http://docspace.kubsu.ru/docspace/handle/1/1675 Sat, 11 Apr 2026 11:34:27 GMT 2026-04-11T11:34:27Z http://docspace.kubsu.ru/docspace/handle/1/1939 Математическое моделирование процессов интеллектуального управления роботизированным манипулятором Сунь, Силун Диссертационная работа посвящена математическому моделированию, численным методам и комплексам программ для интеллектуального управления роботизированными манипуляторами, функционирующими в условиях неопределенности: 1) Построена гибридная математическая модель системы управления, интегрирующая детерминированное описание траекторий на основе динамических двигательных примитивов (DMP) со стохастическими процессами оптимизации стратегий, что обеспечивает физическую интерпретируемость движений при сохранении адаптивности. 2) Разработан новый численный метод ускоренной стохастической оптимизации стратегий управления, основанный на механизме оптимального буфера воспроизведения (Optimal Replay Buffer) с вероятностной выборкой, ранжированной по величине функции вознаграждения. Экспериментально подтверждено сокращение времени сходимости алгоритма. 3) Предложен метод семантической декомпозиции задач управления для иерархических систем, формализующий преобразование высокоуровневых инструкций (от LLM/VLM) в последовательность динамических примитивов через выделение «ключевых состояний». 4) Разработан и программно реализован в среде ROS (Robot Operating System) комплекс проблемно-ориентированных модулей на языках Python. Архитектура комплекса имеет модульную структуру, включающую подсистемы сбора и фильтрации сенсорных данных, предварительной обработки траекторий, обучения нейронных моделей и генерации управляющих команд в режиме реального времени. Реализована интеграция с симуляционными средами и драйверами промышленных манипуляторов, что обеспечивает возможность эффективного переноса обученных стратегий из виртуальной среды на физическое оборудование. 5) Проведена верификация разработанных моделей и методов посредством серии вычислительных экспериментов на бенчмарке RLBench и натурных экспериментов с использованием манипуляторов KUKA iiwa и UR3, подтвердившая эффективность предложенных подходов для решения задач нехватательных манипуляций и многошаговых операций. Wed, 04 Feb 2026 00:00:00 GMT http://docspace.kubsu.ru/docspace/handle/1/1939 2026-02-04T00:00:00Z http://docspace.kubsu.ru/docspace/handle/1/1777 Математическое моделирование переноса ионов соли в электромембранных системах с осевой симметрией Казаковцева Екатерина Васильевна Диссертационная работа посвящена математическому моделированию, численным методам и комплексам программ для проведения вычислительных экспериментов переноса ионов соли в электромембранных системах с осевой симметрией. Получены следующие основные результаты: 1) Построена базовая 3D математическая модель переноса ионов соли в ячейке с вращающейся дисковой катионообменной мембраной при сверхпредельных токовых режимах, с учетом электроконвекции в виде краевой задачи для связанной системы уравнений Навье – Стокса и Нернста – Планка – Пуассона в цилиндрической системе координат. 2) Выведено новое уравнение для общей плотности тока, моделирующее совместно с системой уравнений с расщеплением электроконвекцию в электромембранных системах с осевой симметрией. 3) Разработана новая иерархическая система математических моделей электроконвекции в цилиндрической системе координат: общая модель с расщеплением (ОМР), модель БНПС (без начального пограничного слоя), модель ЗОМ ЦК (модель электроконвекции в некотором приближении обобщения закона Ома в цилиндрических координатах). 4) Разработан новый численный метод решения краевой задачи базовой математической модели переноса ионов соли в электромембранных системах с осевой симметрией, основанный на сочетании метода последовательных приближений и метода конечных элементов. 5) Разработан новый гибридный численно-аналитический метод, заключающийся в разбиении исходной области на две подобласти: область возрастания катионов (ОВК), примыкающую к катионообменной мембране и оставшуюся основную часть области (ОЧО). В ОВК решение находится аналитически, а в ОЧО решение находится численно с использованием модели без ОВК с одновременным сращиванием этих решений. 6) Разработан программный комплекс «Моделирование переноса ионов соли в электромембранных системах с осевой симметрией», позволяющий проводить вычислительные эксперименты и анализ краевых задач математических моделей процессов переноса ионов соли в системах с осевой симметрией: с учётом пространственного заряда; в модели без ОВК; гибридным численно-аналитическим методом, позволяющим проводить расчёт при реальных значениях скачка потенциала, угловой скорости и начальной концентрации раствора; в модели переноса симметричного бинарного электролита ЗОМ ЦК. В состав программного комплекса также включены разработанные нейронные сети, с помощью которых, зная угловую скорость вращения диска (об/мин) и начальную концентрацию раствора (моль/м3), можно прогнозировать скачок потенциала, при котором начинается электроконвекция, а также прогнозировать толщину диффузионного слоя в системах с вращающимся мембранным диском по известным значениям скачка потенциала (В) и угловой скорости вращения диска (рад/с). Wed, 19 Jun 2024 00:00:00 GMT http://docspace.kubsu.ru/docspace/handle/1/1777 2024-06-19T00:00:00Z http://docspace.kubsu.ru/docspace/handle/1/1771 Математическое моделирование сверхпредельного переноса ионов в мембранных системах в гальванодинамическом режиме Узденова, Аминат Магометовна Работа посвящена разработке математических методов моделирования сверхпредельного переноса ионов в мембранных системах в гальванодинамическом режиме, включая моделирование электроконвекции и реакции диссоциации/рекомбинации молекул воды; развитию эффективных численных методов решения краевых задач, соответствующих этим моделям; а также созданию комплекса программ для проведения вычислительных экспериментов по расчёту теоретических характеристик переноса ионов. Разработана система математических моделей переноса ионов в мембранных системах в гальванодинамическом режиме на основе уравнений Нернста – Планка – Пуассона и Навье – Стокса и нового гальванодинамического граничного условия. Предложены эффективные методы и алгоритмы численного решения краевых задач моделей сверхпредельного переноса ионов: гибридные численно-аналитические методы, особенностью которых является сочетание численного решения в электронейтральной области и расширенной области пространственного заряда (ОПЗ) и аналитического решения в квазиравновесной ОПЗ; методы на основе замены стационарного уравнения Пуассона для потенциала электрического поля нестационарным уравнением для напряжённости; алгоритм численного решения на основе сочетания метода последовательных приближений с расщеплением задачи на каждом временном шагу на отдельные подзадачи. На основе предложенных моделей и методов разработан комплекс проблемно ориентированных программ для проведения вычислительных экспериментов по расчёту характеристик сверхпредельного переноса ионов в одно- и двумерных сечениях мембранных систем в гальванодинамическом режиме. Комплекс программ позволил впервые выполнить вычислительные эксперименты по расчёту хронопотенциограмм слоя раствора электролита у ионообменной мембраны и канала обессоливания с учётом формирования расширенной ОПЗ, развития электроконвекции и реакции диссоциации/рекомбинации молекул воды при сверхпредельных токах. Fri, 24 May 2024 00:00:00 GMT http://docspace.kubsu.ru/docspace/handle/1/1771 2024-05-24T00:00:00Z