ISSI Instytut Sterowania i Systemów Informatycznych

PROFIL BADAŃ

UKŁADY O PARAMETRACH ROZŁOŻONYCH - TEORIA I ZASTOSOWANIA

Badania w tym obszarze koncentrują się na określaniu sposobów rozmieszczania czujników pomiarowych w celu wykonywania obserwacji zapewniających maksymalną dokładność przeprowadzonej na ich podstawie estymacji nieznanych parametrów modelu układu. Rozważana klasa modeli to układy liniowych lub nieliniowych równań różniczkowych cząstkowych określonych w dwu- i trójwymiarowych obszarach przestrzennych (równania adwekcji-dyfuzji, równania Navier-Stokesa). Ma to ogromne znaczenie w wielu zastosowaniach, gdyż w ogólności nie jest możliwy pomiar stanu systemu w całym obszarze przestrzennym.

Przedmiotem badań są problemy optymalizacji rozmieszczenia czujników stacjonarnych, skanujących i ruchomych. Zaproponowano i rozwinięto szereg metod aktywacji węzłów w sieciach sensorowych dużej skali (ponad tysiąc węzłów) oraz strategii planowania optymalnych trajektorii w sieciach sensorowych z węzłami mobilnymi. Idea zaproponowanych rozwiązań polega na minimalizacji wypukłych kryteriów optymalności zdefiniowanych na informacyjnej macierzy Fishera związanej z estymowanymi parametrami przy spełnieniu ograniczeń wynikających z limitowanych zasobów na przeprowadzenie eksperymentu.

Rozwiązywane są wielkoskalowe zadania optymalizacji wypukłej w przypadku czujników stacjonarnych oraz wielowariantowe problemy w kategoriach sterowania optymalnego w przypadku czujników ruchomych. Ich rozwiązania otrzymuje się w oparciu o własne implementacje i dostępne oprogramowanie numeryczne (COMSOL, RIOTS_95, FEniCS, SAS), również z wykorzystaniem obliczeń równoległych w klastrach komputerowych.