Информатика, вычислительная техника и управление. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Статья научная
Представляется метод обеспечения живучести системы управления ориентацией космического аппарата с минимально избыточным кластером двигателей-маховиков по схеме General Electric и магнитным приводом при отказах реактивных маховиков. Получены результаты компьютерной имитации и установлено, что при отказе любых двух маховиков спутник землеобзора сохраняет способность сканирующей съемки заданных целей.
Бесплатно
Статья научная
Представляются метод обеспечения живучести системы управления ориентацией спутника землеобзора и алгоритмы цифрового управления минимально-избыточным кластером роторных приводов и магнитным приводом при возможных отказах любых двигателей-маховиков.
Бесплатно
Обнаружение аномалий и фальсификаций в данных социальных сервисов в рамках цифровой экономики
Статья научная
Статья посвящена исследованию проблемы выявлений аномалий и фальсификаций в данных, поступающих от социальных сервисов. Задача выявления аномалий крайне актуальна для основанных на данных процессов цифровой экономики. В настоящей работе предложен подход поэтапного детектирования аномалий с применением автокодировщиков и критерия сопряженности. Экспериментальное исследование эффективности предложенных алгоритмов проведено на открытом тестовом наборе данных.
Бесплатно
Статья научная
При запуске космических аппаратов (КА) возникают нештатные ситуации, обусловленные целым рядом факторов. В результате, часть пусков, которые признаны частично успешными, приводят к тому, что КА выводятся и функционируют на «нерабочих» орбитах. Эта ситуация приводят к уменьшению показателя качества выполнения целевой задачи одиночным КА или системой КА. В статье рассматривается концепция обоснования параметров, так называемых резервных орбит, на которые могут быть выведены КА при возникновении нештатной ситуации. Функционирование на данных орбитах позволяет обеспечить требуемый уровень результативности выполнения целевой задачи. Предложена методика решения задачи обоснования параметров резервных орбит систем КА периодического обзора заданной поверхности Земли путем выбора квазисинхронных орбит с меньшим периодом обращения. В основе методики лежит конечный перебор множества квазисинхронных орбит, которые максимально приближены к параметрам штатных целевых орбит. Приоритет отдается квазисинхронным орбитам с периодом обращения меньшим, чем период обращения на штатной орбите, и обеспечивающим требуемую ширину полосы обзора. Результаты моделирования позволили сформулировать ряд важных выводов. Запускаемые в нештатных ситуациях на резервные орбиты КА, существенно влияют на характеристики просмотра земной поверхности системой КА. В этом случае сохраняются средние значения величины разрыва в наблюдении всей поверхности Земли, но обзор поверхности Земли будет не столь равномерным как на штатных орбитах. Эта особенность приводит к тому, что величина максимального разрыва в наблюдении при использовании резервных орбит будет равна максимальному разрыву в наблюдении при отсутствии одного КА на штатной орбите, но будет происходить значительно реже.
Бесплатно
Общая методика диагностического контроля двойнослойных электрохимических конденсаторов
Статья научная
В статье рассмотрены методы контроля качества двойнослойных конденсаторов. Представлены способы диагностирования электрохимических конденсаторов. Рассмотренные методы и способы объединены в общую методику диагностического контроля электрохимических конденсаторов.
Бесплатно
Онтологическая поддержка технологической подготовки производства трубопроводов летательного аппарата
Статья научная
Одним из ключевых критериев конкурентоспособности наукоемких и многономенклатурных предприятий, к которым относятся предприятия авиационной отрасли, является длительность цикла конструкторско-технологической подготовки производства (КТПП), в котором ключевую роль играет время вывода нового изделия на рынок. Одним из способов сокращения сроков ТПП является использование прикладных онтологий на этапах, связанных с творческой деятельностью и принятием технических решений за счет создания базы опыта и повторным использованием успешных решений. Хотя в настоящее время применение онтологий в авиационной промышленности еще не получило должного развития, однако анализ работ отечественных и зарубежных авторов дает основание говорить о положительной динамике внедрения интеллектуальных систем поддержки в данную область. Статья посвящена созданию средств онтологической поддержки работ на этапе технологической подготовки авиационного производства на основе прецедентного подхода, позволяющего накапливать опыт успешных решений в базе данных (БД) и повторно использовать, а так же автоматизировать часть работ, связанных с оформлением сопровождающей производственные процессы технической документации, проектированием технологического оснащения (ТО) и разработкой управляющих программ для роботизированного сварочного комплекса (РСК). Для проверки успешности принятых технических решений полезным будет применение концептуального моделирования с использованием средств инструментально-моделирующей среды WIQA.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводятся результаты расчета и моделирования закона компенсации ошибки восприятия статического давления для типовой системы воздушных сигналов, установленной на беспилотном летательном аппарате. Постановка задачи формулируется следующим образом: необходимо обеспечить проведение летного эксперимента и последующую обработку его результатов с целью определения эталонного значения статического давления воздушного потока, неискаженного влиянием фюзеляжа объекта и посторонних сил. При этом задачу необходимо решить штатными средствами бортового оборудования объекта, без использования дополнительных систем траекторных измерений. Численное моделирование и определение корректирующих коэффициентов проводилось в САЕ-системе MathLab. Анализ результатов введения данной компенсации показал, что определение и компенсация погрешности по статическому давлению может быть выполнена и без использования дорогостоящих внешних систем либо продувок объекта в аэродинамической трубе. При использовании штатных радиовысотомера, датчиков давления и спутниковой системы с высокой точностью, а также большому числу полетов, в ожидаемых условиях эксплуатации, можно ожидать снижения погрешности по абсолютной барометрической высоте до ±2 м.
Бесплатно
Статья научная
Обеспечение метрологической надежности группы из разнотипных измерительных преобразователей (ИП), характерных для систем контроля бортового радиоэлектронного оборудования (СК БРЭО), требует высоких удельных затрат на метрологическое обслуживание (УЗМО). Предложена методика определения индивидуальных и групповых интервалов поверки ИП на основе критерия вероятности их исправного состояния, направленная на минимизацию УЗМО при нормальном законе распределения контролируемого параметра и погрешности измерения.
Бесплатно
Статья научная
Современные тенденции укрупнения административно территориальных делений предусматривают реинжиниринг органов исполнительной власти и создание новой управленческой структуры. Данная проблематика наиболее актуальна для органов правопорядка, так как при увеличении территории обслуживания есть риски несвоевременного прибытия на место правонарушения, а также несоблюдения разумных сроков судопроизводства. Чрезмерно большие территории обслуживания влияют на эффективность деятельности по расследованию пожаров, что во многом приводит к негативным социально-экономическим последствиям. Поэтому, формирование оптимальной территории обслуживания органа правопорядка должно удовлетворять требованиям, которые позволяют обеспечить своевременное и качественное расследование, тем самым повысить уровень профилактики преступлений. В контексте расследования преступлений, сопряженных с пожарами (как наиболее сложных по раскрываемости) данная задача имеет стратегический аспект, так как в отсутствии возможности оперативного прибытия риски утраты следов преступления возрастают, что существенно влияет на сбор достоверных доказательств на месте пожара. Поэтому определение оптимальных границ обслуживания сотрудника, например дознавателя МЧС России, позволит повысить эффективность системы, оптимизировать затраты и обеспечить права и законные интересы граждан России. Цель статьи - разработка и предложение алгоритма и подхода (метода) определения оптимальных границ территории обслуживания при расследовании пожаров. В настоящем исследовании предложена концепция использования геоинформационного моделирования в определении оптимальных границ обслуживания. Рассмотрены основные критерии и исходные данные при определении оптимальных территорий обслуживания подразделений при расследовании пожаров. Приведены способы определения времени оперативного прибытия на место пожара и максимально возможного удаления сотрудника на автомобиле от места дислокации подразделения. Предложено использование экспериментально-аналитического метода при сборе исходных данных, а также внедрения компьютерных технологий при определении оптимальных территорий обслуживания. Научная новизна заключается в том, что моделирование оптимальных территорий обслуживания подразделений органов дознания основывается на многофакторных критериях и является неотъемлемым инструментом при решении управленческой задачи по формированию эффективной структурно-штатной численности.
Бесплатно
Оптимизация задачи управления запасами при случайном спросе
Статья научная
Поставлена и решена оптимизационная задача управления запасами при случайном спросе, сформулированная на основе теории массового обслуживания. Определены основные характеристики системы массового обслуживания запасами, которые положены в критерий оптимальности задачи управления запасами. Приведен пример решения оптимизационной задачи управления запасами, при которой издержки, включая потери, связанные с дефицитом запасов, минимальны.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается методика синтеза нелинейных систем управления воздушным судном (ВС) на основе оптимизации пилотажного контура по методу обратных задач динамики (ОЗД). Для синтеза алгоритмов управления применяется нелинейная математическая модель движения ВС на пилотажном и траекторном уровнях. Определены этапы методики синтеза на пилотажном уровне, включающие: назначение эталонных движений ВС по трем степеням свободы, выбор структуры алгоритмов управления и их параметров, определение степени близости текущего и эталонного движений с помощью квадратичного функционала с последующей организацией движения к экстремуму-минимуму градиентным методом. Через оптимизируемые параметры пилотажного уровня решается прямая задача динамики для траекторного уровня управления пространственным движением ВС. Основой для выполнения расчета траекторных параметров ВС является нелинейная математическая модель траекторного движения, входом для которого служат выходные параметры пилотажного уровня. При этом выходные параметры траекторного уровня определяются путем численного интегрирования входных сигналов с учетом динамических обдувочных коэффициентов ВС. Разработана структурная схема организации контуров управления пространственным движением ВС. Выполнено исследование функционирования пилотажного контура путем численного моделирования с использованием программ MathCad и Паскаль. Параметры эталонный модели определялись путем имитационного моделирования на языке Паскаль по реакции нелинейной модели ВС на «скачки» аэродинамических рулей. Показано, что задача управления пространственным движением оптимальна в смысле реализации управляющего воздействия. Кроме того, в сравнении с [9] можно утверждать, что из-за обратимости преобразований энергий вращательного и поступательного движений изменяется только содержание прямых и обратных задач динамики.
Бесплатно
Оптимизация ресурсоёмких вычислительных задач на графическом процессоре
Статья научная
Произведён анализ возможности запуска вычислительных задач на графических процессорах (GPU), исследовано, за счёт чего достигается такая эффективность и какие меры необходимо предпринять, для её достижения. В работе продемонстрировано преимущество вычислений на графических процессорах в задачах общего назначения, на примере работы с матрицами, которое было достигнуто за счёт оптимизации кода для выполнения в параллельном режиме на GPU. Авторами предлагается программная библиотека, предоставляющая API для выполнения задач обработки массивов данных, с оптимизацией для выполнения на графическом процессоре.
Бесплатно
Оптоэлектронные системы определения деформационного состояния несущего винта вертолёта
Статья научная
В работе рассматриваются оптоэлектронные системы, обеспечивающие контроль деформационного состояния лопастей несущего винта вертолёта. Рассматриваемые оптоэлектронные системы, используют волоконно-оптические, оптоэлектронные и лазерные преобразователи для выполнения поставленной задачи. В процессе анализа оптоэлектронные системы разделены на три основные группы, такие как системы, основанные на приеме отраженного светового потока, системы на основе лазерных модулей и системы с использованием оптических сенсоров встроенных в лопасти. Системы классифицированы по принципу действия и по типу используемых датчиков, выявлены их особенности, достоинства и недостатки.
Бесплатно
Опыт бикластеризации данных о сортах сельскохозяйственных культур
Статья научная
Статья посвящена анализу объектно-признаковых данных в слабо структурированных областях. Конкретно, рассматривается демонстрационный пример бикластеризации подобных данных в области селекции сельскохозяйственных культур. Показывается, какие при этом открываются возможности для систематизации эмпирических данных. Рассматриваемый метод бикластеризации данных - классический анализ формальных понятий - представляет собой прикладную ветвь теории решеток; приведена краткая справка о его математических основах. Исходный материал для демонстрационного примера был заимствован из каталога инновационных разработок Самарского НИИСХ им. Н.М. Тулайкова. В качестве объектов анализа избраны сорта мягкой яровой пшеницы, в качестве признаков - несколько описывающих их свойств. Ряд этих свойств подвергнут шкалированию в соответствии с ГОСТ 9353-2016 для пшеницы. На основе отобранного и скорректированного материала сформирована исходная таблица «объекты-свойства», или формальный контекст для анализа формальных понятий. Для обработки этих данных использован свободно распространяемый программный пакет ConExp, реализующий методический комплекс анализа формальных понятий. Продемонстрированы основные результаты, которые дают эти методы для структуризации эмпирических данных: решетка формальных понятий, импликации и ассоциативные правила на множестве признаков. Кроме того, продемонстрирован результат работы программного комплекса OntoWorker, разрабатываемого в ИПУСС РАН - СамНЦ РАН, заключающийся в трансформациии редукции решетки формальных понятий в специальную таксономию формальных понятий (классов), более удобную для восприятия и интерпретации пользователем. Отмечено, что расширенные методы анализа формальных понятий могут учитывать неполноту исследуемых данных, обусловливаемую множественностью серий измерительных экспериментов с разной степенью достоверности результатов и наличием конкурирующих измерительных процедур с разной степенью доверия к их результатам. Это отражает реалии накопления эмпирической информации и может быть использовано непосредственно при многомерных наблюдениях и измерениях в селекционных испытаниях. Подчеркнуто, что эффективное применение рассмотренных методов возможно лишь при сотрудничестве экспертов предметной области и специалистов в области анализа данных.
Бесплатно
Организация передачи сигнальных сообщений в вычислительных сетях летательного аппарата
Статья научная
В данной статье рассмотрена проблема передачи сигнальных текстовых сообщений в бортовых вычислительных сетях летательного аппарата. В статье приведен краткий обзор перспективных направлений в проектировании современной авионики, таких как: интегрированная модульная авионика и Avionics Full Duplex Ethernet. В тексте статьи приведен протокол позволяющий формировать текст сигнальной зоны на многофункциональном индикаторе в кабине пилота, а так же осуществить передачу закодированного текста посредством применения протокола Arinc 664 (AFDX). Применение данного протокола позволяет передавать на многофункциональный индикатор в кабине пилота полностью сформированную в вычислительном блоке зону сигнальных сообщений. Преимуществом данного подхода является отсутствие фрагментирования информации, а следовательно увеличение частоты обновления информации на экране индикатора.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты аналитического обзора зарубежных научных публи-каций. Дана краткая характеристика современных направлений и форм ин-формационного противоборства (ИПБ). Показана роль технических средств ИПБ в кибернетических и сетецентрических операциях, в создании информационной инфраструктуры. Отмечен приоритет фундаментальных и прикладных исследований, связанных с прогнозом усиления роли технических средств в ИПБ, связанным с интенсификацией развития многоуровневых информационных сетей. Особое значение зарубежные специалисты придают поиску и синтезу новых сенсорных и мультифункциональных материалов, освоению терагерцового радиодиапазона, формированию резервированных автономных робототехнических комплексов, маскированию и защите технических средств от широкого спектра деструктивных воздействий.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются системы измерения уровня заправки различных модификаций ракет-носителей «Союз» на космодромах «Байконур» и «Восточный». Приведён сравнительный анализ принципов построения систем контроля уровня топлива и общий вид схемы заправки ракеты. Описываются способы измерения и обработки сигналов емкостных датчиков, связанные с получением и оперативным учетом климатических и электрофизических параметров среды. Рассмотрена конструкция троированного емкостного датчика уровня с компенсационной секцией для космодрома «Восточный», схема его подключения и формулы для расчета текущего значения уровня топлива.
Бесплатно
Особенности гидродинамической очистки гидроцилиндров
Статья научная
В данной статье рассматриваются вопросы применения пульсирующих потоков жидкости для повышения эффективности процессов очистки внутренней поверхности гидроцилиндров. Характерной и основной особенностью очистки изделий пульсирующим однофазным потоком является наличие существенных периодических составляющих давления и расхода моющей жидкости, в значительной мере определяющих качество и длительность технологического процесса. В работе проведен анализ схем и конструктивных особенностей авиационных гидроцилиндров, определены процентные соотношения их параметров для оценки применимости гидродинамической очистки полостей. При оценке влияния изменения внутреннего объёма полостей при движении поршня цилиндра предложены способы реализации резонансных режимов гидродинамической очистки для повышения эффективности отрыва и выноса частиц загрязнений из очищаемой полости гидроцилиндра. Это очистка при постоянном возбуждении колебаний и срабатывании гидроцилиндра с автоматической подстройкой параметров очистки или при постоянных параметрах с ограничением хода штока цилиндра и очистка при неподвижном выходном звене в положении, соответствующем максимальному объёму полости, с последующей перекладкой штока цилиндра без пульсаций стационарным потоком жидкости, т.е. при выключенном источнике колебаний.
Бесплатно
Статья научная
Разработан групповой гидропривод с автоматизированной системой частотно-дроссельного управления ворот шлюза судоходных гидротехнических сооружений при значительных массовых, гидродинамических и триботехнических нагрузках на штоки гидроцилиндров. Подтверждена работоспособность гидропривода с частотно-дроссельной системой управления по результатам успешных судопропусков в навигации 2013-2015 г. Предельные значения перекосов подъемно-опускных ворот при длине 30 метров составили не более 12 мм при допустимом значении 60 мм.
Бесплатно
Особенности управления кадрами нефтехимического предприятия в условиях умного производства
Статья научная
Цифровизация нефтехимического комплекса ориентирована на использование и создание сквозных технологий, таких как системы распределенного реестра, передовые производственные технологии, промышленный интернет, интернет вещей, большие данные. Данные технологии в настоящее время достаточно развиты, чтобы могли интегрироваться с основными производственными процессами нефтехимических предприятий для цифровой трансформации операций и обеспечения «умных» цепочек поставок, а также разработки и реализации новых бизнес-моделей. Интеллектуальное производство - это новая парадигма, обеспечивающая скорость и гибкость благодаря внедрению цифровых инноваций, которые создают модель циркулярной экономики, способствуя использованию таких решений, как цифровые платформы, интеллектуальные устройства и искусственный интеллект, которые способствуют оптимизации ресурсов. В статье рассматриваются вопросы кадрового обеспечения нефтехимических предприятий, способствующих повышению эффективности производства в условиях цифровой экономики. Интеграция управления человеческими ресурсами в процесс стратегического планирования позволяет создать и развивать необходимые навыки и компетенции с целью получения эффективных результатов, возможностей и конкурентных преимуществ. Внедрение более эффективных и быстрых производственных систем и инновационных технологий позволяет сократить производственные процессы, ускорить выход на рынок новых продуктов и услуг, а также связанные с этим сроки поставки, сократить этапы производства и повысить возможности дифференциации продукции.
Бесплатно
