Подход к разработке систем управления малыми космическими аппаратами в нейросетевом базисе
Авторы: Коновалов В.Н., Корлякова М.О.
Опубликовано в выпуске: #5(29)/2014
DOI: 10.18698/2308-6033-2014-5-1271
Раздел: Информационные технологии | Рубрика: Управление и навигация
Представлен обзор основных направлений аппаратной реализации нейронных сетей и оценены их возможности для использования на борту малых космических аппаратов. Рассмотрены основные требования к бортовым системам управления и подходы к их нейросетевой реализации. Перечислены ограничения и требования к ресурсам, выдвигаемые для бортовых систем малых космических аппаратов. Показано, что возможно реализовать эффективное решение задачи в сетях небольшой сложности. Проведено моделирование отдельных узлов нейросетевой системы управления в условиях ограниченных ресурсов. Представлена нейросетевая модель аппроксимации табличной модели атмосферы. Сформированы варианты решения задачи в вещественных и дискретных форматах синаптических весов. Проведен анализ ошибок аппроксимации в сетях разной архитектуры. Показано, что даже для вариантов с дискретизированной формой входов и коротким форматом представления синаптических весов качество решения задачи является достаточным.
Литература
[1] Пролетарский А.В. Системный синтез интеллектуальных систем управления космических аппаратов и комплексов. [Электронный ресурс]. Наука и образование, 2007, № 3. URL: http://cactus.stack.net/doc/64655.html (дата обращения 12.12.2013)
[2] Ефимов В.В. Нейросетевое обеспечение бортовых комплексов управления космических аппаратов наблюдения. Мехатроника, автоматизация, управление, 2003, № 5, c. 26-32
[3] Никишов А.Н., Олейник A.A., Талиманчук Л.Л., Зайцев A.B., Суханов Н.В. Инверсно-адаптивная схема управления сложным динамическим объектом. Нейрокомпьютеры, 2010, № 1, с. 34-39
[4] Хайкин С. Нейронные сети: полный кура Москва, Издательский дом Вильямс, 2006, 1104 с.
[5] Ермоленко А.В., Корлякова М.О. Применение виртуальных моделей объектов для обучения нейросетей. 12-я Нац. конф. по искусственному интеллекту с международным участием КИИ-2010. Тверь, Россия, 2010. Москва, Физматлит, 2010, т. 2, с. 107-115
[6] Каримов Р.Р., Косицын В.В., Рубан В.И., Блинов В.Н., Валеев С.С., Исламгулов Т.В. Система информационной поддержки жизненного цикла малого научно-образовательного космического аппарата. Сб. тр. 11-й Междунар. конф. CSIT, 2009, т. 3, с. 22-28
[7] Севастьянов Н.Н., Бранец В.Н., Панченко В.А., Казинский Н.В., Кондранин Т.В., Негодяев С.С. Анализ современных возможностей создания малых космических аппаратов для дистанционного зондирования Земли. Труды МФТИ, 2009, т. 1, № 3. URL: http://www.gazprom-spacesystems.ru/ru/innovation_and_science/science/index.php (дата обращения 21.08.2011)
[8] Блинов В.Н., Валеев С.С., Исламгулов Т.В., Каримов Р.Р., Косицын В.В., Рубан В.И. Информационная поддержка жизненного цикла микроспутника на основе сквозных интеллектуальных моделей. Вестник УГАТУ. Сер. Управление, вычислительная техника и информатика. Уфа, УГАТУ, 2010, т. 14, № 4 (39), с. 97-103
[9] Шахнов В.А, Власов А.И., Кузнецов А.С. Поляков Ю.А. Нейрокомпьютеры - архитектура и реализация. URL: http://www.citforum.idknet.com/hardware/neurocomp/index.shtml (дата обращения 30.11.2013)
[10] Алюшин М.В. Аппаратная реализация быстродействующих нейросетей на основе программируемой логики фирм AMD, ALTERA, XILINX. Нейроинформатика - 99. Москва, МИФИ, 1999, ч. 2, с. 18-24
[11] Комарцова Л.Г., Максимов А.В., Нейрокомпьютеры. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004, 400 с.
[12] Черников В.М., Виксне П.Е., Фомин Д.В., Шевченко П.А., Яфраков М.Ф. Нейропроцессор, устройство для вычисления функций насыщения, вычислительное устройство и сумматор. Пат. RU 2131145. URL: http://www.findpatent.ru/patent/213/2131145.html (дата обращения 25.06.2013)
[13] COESA Atmosphere Model. URL: http://www.mathworks.com/help/aeroblks/coesaatmospheremodel.html (дата обращения 25.06.2013)
[14] Aerospace BlockSet. For use with Simulink. User’s Gude. URL: http://www.mathworks.com/help/releases/R13sp2/pdf_doc/aeroblks/aeroblks.pdf (дата обращения 12.12.2013)