применения группы должны решаться с одного пункта управления. Объём передаваемого потока информации растёт. Принцип обработки информационных потоков предполагает наличие накопительного буфера, где создаётся очередь потока обслуживаемой информации. Для получения основных результатов существенно использованы теоретические подходы анализа информационных систем с очередями. Информация собирается и передается далее для обслуживания сервером. Для анализа показателей качества системы обслуживания выбраны пропускная способность канала передачи и ёмкость накопительного буфера. Основное допущение при анализе подобных систем заключается в том, что пропускная способность информационной системы подчиняется экспоненциальному распределению входных данных по закону Пуассона, что не всегда выполняется. В реальных ситуациях, обработка данных занимает некоторое время, что приводит к последействию. Поэтому, чтобы решить эту проблему был предложен учет последействия в потоке обслуживания. Это оказывается возможным, если отказаться от экспоненциального распределения интервалов между событиями потока обслуживания и заменить его потоком Эрланга второго порядка. Достоверность полученных данных подтверждается расчётом по формулам Полячека-Хинчина. В статье приводится числовой пример расчёта на основании обоих подходов.
ОПТИМІЗАЦІЯ СТРУКТУРИ ГРУПОВОГО ПОЛЬОТУ
(Харьковский университет Воздушных Сил, 2016) Кучеров, Дмитро Павлович; Бондарєв, Дмитро І.; Шмельова, Тетяна Федорівна; Кучеров, Дмитрий Павлович; Бондарев, Дмитрий И.; Шмелёва, Татьяна Федоровна; Kucherov, Dmytro Pavlovich; Bondarev, Dmytro I.; Shmelova, Tatjana Fedorovna
У статті аналізуються критерії ефективності для виконання завдань польоту групи БПЛА і застосу- вання теорії графів для кількісної оцінки ефективності групового польоту БПЛА. Розроблено оптимізацію групових операцій БПЛА в залежності від цільового призначення, наприклад, фото / відео моніторингу площі місцевості. Було розраховано критерії ефективності групового польоту для всіх типів з'єднань БПЛА (повнозв'язна, зірка, кільце, дерево, загальна шина, чарункова, змішана).
МОДЕЛІ ГРУПОВИХ ПОЛЬОТІВ БЕЗПІЛОТНИХ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ
(Харківський університет Повітряних Сил, 2015-08) Кучеров, Дмитро Павлович; Бондарєв, Дмитро; Шмельова, Тетяна Федорівна; Кучеров, Дмитрий Павлович; Бондарев, Дмитрий; Шмелёва, Татьяна Федоровна; Kucherov, Dmytro Pavlovich; Bondarev, Dmytro; Shmelova, Tatjana Fedorovna
У статті проведено аналіз, систематизацію і кодування типів безпілотних літальних апаратів за існуючими класифікаціями. Введено показники ефективності групового польоту у вигляді часу, площі та щільності покриття. Виконаний порівняльний аналіз ефективності застосування літальних апаратів за цільовим призначенням. Побудовано матриці суміжності, інциденцій, відстаней для повнозв’язної структури групи літальних апаратів. Визначено доцільність застосування сучасних мережевих технологій для аналізу топології групи літаків.

Browse

Recent Submissions