требования / Lektsii_Sokolov_1 / Fradkov-CyberPhysics-2018
.pdf
Математико-Механический факультет СПбГУ Кафедра и лаборатория теоретической кибернетики
Киберфизические системы в России
Росстандарт; технический комитет ТК-194 по киберфизическим системам на базе РВК
Цель: Разработка международных русскоязычных стандартов, стандарт «Интернет вещей»
И.Р.Агамирзян, |
Рук. ТК 194 Н.Уткин |
экс-гендиректор РВК, |
21 |
|
вице-президент ВШЭ
Математико-Механический факультет СПбГУ Кафедра и лаборатория теоретической кибернетики
Образовательные программы по киберфизическим системам в России
Программы бакалавриата:
"Управление в киберфизических системах« в Московском техническом университете связи и информатики, "Киберфизические системы" в Московском Политехе
Магистерские программы: в НИУ ВШЭ
«Интернет вещей и киберфизические системы» ИТМО: «Управление киберфизическими системами» «Проектирование киберфизических систем защиты информации»
«Индустриальные киберфизические системы» |
22 |
|
Институт проблем машиноведения РАН Лаборатория «Управление сложными системами»
5. УПРАВЛЕНИЕ В СЕТЕВЫХ СИСТЕМАХ
Задачи: (см. Control in an Information Rich World (ed. R.Murray, 2003) https://www.cds.caltech.edu/~murray/cdspanel/report/cdspanel-15aug02.pdf
•Ограничение перегрузок в Интернет
•Управление энерго- и транспортными сетями
•Управление финансовыми и экономическими системами
•Управление био- и экосистемами, глобальными изменениями
•Квантовые сети и вычисления
Вызовы:
•Управление в неоднородных сетях (связные, вычислительные, транспортные, производственные, финансовые, …)
•Надежность и робастность
•Асинхронная, распределенная, пакетная обработка
Нужна единая теория систем связи, вычислений и управления!
(Control+Communication+Computation=C3 ) 23
Институт проблем машиноведения РАН Лаборатория «Управление сложными системами»
24
Институт проблем машиноведения РАН Лаборатория «Управление сложными системами»
Аналогия с законом необходимого разнообразия У.Р.Эшби
Смысл теоремы о скорости передачи данных:
Для успешного управления объектом скорость поступления информации в регулятор должна быть не меньше, чем скорость производства информации объектом.
Закон необходимого разнообразия (Ashby, 1956): Для успешного управления объектом разнообразие управляющих действий должно быть не меньше разнообразия возмущений (состояний объекта)
Теорема о скорости передачи данных – дифференциальный вариант
закона необходимого разнообразия!
25
Институт проблем машиноведения РАН Лаборатория «Управление сложными системами»
Управление и оценивание в сетях связи
A.S.Matveev, A.Savkin. Decentralized stabilization of linear systems via limited capacity communication networks. CDC-ECC 2005.
A.S.Matveev, A.Savkin. Estimation and Control over Communication Networks. Birkhauzer, 2009.
Б.Р.Андриевский, А.С.Матвеев, А.Л.Фрадков. Управление и оценивание при информационных ограничениях: к единой теории управления, вычислений и
связи. Автоматика и Телемеханика, 2010, 4,
С.34–99. |
26 |
|
Институт проблем машиноведения РАН Лаборатория «Управление сложными системами»
Типичный качественный результат:
Сеть стабилизируема ↔ Скорость передачи информации (уменьшения
неопределенности) через обратные связи превышает скорость производства информации сетью
-- Обобщение предыдущих результатов Миттера-Татиконды (США), Вонг-Брокетта (США), Наира-Эванса (Австралия)
27
Институт проблем машиноведения РАН Лаборатория «Управление сложными системами»
Кибернетическая физика – исследование физических систем кибернетическими методами. Кибернетическая физика обеспечивает фундаментальные основы теории киберфизических систем
28
Институт проблем машиноведения РАН Лаборатория «Управление сложными системами»
Литература:
Фрадков А.Л. Кибернетическая физика. СПб:Наука, 2003.
Fradkov A.L. Cybernetical Physics: From Control of Chaos to Quantum Control, Springer-Verlag, 2007.
Fradkov A.L. Horizons of Cybernetical Physics. Philosophical Transactions of the Royal Society A., 2017, vol:375, iss:2088
29
Институт проблем машиноведения РАН Лаборатория «Управление сложными системами»
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1.КФС – новый этап развития кибернетики
2.КФС усилили потребность в единой теории управления, вычислений и связи.
3.Проблемы моделирования и управления в КФС: гибридность, асинхронность, гетерогенность
4.Киберфизические и социо-киберфизические системы
–мостик от прошлого к будущему человечества
30