Информатика, вычислительная техника и управление. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
О некоторых методах расчёта состояния посевов в сервисе цифрового двойника растений. Часть 2
Статья научная
В статье представлена концепция цифрового двойника растений - системы поддержки принятия агрономических решений для внедрения технологий точного земледелия. Цифровой двойник растений позволяет на основе климатических и почвенных данных с полей прогнозировать и моделировать состояние растений и выдавать рекомендации по обработке посевов. Цифровой двойник растений разработан с применением мультиагентных технологий и онтологического подхода к описанию предметной области.
Бесплатно
Статья научная
Для двух разно-регулируемых пучков (конечных, счетных, или даже континуальных) управляемых траекторных кривых типа «траектория, управление», индуцированных заданной нестационарной гиперболической системой, но с разными полилинейными регуляторами, показано, что, если нелинейный функциональный оператор Релея-Ритца будет полуаддитивен на линейной оболочке от объединения этих пучков, то разрешима задача существования общего (инвариантного) нестационарного полилинейного регулятора, при наличии которого в структуре данной гиперболической системы, объединение этих траекторных пучков содержится в семействе её допустимых решений. Приведен иллюстрирующий пример.
Бесплатно
Статья научная
Для конечного семейства управляемых интегральных кривых типа « траектория, программно-позиционное управление », индуцированных в сепарабельном гильбертовом пространстве некоторой заданной билинейной нестационарной дифференциальной системой второго порядка (например, гиперболической), но с разными билинейными регуляторами (с разными операторными коэффициентами при единой билинейной форме этих регуляторов), исследована разрешимость задачи реализации оператор-функций инвариантного линейного регулятора, при наличии которого (в структуре данной дифференциальной системы) объединение этих интегральных кривых представляет семейство её допустимых решений. Исследование проведено на основе анализа непрерывности и полуаддитивности нелинейного функционального оператора Релея-Ритца. Приведен численный иллюстрирующий пример.
Бесплатно
Статья научная
На базе проективизации нелинейного функционального оператора Релея-Ритца и тензорного произведения вещественных гильбертовых пространств, для конечного пучка интегральных кривых управляемой билинейной системы второго порядка, определены необходимые и достаточные условия существования дифференциальной реализации этого пучка в классе линейных нестационарных обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка (в том числе гиперболических моделей) в сепарабельном гильбертовом пространстве. При этом исходная билинейная структура моделирует нелинейность динамики системы, как самой траектории, так и скорости движения на этой траектории. Полученные результаты имеют приложения в теории обратных задач нестационарных управляемых полилинейных дифференциальных моделей высших порядков и теории оптимального управления по технологии последовательных приближений в решении двухточечной краевой задачи на базе процедуры квазилинеаризации по методу Пикара.
Бесплатно
Статья научная
В статье решается вязкая подзадача в рамках прямого численного моделирования течения сжимаемого газа. Данная подзадача тестируется на примере двумерной задачи об импульсном старте плоской пластины (задача Стокса). Проведено три расчета с разными начальными данными и получено поле скорости. Результаты сравнивались с результатами задачи Стокса. Из анализа результатов делается вывод, что для достижения приемлемой точности достаточно выбирать шаг по времени по правилу, которое автор сформулировал в более ранних своих работах.
Бесплатно
Об одном методе классификации коллекторов для расчета конечной нефтеотдачи
Статья научная
Вопрос определения коэффициентов нефтеотдачи является одним из основных при подсчете запасов нефти, так и при планировании разработки месторождения. Его традиционно рассчитывают по различным методикам: с учетом коэффициентов вытеснения и охвата залежи заводнением, с учетом конечной заданной обводненности продукции скважин в зависимости от соотношения вязкостей нефти и воды, мощности и пористости пласта, с учетом вязкостей движущихся жидкостей, вида и параметров кривых фазовых проницаемостей, неоднородности пласта по проницаемости и прерывистости или принимаются по аналогии, поскольку на стадии подсчета запасов многие исходные данные реально отсутствуют. Также широко распространена оценка с помощью геолого-фильтрационных моделей. Представленный в работе способ оценки коэффициента нефтеотдачи основан на известном методе машинного обучения - классификации методом k-средних. Для выбора необходимого количества значимых параметров использовано понятие силуэта выборки. Значимые параметры подбираются эмпирически, исходя из опыта разработки залежей данного региона. Для набора нефтяных месторождений Урало-Поволжской провинции выполнен расчет по подбору кластеров, учитывая значимость пластовых параметров для коэффициента нефтеотдачи. Таким образом, предварительно сопоставив любое месторождение (коллектор) одному из кластеров, имеется возможность оценить его потенциальную нефтеотдачу.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается вопрос понижения порядка сингулярно возмущенной модели описания нелинейной динамической системы на основе теоремы Тихонова о предельном переходе. Показывается возможность проверки условий теоремы путем линеаризации в решении вырожденной системы уравнения для быстрых переменных, что упрощает практическое использование теоремы.
Бесплатно
Об одном подходе к синтезу оптимального управления для нелинейных аффинно-управляемых систем
Статья научная
Рассматривается численный метод синтеза оптимального управления для нелинейных аффинно-управляемых систем с функционалами типа нормы в L p ( p 1, 2, ), который является модификацией метода последовательных приближений Пикара. Установлены условия сходимости предложенного метода.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье рассмотрено экспериментальное исследование нелинейного динамического поведения конструкции малого космического аппарата. Для получения достоверной конечно-элементной модели, описывающей динамическое поведение натурного объекта, было проведено экспериментальное исследование конструкции малого космического аппарата. В ходе эксперимента были получены значения перегрузок при разных режимах воздействия. Результаты перегрузок отдельных приборов и большей части конструкции малого космического аппарата не показали убедительного нелинейного поведения. Однако, экспериментальные данные в локальных местах конструкции выявили явный нелинейный характер динамического поведения. Эти результаты послужат в дальнейшем для более достоверного определения нагрузок на конструкцию исследуемого объекта.
Бесплатно
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 библиотеки эталонов при идентификации диктора по кросскорреляционным портретам
Статья научная
В статье рассматривается применение модели речевого сигнала в виде кросскорреляционного портрета к задаче текстозависимой идентификации диктора. Эти портреты являются двумерными массивами, состоящими из выборочных значений локальных коэффициентов корреляции двух сигналов. На примере двух дикторов показано, что особенности голоса человека проявляются на портретах его речевых сигналов так, что каждый диктор имеет свой уникальный портрет его произнесения речевой команды. На этом свойстве основан метод идентификации диктора по портретам его произнесений команд. Основу метода составляет сравнение портретов команд «неизвестного» диктора (диктора, которого необходимо идентифицировать и для которого в базе данных хранятся его эталонные портреты) с заранее заданными эталонными портретами для каждого класса дикторов. Свойство сохранения индивидуальности портретов на фоне довольно сильных шумов позволяет применять метод в обстановке акустических шумов. От выбора эталонных портретов существенно зависит частота правильной идентификации дикторов. Отсюда возникает задача выбора таких произнесений для каждого класса команд, при которых портрет команды диктора будет наиболее близок ко всевозможным портретам «своего» диктора и наиболее удален от портретов команд «чужого» диктора. В работе предложен метод направленного перебора, который позволяет из имеющегося множества произнесений выбрать наиболее удачные для использования в качестве эталонных. На реальном речевом материале проведен эксперимент, который доказал эффективность предложенного в работе метода оптимизации библиотеки эталонов.
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
