Вплив шуму на процес знаходження екстремуму в екстремальних системах автоматичного керування
DOI:
https://doi.org/10.64915/RADAP.2025.102.%25pКлючові слова:
бiлий шум, система екстремального регулювання, вiдношення сигнал/шум, знаходження екстремуму, ймовiрнiсть помилкиАнотація
В статті розглядаються деякі питання функціонування дискретних екстремальних систем управління. А саме: вплив шумів у вимірювальному тракті екстремальної системи управління на процес пошуку екстремуму. Як модель шуму використовується білий шум із центрованим гаусовим розподілом. Для організації процесу пошуку екстремуму в дискретних екстремальних системах управління необхідно проводити вимірювання екстремальної характеристики об’єкта управління. Після проведення вимірювань результати вимірювань порівнюються і приймається рішення про напрямок пошуку екстремуму. Наявність шумів у вимірювальному тракті екстремальної системи управління спотворює результати вимірювань. В залежності від характеристик шуму і екстремальної характеристики об’єкта управління результати порівняння виміряних значень в кожному конкретному випадку можуть бути правильними, або неправильними. У випадку неправильного результату порівняння виміряних значень екстремальної характеристики об’єкта управління приймається невірне рішення про напрямок пошуку екстремуму. Це призводить до збільшення часу пошуку екстремуму. В статті визначена максимально можлива ймовірність прийняття неправильного рішення про положення екстремуму.
Розглянуто різні випадки впливу шуму на результати вимірювання екстремальної характеристики об'єкта, які є причиною помилкового визначення положення екстремуму. Отримано залежності ймовірності помилки у визначенні положення екстремуму від дисперсії шуму та крутизни екстремальної характеристики об'єкта керування. Розглянуті різні варіанти організації пошуку екстремуму, які дозволяють зменшити ймовірність помилки. Запропоновано алгоритм пошуку екстремуму в екстремальних системах управління, який мінімізує ймовірність помилки в процесі пошуку екстремуму.
Посилання
References
1. Kamarzaman, N. A., Tan, C. W. (2014). A comprehensive review of maximum power point tracking algorithms for photovoltaic systems. Renew. Sustain. Energy Rev., Vol. 37, pp. 585–598. doi: 10.1016/j.rser.2014.05.045.
2. Rezk, H., Fathy, A., Abdelaziz, A. Y. (2017). A comparison of different global MPPT techniques based on meta-heuristic algorithms for photovoltaic systems subjected to partial shading conditions. Renew. Sustain. Energy Rev., Vol. 74, No. 6, pp. 377–386. DOI: 10.1016/j.rser.2017.02.051.
3. Rajesh, R., Mabel, M. C. (2015). A comprehensive review of photovoltaic systems. Renew. Sustain. Energy Rev., Vol. 51, pp. 231–248. DOI: 10.1016/j.rser.2015.06.006.
4. Vistyzenko, Y., Movchanyuk, A. (2022). Human Steps Detection Using CME and FCME Threshold Calculation Algorithms. Radioelectron. Commun. Syst., Vol. 65, pp. 268–274. DOI: 10.3103/S0735272722050053.
5. Movchanyuk, A., Antypenko, R., Sushko, I., Lashchevska, N., Shulha, A. (2020). Synthesis of the Bandpass Filter with a Predetermined Phase Error for Generators with PLL for Piezoceramic Transducers. 2020 IEEE 15th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET), pp. 222-225. DOI: 10.1109/TCSET49122.2020.235427.
6. Gallego-Juárez, J. A., Graff, K. F. (2015). Power Ultrasonic: Applications of High-Intensity Ultrasound, Woodhead Publishing, 1123 p.
7. Mamur, H., Üstüner, M. A., Bhuiyan, M. R. A. (2022). Future perspective and current situation of maximum power point tracking methods in thermoelectric generators. Sustain. Energy Technol. Assess., Vol. 50, 101824. DOI: 10.1016/j.seta.2021.101824.
8. Shahriari, Z., Leewe, R., Moalem, M., Fong, K. (2018). Automated Tuning of Resonance Frequency in an RF Cavity Resonator. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, Vol. 23, No. 1, pp. 311-320. DOI: 10.1109/TMECH.2017.2772183.
9. Blakiewicz, G., Jakusz, J., Jendernalik, W., Szczepański, S. (2016). Automatic tuning of a resonant circuit in wireless power supply systems for biomedical sensors. Bull. Pol. Acad. Sci. Tech. Sci., Vol. 64, No. 3. DOI: 10.1515/bpasts-2016-0072.
10. Gaydur G. I., Bondarchuk A. P., Chumak A. I., Gruenko A. M. (2017). Research of extreme systems: methods of search for extremums in the case of single-parameter object. Scientific proceeding of Ukrainian research institute of communication, Vol. 4, Iss. 48, pp. 36-42.
11. Aliev, T. and Musaeva , N. (2021). Technologies for calculating the correlation coefficient between the useful signal and the noise using the estimate of their relay cross-correlation function. International Scientific Technical Journal ``Problems of Control and Informatics'', Vol. 66. iss. 5, pp. 93–103. doi: 10.34229/1028-0979-2021-5-8.
12. Costa, M. H. (2012). Estimation of the noise autocorrelation function in auditory evoked potential applications. Biomed. Signal Process. Control, Vol. 7, No. 5, pp. 542–548. DOI: 10.1016/j.bspc.2011.10.002.
13. Gabriel, C. J. (1980). Analog measurement of the autocorrelation of Gaussian noise. Rev. Sci. Instrum., Vol. 51, pp. 1234–1239. DOI: 10.1063/1.1136409.
14. Tsai, V. C. (2011). Understanding the amplitudes of noise correlation measurements. J. Geophys. Res., Vol. 116. DOI: 10.1029/2011JB008483.
15. Kuntsevich, V. M., (1961). Sistemi ekstremalnogo upravleniya [Extreme control systems]. Kiev: Gosudarstvennoe izdatelstvo tekhnicheskoi literaturi USSR.
16. Korn, G. A., Korn, T. M. (2000). Mathematical Handbook for Scientists and Engineers: Definitions, Theorems, and Formulas for Reference and Review, Mineola, NY: Dover Publications, 1151 p.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 І. М. Кирпатенко, А. В. Мовчанюк, Н. В. Єзерський, Я. Л. Зінгер
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
