Материал: Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Рис. 3. Результат воздействия СП по самолету

Характеристики боевой повреждаемости

Координаты точек по-

 

Угол

 

Скорость

 

подхода,

 

встречи,

 

падания, м

 

 

 

 

 

 

град

 

м/с

 

 

 

Киль

 

левый

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

1,24055

 

 

-

 

49,0209

 

2235,91

4,4793

 

 

 

 

1,8482

 

 

-

 

 

2,04782

 

 

-

 

38,1686

 

2023,16

4,3463

 

 

 

 

1,9135

 

 

-

 

 

0,50031

 

 

-

 

62,9252

 

1974,5

4,2932

 

 

 

 

1,7842

 

 

Таким образом, разработанные модели позволяют производить оценку характеристик боевой повреждаемости самолета, с учетом особенностей во многом определяющих механику разрушения полимерных композиционных материалов и в дальнейшем производить оценку живучести элементов конструкции планера после воздействия средств поражения.

Литература

1.Левицкий, С.В. Динамика полета: учебник для слушателей и курсантов Военно-воздушной инженерной академии имени проф. Н.Е. Жуковского / С.В. Левицкий, Н.А. Свиридов. – М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2008.

–527 с.

2.Миропольский В.Ф. Авиационные боеприпасы: учебник для слушате-

лей и курсантов высших инженерных военно-учебных заведений ВВС / В.Ф. Миропольский, Е.В. Пырьев, В.В. Головенкин, С.В. Хрулин. – М.: ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», 2010. – 407 с.

3. Постников, М.М. Лекции по геометрии. Семестр I. Аналитическая геометрия: учеб. пособие для вузов / М.М. Постников. – 2-е изд., перераб. и доп. –

М.: Наука, 1986. – 416 с.

Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», Россия

115

УДК 681.3

А.А. Цветков

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК МЕТОД АНАЛИЗА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ В ПРОЕКТНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ

Для анализа эффективности использования ПО в проектной организации необходимо создать математическую модель, которая бы позволяла рассчитать такие параметры, как среднее время ожидания получения лицензии, средняя очередь для получения ПО и другие [1]. Создание такого функционала обусловлено изменчивостью инвестиций в сферу закупки ПО со стороны организации. В какой-то момент может понадобиться сократить количество закупаемых лицензий. Для того чтобы посмотреть, как это решение отразится на работе подразделений, можно применить математическое моделирование.

Можно формализовать данную задачу в виде Q – схемы [2]. В соответствии с символикой Q-схем часть структурной схему данной СМО можно представить в следующем виде (см. рисунок).

Формализация задачи в виде Q ˗ схемы

Обозначения: И – источник, Н – накопитель, К – канал обслуживания заявок. Полностью показывать структурную схему ˗ нет практического смысла, которые отличаются только параметрами.

Источник – объект, порождающий поступление сообщений. Начальные условия:

–рассматриваемая в задаче система представляет собой систему массового обслуживания (СМО) с ожиданием;

–время поступления – это равномерно распределенная случайная величина, заданная в определенных интервалах;

–дисциплиной очереди для данной системы является FIFO - первый пришел, первый обслуживается.

Данную модель можно усовершенствовать, добавив переход из одной подсхемы в другую подсхему. В случае, если образовалась очередь на получение некоторой лицензии, пользователь, запросивший ее, с определенной вероятностью покинет текущую очередь и запросит доступ к другой лицензии. Вероятность перехода между лицензиями вычисляется на основе корреляции между этими лицензиями.

116

Литература

1.Советов, Б.Я. Моделирование систем. Практикум: учеб. пособие для вузов / Б.Я. Советов.

2.Кудрявцев Е.М. GPSS World. Основы имитационного моделирования различных систем / Е.М. Кудрявцев. – М.: ДМК Пресс, 2004. – 66 с.

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», Россия

УДК 621.396.969.181.2

А.А. Дарбинян, А.Р. Акопян

МОДИФИКАЦИЯ ФИЛЬТРА КАЛМАНА ДЛЯ ПОЛЯРНЫХ И СФЕРИЧЕСКИХ СИСТЕМ КООРДИНАТ

1. Введение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− n-мерное вещественное векторное пространство

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ ]

 

 

 

[ ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

– Множество всех непрерывных функций на множестве

 

[5]

 

 

[ ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[8]

 

( )

 

и

 

 

 

– Мат. Ожидание и дисперсия случайной

величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[7]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

– Ковариационна матрица случайного вектора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

– След квадратной матрицы

 

[6]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

– транспонированная матрицы

[6]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

– Единичная матрица [6]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Допустим, имеем

некоторый движущийся объект

 

в

 

с

 

 

заданной

моделью:

 

 

 

 

 

k-я

 

+1

=

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

матрица

 

 

 

 

 

 

 

позиция

вектора

состояния,

 

×

вещественная

Где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

есть

называемая матрицей перехода,

 

-

 

×

 

вещественная матрица и

 

–. мерный Гауссовский

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[

] = 0

 

[

] =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

случайный вектор [8]

т.ч.

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Допустим, что некоторое устройство измеряет данный объект с заданной

моделью:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ ] =

 

(1.2)

мерный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1.3)

Рассмотрим оценку вектора состояния [ ] = 0

 

 

 

 

Где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

той позиции,

 

 

есть

 

 

 

 

матрица и

 

 

 

 

есть -

 

 

 

 

 

 

 

измерение k-

 

 

 

 

 

 

 

 

. и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гауссовский случайный вектор т.ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

+ (

− )

 

 

 

 

на основе измерений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Где

 

 

−1

−1

и

-

 

 

 

вещественная матрица.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теорема 1 [1, 2] Если взять матрицу

 

 

равной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

117

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

(

 

 

 

 

 

+

 

)

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

определяется

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Где

 

 

 

 

= [

−

 

] =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

 

−1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

−1

 

 

−1

 

 

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( [

 

 

 

= [

 

−

 

] = (

 

−

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

 

 

−

]) = (

 

) →

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оценка (1.3)

будет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

То

 

есть

 

 

 

 

 

− =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оптимальной. Как

можно заметить, ковариационная матрица

 

 

 

 

(т.е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

двумерную

 

 

) играет роль в формуле матрицы

 

 

 

 

.

 

 

 

 

Рассмотрим

 

 

 

 

 

 

 

 

движения [4]:

 

 

 

 

 

 

+1

= + ̇ +

2 2

где

 

 

 

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Модель состояния

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+1

=

 

 

 

 

 

 

 

 

2 где

 

 

 

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ ̇+

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

̇

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= ̇ +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

̇

 

 

= ̇+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Где

– время между

 

 

 

 

 

 

 

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

измерениями

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Модель измерения

 

 

 

=

 

 

 

= sin

= 0

 

 

 

 

= 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

где

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

+

где

 

 

 

= 0

и

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= cos

= (

+ ) (

 

+ )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Также обозначим = sin

= (

+ ) (

+ )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

0

 

 

 

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

: =

 

 

: =

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

̇

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

1

 

 

 

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

̇

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Как можно заметить – модель движения объекта является моделью

линейно

движущегося

 

объекта

 

 

со

случайным

 

 

ускорением,

но измерение

выполняется в полярных систем координат.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проблема заключается в линеаризации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и нахождении ковариационной

матрицы. Применив формулу тейлора и

отбросив остаточный член получилась

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

следующая оценка ковариационной матрицы [4]

 

 

 

 

cos

 

 

−sin

 

 

 

 

 

 

 

 

−

 

≈

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= sin

 

 

cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

2

 

 

2

 

 

Где

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1.4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим же модель в трёхмерном пространстве [4]:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Модель состояния

 

 

 

+1

=

 

+ ̇ +

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

118

 

 

 

2 где

 

 

 

+1

= + ̇+

2 2

где

 

= 0

+1

 

 

2

 

 

= 0

= + ̇+

 

 

 

 

+1

 

 

 

 

 

 

 

̇

= ̇ +

 

 

 

 

+1

 

 

 

 

 

 

 

̇

= ̇+

 

 

 

Где – время между

измерениями

 

 

 

 

 

 

 

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

̇

= ̇+

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

Модель измерений

 

 

 

 

=

 

 

2

 

 

 

 

 

= +

где

 

= 0

и

 

 

 

 

где

и

= 2

 

 

 

 

= +

где

 

= 0и

=

 

 

 

 

̆

= +

 

 

= 0

 

= 2

 

 

= ̆

= (

+ ) (

+ ) ( + )

 

= ̆

= (

+ ) ( + ) (

+ )

Будем считать что̆

=

и

 

 

независимы

 

+ )

̆

= ( + ) (

Также обозначим

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

: =

 

 

 

: =

 

 

 

 

 

 

 

̇

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

̆

 

 

 

 

 

 

 

̇

 

 

 

̇

 

 

 

 

02

2

0

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

Аналогично с двумернум случаем [4]

 

(

−

) ≈

0

 

 

 

02

2

 

 

3

0

 

 

 

 

 

3

где

 

 

 

0

 

 

 

 

3

 

cos cos

− cos

 

 

= sin

 

cos cos

 

 

 

 

sin

 

 

0

 

− −

2. Приближение в полярных системах координат. Рассмотрим множество функций

= {

| . .

( )

∫−∞+∞ ( ( ))2 −

222

< ∞}

(1.5)

(1.6)

Данное пространство является векторным[6]. Также определим скалярное произведение и норму [6]

119

Источник: https://studfile.net/preview/16563851/