📄Работа №25798
Тема: Вычислительный эксперимент по оценке эффективности алгоритма работы пастушьей собаки
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
программирование
Объем:
119 листов
Год:
2017
Просмотров:
347
4900
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1 Теоретические основы постановки компьютерного эксперимента 9
1.1 Оценка эффективности алгоритмов 12
1.2 Алгоритм работы пастушьей собаки 14
1.3 Постановка задачи исследования 20
2 Планирование эксперимента и анализ решений по управлению
экспериментом 21
2.1 Анализ рынка программного обеспечения 26
2.1.1 Применений свободных лицензий в России: теория, практика,
перспективы развития 31
2.1.2 Коммуникационные каналы ИТ-разработчиков открытого кода 33
2.2 Основной способ экспериментальной оценки повторяемости и
воспроизводимости результатов эксперимента 34
2.3 Методы проверки адекватности модели 35
3 Компьютерный эксперимент 37
3.1 Проведение вычислений и анализ результатов 43
3.2 Алгоритм работы пастушьей собаки применительно к живым и
искусственным агентам 52
3.3 Поиск применимости АПС в новых областях на основе таблицы
разрешения технических противоречий 53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 55
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 57
ПРИЛОЖЕНИЕ
1 Теоретические основы постановки компьютерного эксперимента 9
1.1 Оценка эффективности алгоритмов 12
1.2 Алгоритм работы пастушьей собаки 14
1.3 Постановка задачи исследования 20
2 Планирование эксперимента и анализ решений по управлению
экспериментом 21
2.1 Анализ рынка программного обеспечения 26
2.1.1 Применений свободных лицензий в России: теория, практика,
перспективы развития 31
2.1.2 Коммуникационные каналы ИТ-разработчиков открытого кода 33
2.2 Основной способ экспериментальной оценки повторяемости и
воспроизводимости результатов эксперимента 34
2.3 Методы проверки адекватности модели 35
3 Компьютерный эксперимент 37
3.1 Проведение вычислений и анализ результатов 43
3.2 Алгоритм работы пастушьей собаки применительно к живым и
искусственным агентам 52
3.3 Поиск применимости АПС в новых областях на основе таблицы
разрешения технических противоречий 53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 55
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 57
ПРИЛОЖЕНИЕ
📖 Введение
В современном мире тяжело переоценить роль информационных технологий. Практически невозможно представить жизнь без вычислительной техники, так как с ее помощью человек автоматизирует многие сферы своей деятельности, в том числе производство, что позволяет значительно повысить производительность труда. В России по состоянию на 2015 год 84,8% организаций используют специальные программные средства, где 15,1% из них предназначены для управления автоматизированным производством или отдельными техническими средствами и технологическими процессами [1]. Средствами автоматизации выступают приборы и автоматические устройства, одними из которых являются роботы.
Роботов можно разделить на два класса: манипуляционные и мобильные [2, с. 8-9]. Манипуляционный робот - автоматическая машина, стационарная или передвижная, которая состоит из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и устройства программного управления, служащего для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций [2, с. 6]. Мобильные робототехнические системы имеют движущиеся шасси с автоматически управляемыми приводами. Они могут быть колесными, шагающими, колесно¬шагающими и т.д [2, с. 9].
Если раньше в промышленности внедрялись и использовались в основном манипуляционные роботы, то сейчас все больше возрастает интерес к мобильным роботам, а задача нахождения оптимального алгоритма управления данным классом роботов и по сей день остается актуальной. Большая часть алгоритмов направлена на управление одиночным мобильным роботом, в то время как существует ряд задач, где эффективнее или даже необходимо задействовать большое количество роботов. Одним из таких алгоритмов является алгоритм работы пастушьей собаки, разработанный 7
совместно учеными Швеции и Великобритании в 2014 году. Помимо того, что данный алгоритм позволяет роботизировать выпас скота, авторы утверждают, что он также применим для управления автономными, взаимодействующими между собой агентами в различных ситуациях [3].
Таким образом, целью выпускной квалификационной работы является оценивание эффективности алгоритма работы пастушьей собаки, поиск его применимости к живым и искусственным агентам в различных областях.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Изучить теоретические основы построения компьютерного эксперимента;
2. Рассмотреть алгоритм работы пастушьей собаки;
3. Провести анализ рынка программного обеспечения для выбора инструментов разработки;
4. Реализовать алгоритм работы пастушьей собаки и провести соответствующие вычисления;
5. Проанализировать результаты эксперимента;
6. Выявить области применения алгоритма.
Объектом исследования данной работы является групповое управление мобильными объектами. Предметом исследования выпускной квалификационной работы является алгоритм работы пастушьей собаки.
Роботов можно разделить на два класса: манипуляционные и мобильные [2, с. 8-9]. Манипуляционный робот - автоматическая машина, стационарная или передвижная, которая состоит из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и устройства программного управления, служащего для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций [2, с. 6]. Мобильные робототехнические системы имеют движущиеся шасси с автоматически управляемыми приводами. Они могут быть колесными, шагающими, колесно¬шагающими и т.д [2, с. 9].
Если раньше в промышленности внедрялись и использовались в основном манипуляционные роботы, то сейчас все больше возрастает интерес к мобильным роботам, а задача нахождения оптимального алгоритма управления данным классом роботов и по сей день остается актуальной. Большая часть алгоритмов направлена на управление одиночным мобильным роботом, в то время как существует ряд задач, где эффективнее или даже необходимо задействовать большое количество роботов. Одним из таких алгоритмов является алгоритм работы пастушьей собаки, разработанный 7
совместно учеными Швеции и Великобритании в 2014 году. Помимо того, что данный алгоритм позволяет роботизировать выпас скота, авторы утверждают, что он также применим для управления автономными, взаимодействующими между собой агентами в различных ситуациях [3].
Таким образом, целью выпускной квалификационной работы является оценивание эффективности алгоритма работы пастушьей собаки, поиск его применимости к живым и искусственным агентам в различных областях.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Изучить теоретические основы построения компьютерного эксперимента;
2. Рассмотреть алгоритм работы пастушьей собаки;
3. Провести анализ рынка программного обеспечения для выбора инструментов разработки;
4. Реализовать алгоритм работы пастушьей собаки и провести соответствующие вычисления;
5. Проанализировать результаты эксперимента;
6. Выявить области применения алгоритма.
Объектом исследования данной работы является групповое управление мобильными объектами. Предметом исследования выпускной квалификационной работы является алгоритм работы пастушьей собаки.
✅ Заключение
Целью данной выпускной квалификационной работы было оценивание эффективности алгоритма пастушьей собаки, а также поиск его применимости в различных областях. Для достижения поставленной цели был выполнен компьютерный эксперимент. Однако прежде были изучены теоретические основы построения компьютерного эксперимента, алгоритм пастушьей собаки, выбраны средства разработки, позволяющие эффективно реализовать алгоритм, в также было выполнено планирование компьютерного эксперимента. Сам алгоритм был дополнен возможностью использования виртуального пастуха, добавлением объектов-преград, реакцией агентов на такие объекты, а также способностью прокладывать маршрут в обход препятствующих объектов путем добавления промежуточных целей.
В общей сложности было выполнено 400 опытов. Благодаря проведенному анализу полученных результатов была установлена зависимость времени выполнения алгоритма от количества автономных объектов, а также типа пастуха. Также было замечено, что использование виртуального пастуха является более эффективным средством для управления группой искусственных объектов, так как в случаи использования виртуального пастуха исключаются случайные взаимодействия пастуха и агентов. Поскольку виртуальный пастух, в отличии от реального, не является материальным объектом, ему не нужно затрачивать время на передвижение до заданной позиции.
Если присутствуют объекты, препятствующие движению по направлению к заданной цели, вероятность успешного выполнения алгоритма составляет около 0,88, что является хорошим результатом.
Также в результате выполнения работы было выявлено, что алгоритм пастушьей собаки полностью или частично возможно применять в самых разнообразных сферах от выпаса скота и контроля толпы людей до управления различными типами роботов и поддержки целостности группы объектов.
В итоге можно сделать вывод, что алгоритм пастушьей собаки является эффективным и универсальным средством для управления группой живых или искусственных объектов.
В общей сложности было выполнено 400 опытов. Благодаря проведенному анализу полученных результатов была установлена зависимость времени выполнения алгоритма от количества автономных объектов, а также типа пастуха. Также было замечено, что использование виртуального пастуха является более эффективным средством для управления группой искусственных объектов, так как в случаи использования виртуального пастуха исключаются случайные взаимодействия пастуха и агентов. Поскольку виртуальный пастух, в отличии от реального, не является материальным объектом, ему не нужно затрачивать время на передвижение до заданной позиции.
Если присутствуют объекты, препятствующие движению по направлению к заданной цели, вероятность успешного выполнения алгоритма составляет около 0,88, что является хорошим результатом.
Также в результате выполнения работы было выявлено, что алгоритм пастушьей собаки полностью или частично возможно применять в самых разнообразных сферах от выпаса скота и контроля толпы людей до управления различными типами роботов и поддержки целостности группы объектов.
В итоге можно сделать вывод, что алгоритм пастушьей собаки является эффективным и универсальным средством для управления группой живых или искусственных объектов.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.