Информатика, вычислительная техника и управление. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Статья научная
В статье представлена разработанная автором структура инфокоммуникационных систем беспилотных транспортных систем (БТС), которая объединяет основные информационные подсистемы контура управления в системах помощи водителю (Advanced driver-assistance systems - ADAS) и показывает их взаимодействие. Впервые приведен анализ архитектуры системы ADAS, как сложной системы, с точки зрения применения теории иерархических многоуровневых систем Месаровича; в соответствии с ней системы ADAS представлены (стратифицированы) в виде иерархий типа страты-слои-эшелоны. Полученный результат обладает научной новизной, так как в работе впервые применяются методы стратификации к описанию инфокоммуникационных систем ADAS. Практическая ценность результатов определяется их использованием при конструировании архитектуры ADAS и создании шаблонов проектирования инфокоммуникационных подсистем БТС.
Бесплатно
Статья научная
Динамическое реконфигурирование Сети-на-кристалле (СенК) позволяет расширить их функциональность (и тем самым область применения) и может быть использовано для парирования ошибок. В этой статье рассматривается процесс динамического реконфигурирования СенК, изготавливаемых по технологии ASIC, требования и ограничения, которые необходимо учитывать при проектировании IP-блоков для таких систем. Предлагается подход к проектированию IP-блоков, позволяющий использовать их для проектирования СенК с различной степенью гранулярности реконфигурации, правила проектирования IP-блоков, позволяющие исключить возникновение ошибок (потеря данных, некорректная передача / обработка данных) в процессе реконфигурации.
Бесплатно
Структурная и функциональная организация самообучаемой самомодифицирующейся нейронной сети
Статья научная
Рассматривается один из возможных подходов к созданию искусственной нейронной сети, способной в некоторой степени имитировать функционирование всего мозга, а не отдельных его функций, таких как распознавание образов или распознавание речи. Такая сеть должна быть способна самообучаться и самомодифицироваться в процессе работы. Предлагается возможная структура растущей самообучаемой нейронной сети и некоторые идеи алгоритмов ее формирования и начальной настройки.
Бесплатно
Ступенчатое адаптивное управление с эталонной моделью
Статья научная
В работе рассмотрена адаптивная система управления с эталонной моделью. Выяснено, что в случае сложных систем управление превращается из одностадийного действия в многоэтапный процесс. В этом случае эталонная модель упрощается до ступенчатой функции, задающей уровни достижения управляемых величин на каждом этапе, а процесс управления превращается в регулирование по отклонению. В качестве примера рассмотрен процесс развития компетенций в профессиональном образовании. Модель в этом случае достигает размерности равной количеству компетенций, постулированных в стандарте, а число ступеней определяется через количество дисциплин, фигурирующих в учебном плане.
Бесплатно
Сценарная онтология учебного симулятора
Статья научная
В статье предлагается формальное определение и описание сценарной онтологии учебного симулятора. Области возможного применения включают симуляторы вождения, авиационные тренажеры, тренажеры промышленной, железнодорожной и сельскохозяйственной техники, медицинские тренажеры. Современный тренажер рассматривается как сложное техническое изделие, которое необходимо адаптировать для применения в учебном процессе и реализовать специализированные методики обучения, направленные на эффективное использование возможностей имитационного моделирования. Кроме этого, образовательные технологии могут различаться в разных учебных заведениях, что часто связано с разнообразием опыта и традиций. Для решения этой проблемы необходимо предоставить возможность конфигурирования и настройки учебных тренажеров с учетом специфики и индивидуальных требований конкретных вузов. В статье предлагается решение, основанное на формировании базы знаний учебного симулятора, отделенного от его собственной реализации, и предоставлении возможностей специалистам университетов по расширению и дополнению этой базы знаний, что может потребоваться для адаптации и внедрения тренажеров в учебный процесс. Для моделирования текущего состояния реального мира предлагается представить некоторую сцену, которая содержит объекты и субъекты взаимодействия. Каждый объект сцены обладает физическим и логическим представлением. Физическое представление моделирует собственное поведение объекта (изменение его пространственной конфигурации в результате непрерывного воздействия на него внешних сил). Логическое представление моделирует специфичную реакцию объекта на различные события, происходящие в процессе моделирования (столкновение с субъектами, деформация и т.п.). Переход между состояниями сцены осуществляется при возникновении событий - внешних (сигнализирующих о действиях пользователя) и внутренних (возникающие в процессе моделирования). В статье рассмотрена проблема построения онтологий для симуляционного обучения, предложено формальное описание онтологии и технология синтеза сценариев, рассмотрены некоторые свойства. Предложенная модель сценарной онтологии учебного симулятора позволяет сократить временные затраты и трудоемкость создания новых тренажеров, а также адаптации существующих симуляционных решений при их внедрении и практическом использовании в системе высшего образования.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены теоретические основы построения квазиинвариантных измерительных преобразователей, базирующиеся на принципе двухканальности, предложенном академиком Б.Н. Петровым. Рассмотренный в работе метод получил название технологический. Он используется в случаях, когда условия абсолютной инвариантности измерительных преобразователей и систем не могут быть реализованы. Параллельно с методом дается методика выявления условий квазиинвариантности, по существу представляющих собой «ноу-хау» в каждом конкретном случае. Метод и методика иллюстрированы примерами в классе двухканальных мостовых и полумостовых измерительных преобразователей.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены теоретические основы построения инвариантных измерительных преобразователей, базирующиеся на принципе двухканальности, предложенном академиком Б.Н. Петровым. Данный в работе метод воплощен в классе параметрических измерительных преобразователей, включающем в себя неравновесные измерительные мосты и делители напряжения. На конкретных примерах рассмотрены вопросы физической реализуемости двухканальных измерительных преобразователей, которые в данном случае рассматриваются как системы. Упомянуты области возможных применений разработанного класса преобразователей и направление дальнейших исследований.
Бесплатно
Технологии интеллектуального контроля производственных процессов
Статья научная
В статье рассматриваются прикладные аспекты внедрения технологий виртуальной и дополненной реальности при организации производства в машиностроении. Для решения задачи распознавания образов в рамках интеллектуального контроля технологических операций предлагается программная платформа, основанная на реализации искусственных нейронных сетей. С целью повышения качества распознавания предлагается дополнить программный анализатор семантическим модулем, обеспечивающим формализацию фокуса и контекста производственного процесса с помощью инженерной базы знаний об изделии в виде онтологии. Такое решение позволяет реализовать новую концепцию акцентной визуализации для мониторинга действий производственного персонала, контроля правильности и своевременности проведения технологических операций и поддержки принятия решений по повышению эффективности его работы. Практическое применение предложенной разработки позволяет произвести оптимизацию организационных структур и производственных процессов, вспомогательных и обслуживающих производств на основе широкого использования новых информационных технологий, в частности, технологий дополненной реальности (Augmented Reality). В качестве примера успешной реализации такого решения приводится опыт разработки интеллектуальной системы контроля ручных операций. Результаты работы рекомендуются в рамках реализации концепции Индустрии 4.0 на научно-производственных предприятиях машиностроения.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводятся основные проектные решения по информационной технологии взаимодействия ученых и творчески одаренных школьников в виртуальной научно-образовательной среде. Технология реализуется в рамках разработанной в Самарской области Концепции Единой областной системы мер по выявлению и развитию творчески одаренной молодежи в сфере науки, техники и технологий. В статье подробно описаны роли и схема взаимодействия участников в научно-образовательной среде. Сформулированы основные принципы работы научно-образовательной среды. Кроме того, подведены некоторые итоги трехлетнего проведения конкурса исследовательских проектов обучающихся образовательных организаций с использованием информационно-коммуникационных технологий. Анализ результатов проведения конкурса показал эффективность применения современных инфокоммуникационных технологий.
Бесплатно
Технология визуального моделирования параллельных алгоритмов. Язык PGRAPH
Статья научная
Рассматриваются основные принципы разработки моделей параллельных алгоритмов на основе визуального стиля программирования. Визуальное моделирование параллельных вычислительных процессов обладает достоинством наглядного представления информации и гораздо лучше соответствует природе человеческого восприятия, чем методы традиционного, текстового программирования. Предложенная технология и созданный на её основе язык визуального представления параллельных алгоритмов имеют большое практическое значение, поскольку позволяют упростить и ускорить разработку алгоритмов параллельных вычислений.
Бесплатно
Статья научная
Представлена методика решения связанной задачи топологической оптимизации конструкций из короткоармированных композитов с учетом определения анизотропии материалов путем полного решения задачи литья изделия. Методика рассмотрена на примере оптимизации кронштейна, нагруженного перерезывающей силой. Решение проводится в модуле Ansys Topology Optimization с использованием метода Sequential Convex Programming. Анизотропная постановка задачи включает в себя расчет процесса литья в системе Autodesk Moldflow на сетке, редуцированной промежуточными итерациями топологической оптимизации, и обновлением свойств материала на промежуточных шагах алгоритма на основе программы на языке C. Показано, что учет анизотропии материала может приводить к смещению линий спая за рамки основных несущих элементов конструкции и приводить к росту жесткости конструкций из короткоармированных композиционных материалов. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта мол_а_вед № 18-31-20071.
Бесплатно
Универсальная модель хранения данных как средство классификации при решении исследовательских задач
Статья научная
В статье рассматривается концепция универсального хранилища данных, предназначенного для приложений, ориентированных на специалистов, занимающихся научными исследованиями. Приводятся определения и примеры использования механизмов типизации и категорирования как средств внутренней и внешней классификации, основанных на применении внутренних и внешних признаков соответственно. Предполагается, что структура хранилища не будет жёстко привязана к какой-либо предметной области, а будет востребована во многих проектах, связанных с накоплением, анализом и обработкой данных. Предлагаемый подход к организации системы хранения опирается на базовые принципы, концепции и технологии, используемые в процессе проектирования программного обеспечения, основанном на анализе предметной области и обнаружении критериев общности и изменчивости, являющихся гарантией хорошей техники абстрагирования - одного из основных инструментов для работы с данными.
Бесплатно
Управление величиной ошибки в нейронных сетях
Статья научная
В статье представлены постановка и решение задачи управления ошибкой искусственной нейронной сети с переменной проводимостью сигнала.
Бесплатно
Статья научная
Крупные компании, в последнее время, начали проводить публичные конференции, на которых рассматриваются предлагаемые разработки программного решения для онбординга новых специалистов. Поэтому в современных реалиях, когда крупные компании различными способами завлекают к себе новых молодых специалистов, нужно иметь свою качественную систему онбординга новых сотрудников. При внедрении системы онбординга, основанной на дистанционном обучении, новый сотрудник получит доступ к курсам компании. В этой системе он проходит базовые курсы, направленные на развитие компетенций сотрудника, такие как работа в команде, клиентоориентированность, критическое мышление и т.д. Также он проходит курсы уже по своей специализации. Данные курсы связаны с изучением предметной области процесса, взаимодействиях с пользователем, устройством систем предприятия. По итогам прохождения курсов у сотрудника будет теоретические знания, подкрепленные проверочными тестами и заданиями в курсах, так и раздаточные материалы из курсов.
Бесплатно
Управление космическим роботом при визуальной инспекции состояния геостационарного спутника
Статья научная
Рассматриваются методы наведения и управления движением космического робота при облёте геостационарного спутника в процессе визуальной инспекции его технического состояния. Приводятся численные результаты, демонстрирующие эффективность разработанных дискретных алгоритмов наведения и управления.
Бесплатно
Управление космическим роботом-манипулятором при встрече и механическом захвате пассивного спутника
Статья научная
Представляются алгоритмы управления космического робота-манипулятора при сближении с пассивным спутником и его механическом захвате в условиях неопределенности и неполноты измерения, приводятся результаты компьютерной имитации.
Бесплатно
Статья научная
Разрабатываются методы анализа пространственного движения спутника на геостационарной орбите в режиме длительной консервации с эпизодическим включением системы управления. Представляются результаты компьютерной имитации движения геостационарного спутника связи в течение года с выполнением ежеквартальной коррекции.
Бесплатно
Статья научная
Разработаны методы управления космическим роботом-манипулятором при смене топливных баков двигательной установки при одновременной стабилизации углового движения механической связки робота с геостационарным спутником. Определяются требования к электромеханическим приводам робота-манипулятора и представляются результаты компьютерной имитации динамических процессов.
Бесплатно
Управляемость, наблюдаемость, стабилизируемость нелинейных систем
Статья научная
В статье излагается метод декомпозиции нелинейных разнотемповых систем, основанный на теории интегральных многообразий быстрых и медленных движений. Исследуется управляемость, наблюдаемость, стабилизируемость системы вблизи начала координат. Приведен пример, иллюстрирующий полученные результаты.
Бесплатно
Устойчивость разбиения данных на интервалы в задачах распознавания и поиск скрытых закономерностей
Статья научная
Большую роль для совершенствования цифровых технологий в научной, производственной и социальной сферах имеет поиск новых знаний, содержащихся в базах и хранилищах данных в форме скрытых закономерностей. В данной работе для выявления скрытых закономерностей при распознавании объектов рассматривается метод разбиения значений признаков на непересекающиеся интервалы. В качестве критерия качества предлагается использовать значение показателя устойчивости разбиения исходных и латентных признаков на интервалы.
Бесплатно
