Анотації 

Якимець Н. В. Методи та програмно-технічні засоби створення відмовостійких цифрових систем управління з програмованою логікою з використанням генетичних алгоритмів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.03 – системи і процеси керування. – Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського “Харківський авіаційний інститут”, Харків, 2007.

   Дисертація присвячена розробці методів та програмно-технічних засобів, що дозволяють вирішувати задачу створення багатоверсійних проектів відмовостійких цифрових систем керування з програмованою логікою з необхідними характеристиками.
   Науковими результатами є: моделі відмовостійких цифрових систем керування з програмованою логікою на основі частково працездатних автоматів, які відрізняються від відомих тим, що управління їх структурою здійснюється з урахуванням інформації щодо визначенності та коректності кожного автомату, що дозволяє підвищити безвідмовність систем; метод розробки багатоверсійних відмовостійких цифрових систем керування з програмованою логікою, вдосконалений в частині процедури отримання версій за допомогою генетичних алгоритмів, що дозволяє автоматизувати процеси синтезу різних версій системи з необхідними характеристиками; метод рангового відбору індивідуумів, який за рахунок нормування ймовірностей відбору індивідуумів з однаковою пристосованістю дозволяє скоротити витрати на отримку версій при створенні відмовостійких цифрових систем керування з програмованою логікою.
   Ключові слова: цифрові системи керування з програмованою логікою, відмовостійкість, надлишковість, багатоверсійність, диверсність, генетичні алгоритми, цифрові автомати.

Якимец Н. В. Методы и программно-технические средства создания отказоустойчивых цифровых систем управления с программируемой логикой с использованием генетических алгоритмов. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.03 – системы и процессы управления. – Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского “Харьковский авиационный институт”, Харьков, 2007.

   Диссертация посвящена разработке методов и программно-технических средств, которые позволяют решать задачу создания многоверсионных проектов отказоустойчивых цифровых систем управления с программируемой логикой с требуемыми характеристиками.
   Многоверсионный подход к проектированию цифровых систем управления является одним из направлений повышения их надежности за счет избыточности. Избыточность вносится во время создания таких систем и позволяет за счет разнообразия уменьшать количество необнаруженных проектных дефектов, а также повысить отказоустойчивость конечного изделия. Однако несовершенство методов, которые ранее использовались при разработке многоверсионных цифровых систем управления с программируемой логикой, не позволяет эффективно решать задачу синтеза и отбора минимально коррелированных между собой версий системы.
   В работе проанализированы требования, предъявляемые к аэрокосмическим бортовым системам управления, а также методы и технологии реализации таких систем. Это позволило определить случаи, когда возможно или необходимо применение многоверсионного подхода при проектировании систем управления.
   Дальнейшие исследования были направлены на разработку стратегии получения диверсных решений в рамках многоверсионных проектов цифровых систем управления с программируемой логикой. Было предложено использовать несколько подходов к проектированию цифровых систем управления с программируемой логикой, а именно, подход, базирующийся на применении стандартных инструментальных средств и подход, предполагающий использование математического аппарата генетических алгоритмов. Поскольку процесс построения цифровых систем управления с программируемой логикой средствами классического проектирования изучен достаточно детально, в работе рассматривается процесс разработки систем такого класса с помощью генетических алгоритмов: проводится анализ особенностей построения цифровых систем управления с программируемой логикой с помощью генетических алгоритмов, даются определения и свойства частично определенных и частично корректных версий (автоматов), получаемых средствами генетических алгоритмов, приводятся способы синтеза моделей цифровых систем управления с программируемой логикой на таких автоматах.
   Для построения моделей отказоустойчивых цифровых систем управления с программируемой логикой на частично определенных и частично корректных автоматах был разработан метод и программно-технический комплекс средств, позволяющие автоматизировать процессы получения различных версий системы с требуемыми характеристиками.
   В результате анализа основных методов отбора наиболее приспособленных индивидуумов, применяющихся в генетических алгоритмах, был предложен метод рангового отбора индивидуумов, применяющийся в генетических алгоритмах. В рамках данного метода происходит нормирование вероятностей отбора индивидуумов с одинаковой приспособленностью, что позволяет сократить временные затраты на получение требуемых версий при создании отказоустойчивых цифровых систем управления с программируемой логикой.
   Ключевые слова: цифровые системы управления с программируемой логикой, отказоустойчивость, избыточность, многоверсионность, диверсность, генетические алгоритмы, цифровые автоматы.

Yakymets N. V. Methods and Tools for Developing Fault Tolerant Digital Control Systems with Programmable Logic Using Genetic Algorithms. – Manuscript.

Thesis on competition of scientific degree of Candidate of Technical Sciences by specialty 05.13.03 – Control Systems and Processes. – National Aerospace University “Kharkiv Aviation Institute”, Kharkiv, 2007.

   Thesis is devoted to the development of methods and tools which allow designing multi-version fault tolerant digital control systems based on system-on-a-chip architecture that are possessed of the required features.
   The scientific results include developing the models of fault tolerant digital control systems with programmable logic based on partially functioning automata, which difference from the known ones is that the structure of the latter models is controlled with information about the definiteness and correctness of each automaton in mind; the method of developing multi-version fault tolerant digital control systems with programmable logic improved in a part of the receiving versions flow using genetic algorithms that allow to automate the synthesis of different system versions with the required features; the normalized rank selection method that allow reducing time constrains for developing versions of digital control systems with programmable logic by normalizing the probabilities of individual selection.
   Keywords: control systems with programmable logic, fault tolerance, redundancy, multi-version systems, diversity, genetic algorithms, digital automata.

Скачати автореферат дисертації безкоштовно (повна версія)
Методи та програмно-технічні засоби створення відмовостійких цифрових систем управління з програмованою логікою з використанням генетичних алгоритмів