Информатика, вычислительная техника и управление. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Отображение функциональной структуры проектируемого изделия в дереве построения его 3D-модели
Статья научная
В работе рассматривается подход к достижению наибольшей информативности электронной 3D-модели на этапе конструкторского проектирования, заключающийся в отображении деревом ее построения информации о функциональной структуре проектируемого изделия. Такой подход основан на биекции между деревом построения 3D-модели и набором функциональных элементов, составляющих структуру изделия, несущих фиксированный и строго заданный смысл в рассматриваемой предметной области.
Бесплатно
Оценка качества паяных соединений электронных узлов
Статья научная
Описаны отказы паяных соединений поверхностного монтажа на многослойных печатных платах. Рассмотрены вопросы усталостной прочности паяных соединений электронных узлов. Проведён анализ моделей качества и надёжности Энгельмайера и математических выражений Уайльда, описывающих усталостные деформации в припоях. Предположена и решена тестовая задача для оценки адекватности моделей надёжности. Получены сравнительные данные результатов расчёта надёжности по программе «Solder-1» с параметрами тестовой задачи.
Бесплатно
Оценка кризисоустойчивости предприятия со слабой динамикой с использованием нечёткой логики
Статья научная
В работе исследована деятельность предприятия со слабой динамикой в кризисный период. Обоснована высокая уязвимость таких предприятий из-за особенностей производственного процесса и указана необходимость оценки их кризисоустойчивости. В работе предложено использование вероятности успешного преодоления кризиса как количественной оценки кризисоустойчивости предприятия со слабой динамикой. Эта оценка осуществляется на основе применения классической экспертной системы. База знаний этой экспертной системы представляет собой набор предикатных правил, содержащих информацию о кризисе 2008-10 гг. В работе используются предикатные правила, которые состоят из двух предпосылок и одного вывода. Первая предпосылка связана с интегральным показателем нединамичности предприятия, являющимся количественной оценкой степени его нединамичности и отражающим все основные аспекты его производственной и экономической деятельности. Вторая предпосылка определяет численность сотрудников предприятия. Вся база знаний трансформируется в нечеткую лингвистическую переменную, соответствующую состояниям переменных входа. Предполагается, что каждая из переменных входа может принимать три различных значения. Таким образом, любое количество предикатных правил будет эквивалентно девяти «усредненным» правилам. В качестве решателя экспертной системы использован широко известный алгоритм Мамдани, позволяющий определить степень истинности каждой предпосылки каждого правила, уровень отсечения каждого правила и применить уровни отсечения к функциям принадлежности переменной выхода, получив с помощью операции суммирования интегральную функцию принадлежности переменной выхода. Эта функция будет соответствовать заданным значениям переменных входа. Далее осуществлен переход к четкости на основе интегральной функции принадлежности переменной выхода. При приведении к чёткости применялся центроидный метод. Полученные в работе результаты могут быть использованы для прогноза кризисоустойчивости предприятий со слабой динамикой с целью выработки стратегии её повышения.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводятся результаты научных исследований в области оценки надежности и безопасности работы запатентованного автоматизированного устройства фильтрации и выделения первой гармоники на основе схемы ФАПЧ, интегрированного в состав типовой микропроцессорной системы релейной защиты фидеров контактной сети переменного тока с целью соответствия показателям надежности и безопасности при ее эксплуатации. Работа устройства основана на предварительной фильтрации сигнала с помощью фильтра нижних частот, настроенного на частоту среза третьей гармоники, фиксации нулевых отметок времени, формировании управляющих импульсов, выпрямлении сигнала и последующем инвертировании с получением чистого выходного синусоидального сигнала по частоте, фазе и амплитуде совпадающего с измеренным сигналом, представляющим его первую гармонику. Для выполнения оценки надежности предложенного устройства фильтрации и выделения первой гармоники составлена модель надежности устройства на основе его принципиальной электрической схемы. Найдены значения базовой и эксплуатационной интенсивности отказов всех входящих в принципиальную схему устройства элементов с учетом поправочных коэффициентов эксплуатации, приемки, электрической нагрузки и т.д. Определена вероятность безотказной работы всего устройства за нормируемый период эксплуатации 20 лет, в том числе, с учетом самого неблагоприятного случая - последовательного соединения всех входящих в расчетную модель надежности элементов. Определен уровень безопасности эксплуатации устройства фильтрации и выделения первой гармоники на основе схемы ФАПЧ, предложены варианты повышения данного показателя за счет введения в схему дополнительного схемного контроля и реализации подсистемы электропитания устройства на основе схемы безопасного декодера. Результаты проведенных исследований подтвердили соответствие разработанного устройства требованиям надежности и безопасности, предъявляемым к устройствам железнодорожных микропроцессорных релейных защит, а безопасность работы предлагаемого устройства в составе терминала релейной защиты обеспечена соответствующими схемотехническими решениями.
Бесплатно
Статья научная
Применение импульсного магнитного поля для управляемого отделения наноспутников - новый способ, защищенный патентами. В печатных работах показана лишь его работоспособность, но не были рассмотрены параметры движения наноспутника после воздействия на него импульсным магнитным полем. Известно, что при отделении спутников с помощью применяемых сегодня пружинных адаптеров начальная угловая скорость может достигать 10 град/с. Для ее компенсации применяют, например, систему демпфирования на основе гистерезисных стержней. При начальной угловой скорости 0,5 град/с время демпфирования достигает 1,7 суток, в течение которых спутник не сможет выполнять свою миссию в полной мере. Приведены результаты моделирования процесса отделения наноспутника CubeSat типоразмера 1U с несмещенным центром тяжести с применением импульсного магнитного поля для расчетной начальной скорости спутника 1 м/с. Моделирование проведено в программном комплексе LS-DYNA. Полученное значение угловой скорости составляет 20,98 град/с. Рассмотрены составляющие вектора угловой скорости и сделано предположение, что угловая скорость обусловлена неравномерным давлением на проводящую пластину со стороны магнитного поля вдоль одной из осей связанной со спутником системы координат. Получены выражения для распределения нормальной и тангенциальной составляющих напряженности магнитного поля вдоль рассмотренной оси для произвольного расстояния от плоскости индуктора в отсутствие проводящей пластины. Построены относительные распределения нормальной и тангенциальной составляющих. Установлено, что распределения симметричны, однако ось симметрии не совпадает с началом системы координат, а сдвинута относительно нее на величину, равную четверти шага намотки спирали. Показано, что совмещение на одной прямой центра тяжести спутника и оси симметрии составляющих поля ведет к снижению начальной угловой скорости спутника. Результаты моделирования показывают, что начальная угловая скорость снизилась в 11,8 раз и составила 1,78 град/с. Также приведены угловые скорости для расчетных скоростей спутника 0,5, 1,5 и 2 м/с.
Бесплатно
Оценка погрешностей определения параметров движения по информации инерциального измерительного блока
Статья научная
Приводятся результаты математического и полунатурного моделирования работы алгоритмов фильтрации сигналов микромеханических гироскопов и акселерометров инерциального измерительного блока. Сопоставляются спектры и погрешности оценивания параметров движения для нескольких вариантов алгоритмов с учётом математических моделей датчиков в условиях воздействия стационарных и нестационарных возмущений.
Бесплатно
Статья научная
В работе погрешность полученных результатов оценивалась с помощью фильтрации численных данных, вычисленных при разных числах узлов сетки. Для проверки возможности наличия ошибок программирования и других дополнительных погрешностей использовалось сравнение интервалов неопределенности, полученных разными численными методами. В качестве примера рассматривалось решение задачи о солитоне Стокса. Краевые условия задавались в дифференциальном виде. Решение задачи новым методом с большей точностью позволило установить факт о недостоверности некоторых оценок, полученных ранее другими авторами и о достоверности оценок, полученных с помощью методов фильтрации.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается новый метод измерения параметров гармонических сигналов по их мгновенным значениям и реализующая его информационно-измерительная система. Метод основан на формировании и сравнении ортогональных составляющих напряжения. Приводятся результаты анализа погрешностей определения параметров, возникающих при реализации метода: погрешности по модулю и угловой погрешности фазосдвигающего блока, осуществляющего формирование дополнительного сигнала. Полученные результаты позволяют оценить предельные погрешности измерения и определить возможные области его использования.
Бесплатно
Оценка стабильности вибраций на основе алгоритма обобщенной дисперсии
Статья научная
При контроле вибраций агрегата датчики обычно устанавливаются в нескольких точках, при этом показатели вибраций коррелированны. Для контроля стабильности вибраций могут быть использованы методы многомерного статистического контроля процессов. Мониторинг среднего уровня процесса проводят на основе алгоритма Хотеллинга. Для мониторинга рассеяния вибраций может быть применен алгоритм обобщенной дисперсии. Для оценки эффективности контроля многомерного рассеяния на основе обобщенной дисперсии необходимо проведение специальных испытаний. Основными видами нарушения процесса по критерию рассеяния вибраций являются скачкообразное увеличение и тренд. Чувствительность контроля к возможным нарушениям оценивается с помощью средней длины серий - количества наблюдений от момента нарушения процесса до момента обнаружения этого нарушения. Для проведения статистических испытаний необходимо смоделировать множество выборок, идентичных реальному процессу вибраций, а также возможные нарушения процесса. Для смоделированных выборок строятся карты обобщенной дисперсии, с помощью которых и оценивается средняя длина серий. При необходимости для повышения эффективности контроля могут использоваться специальные методы.
Бесплатно
Оценка характеристик аэрометрических систем
Статья научная
В работе раскрываются основные источники погрешности измерения высотно-скоростных параметров и предлагаются пути уменьшения погрешности измерения высотно-скоростных параметров, преимущественно за счет совместной градуировки приемников воздушных давлений и датчиков давления.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается производство радиофармацевтических лекарственных препаратов, которое регламентируется значительным количеством норм и правил, что обусловлено высокими требованиями к качеству препаратов, безопасности их производства и использования в медицинских организациях. Это определяет специфику и сложность процесса и диктует особые требования к системе управления производством и менеджменту качества препаратов. Целью работы является моделирование процесса производства радиофармацевтических лекарственных препаратов и создание системы обеспечения их качества в заданном технологическом процессе. В работе использованы методы имитационного и вероятностного моделирования технологического процесса, методы программирования. Результатом работы является создание информационной системы проверки выполнения этапов и операций производства радиофармпрепаратов, использование которой позволит повысить качество их производства, его своевременность и безопасность, снизить риски экономических потерь.
Бесплатно
Параметризация изображения шероховатой поверхности деталей машиностроения
Статья научная
Вводятся комбинаторные параметры, с помощью которых характеризуются микронеровности на растровом изображении фрагмента шероховатой поверхности. Значения параметров определяются с помощью преобразованного изображения. шероховатой поверхности. Предложенные параметры характеризуют площадь каждого уровня микронеровностей. Динамика изменения шероховатой поверхности в результате технологического воздействия на неё оценивается с помощью экономичности заполнения и экономичности покрытия. Для параметризации контролируемого фрагмента поверхности также использовались особенности алгоритма преобразования растрового изображения. Для изображения пера лопатки ГТД на разных этапах её чистовой обработки были определены введенные параметры изображения шероховатой поверхности. Показаны границы применимости предложенных параметров для контроля за динамикой изменений шероховатой поверхности. Указаны пути развития предложенных параметров для шероховатых поверхностей, работающих в различных условиях.
Бесплатно
Планирование съемки площадных объектов наблюдения группировкой космических аппаратов
Статья научная
Рассматривается проблема планирования съемки площадных объектов наблюдения группировкой космических аппаратов. Приводятся основные ограничения, а также критерий оценки эффективности расписания работы группировки космических аппаратов. Выполняется обзор существующих подходов к решению данной проблемы. Предлагается методика составления плана работы целевой аппаратуры группировки космических аппаратов дистанционного зондирования Земли, позволяющая эффективно использовать доступные ресурсы для оптимизации процесса съемки площадного объекта наблюдения. Описывается разработанный прототип модуля планирования целевого применения группировки космических аппаратов. Обосновываются преимущества предложенного подхода к планированию съемки площадных объектов наблюдения группировкой космических аппаратов.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается одна из возможностей повышения грузоподъёмности ракеты-носителя (РН). Традиционные пути улучшения энергетических характеристик ракет - совершенствование топлива, двигателя и самой ракеты [1]. При разработке первых мощных РН стал развиваться и другой путь, дающий заметный дополнительный прирост энергетических характеристик ракеты за счёт применения методов и средств управления [2]. Для реализации этого пути следует так управлять расходованием топлива, режимами работы жидкостного двигателя (ЖРД) и моментами отсечки двигателей (с отбросом отработавших частей ракеты), чтобы стало возможным достижение максимальной скорости ракеты к концу активного участка полёта. За счёт этого обеспечивается выведение на орбиту космических объектов наибольшей массы - обеспечивается предельно достижимая грузоподъёмность РН. Бортовые автоматические системы, в той или иной мере реализующие такое управление, называются «системы управления расходованием топлива» (СУРТ). В данной статье анализируется возможность повышения грузоподъёмности моноблочной жидкостной РН, связанная с переходом от традиционной стратегии управления расходованием топлива к оптимальной. Приводятся результаты анализа оптимальной стратегии управления расходованием топлива.
Бесплатно
Повышение живучести ГПС на основе метасистемных замен
Статья научная
В работе живучесть рассматривается как длительность нахождения гибкой производственной системы (ГПС) в процессе производства продукции. Чтобы при этом не тратить слишком большие средства на повышение надежности оборудования, предлагается мультиагентное переключение технологий, основанное на теории метасистемных замен Дж Клира. При этом система управления ГПС при нарушении реализации текущей технологии выбирает наиболее готовую к функционированию технологию в отношении исправности оборудования, обеспеченности инструментом, заготовками, приспособлениями, материалами и даже уровня востребованности.
Бесплатно
Повышение точности внутритрубной навигации в условиях сезонных подвижек грунтов
Статья научная
Показана актуальность определения потенциально опасных участков трубопровода, подверженных изменению своего положения. Описаны существующие способы решения задачи определения смещений трубопровода. Проанализированы достоинства и недостатки описанных способов. Приведены результаты разработки нового способа определения смещений трубопровода. Способ предложен с учетом существующей технологии эксплуатации нефтепроводов и газопроводов, а также с учетом доступных инерциальных датчиков и других датчиков первичной информации измерительных систем внутритрубного устройства. Показана актуальность оценки изменений углового положения оси трубопровода средствами внутритрубной навигации с целью идентификации потенциально опасных участков, требующих контроля изменения напряженно-деформированного состояния. Описаны погрешности внутритрубного подвижного устройства с одометрической, инерциальной и профилеметрической измерительными системами, а именно: проскальзывание одометра по поверхности трубы, угловое смещение продольной оси внутритрубного подвижного устройства относительно оси трубопровода, баллистическая погрешность системы ориентации. Описаны методы идентификации и компенсации погрешностей измерительных систем внутритрубного устройства для определения смещений трубопровода. В рамках предложенного способа определения смещений трубопровода предложены следующие подходы к борьбе с погрешностями измерительных систем внутритрубного подвижного устройства: для компенсации проскальзывания одометра используют информацию об измерении длин одноименных участков трубопровода, полученную по результатам многократных пропусков внутритрубного устройства по трубопроводу; для компенсации углового смещения внутритрубного устройства используют профилеметрическую систему с двумя поясами измерителей радиального расстояния; для компенсации баллистической погрешности системы ориентации используют оценки скорости и ускорения, полученные по сигналам одометрической системы с учетом времени между сигналами одометра. Приведены примеры идентифицированных по предложенному способу смещенных потенциально опасных участков трубопроводов.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты исследований по повышению качества обработки путем совершенствования управляющей программы за счет оптимизации режимов резания для изготовления сложнопрофильных нежестких деталей на станках с числовым программным управлением.
Бесплатно
Подход к балансировке мощностей авиационного завода на основе агентного моделирования
Статья научная
В статье авторы анализируют возможность использования научной базы агентного моделирования для модернизации существующей системы управления авиационным предприятием для балансировки имеющихся у него мощностей.
Бесплатно
Статья научная
Набор данных может иметь более одного «правильного» варианта разбиения на группы в результате работы метода кластеризации в зависимости от целей исследователя. В случае неудовлетворенности результатами исследователю приходится вносить изменения в пространство признаков для корректировки результата. Зачастую эта связь не прозрачна, что приводит к большому числу итераций. В данной работе представлен подход на базе нейронных сетей, позволяющий итеративно учитывать обратную связь без корректировки пространства признаков.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматриваются проблемы негативного воздействия нефтесодержащих отходов на биосферу. Проведен анализ существующих подходов к созданию автоматизированных информационных систем мониторинга негативного воздействия на биосферу, выявлены их недостатки. Рассмотрены особенности создания автоматизированной информационной системы мониторинга негативного воздействия нефтесодержащих отходов на биосферу. Описаны блоки информационной системы. Показан пример расчета с использованием информационной системы. Результаты работы позволяют осуществлять более эффективную и качественную оценку рисков негативного воздействия нефтесодержащих на биосферу отходов, разрабатывать мероприятия по снижению негативного воздействия.
Бесплатно
