Информатика, вычислительная техника и управление. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Статья научная
В статье рассмотрены алгоритмы построения ассоциативных правил Apriori и Eclat, с помощью которых производится анализ набора данных, содержащего в себе информацию о продуктовых покупках пользователей крупнейшего ритейлера в США Walmart. В ходе работы удается получить тривиальные и полезные правила, которые можно учитывать при формировании отделов магазина и расположении товаров таким образом, чтобы повысить покупательскую активность. Полученные графики позволяют визуально оценить построенные правила и сделать максимально точные прогнозы. Помимо этого, в статье выполнено сравнение двух алгоритмов нахождения ассоциативных правил по таким параметрам как изменение значения уровня поддержки и подача разного объема данных на вход.
Бесплатно
Статья научная
Статья поступила в редакцию 15.02.2022 Сравниваются возможности создания управляющего момента кластерами двигателей-маховиков и гиродинов при торможении вращения связки космического робота с геостационарным спутником после завершения их стыковки. Разработаны алгоритмы системы управления с разгрузкой кинетического момента электромеханических приводов с помощью электрореактивной двигательной установки. Представлены результаты компьютерной имитации нелинейных динамических процессов, подтверждающие эффективность созданных алгоритмов.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена сравнению систем имитационного моделирования (ИМ) вероятностных объектов. Рассматриваемые системы для имитационного моделирования используют структурные модели с вводом параметров моделируемых объектов с помощью совокупности меню. Сравнение проведено по однофазной системе массового обслуживания М/М/5 по представлению структурных моделей и достоверности результатов ИМ их сравнением с результатами аналитического моделирования. Это позволяет выбирать системы имитационного моделирования в зависимости от предметной области, личных предпочтений пользователя и достоверности результатов имитационного моделирования.
Бесплатно
Статья научная
В работе приведены результаты исследования разработанной адаптивной системы автоматического управления аппаратом воздушного охлаждения природного газа. Приведена структура адаптивной системы автоматического управления аппаратом воздушного охлаждения природного газа. Выполнен сравнительный анализ динамических характеристик одноконтурной и адаптивной систем автоматического управления аппаратами воздушного охлаждения природного газа. По результатам компьютерного эксперимента проведена оценка робастных свойств адаптивной системы управления. Рассчитаны кривые переходных процессов при вариациях параметров объекта управления. Проведен анализ чувствительности адаптивной и одноконтурной систем автоматического управления аппаратом воздушного охлаждения природного газа.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей статье проведен сравнительный анализ расчёта динамической перегрузки, действующей в центре масс прибора (агрегата) космического аппарата в определённом случае эксплуатации. Эксплуатационные перегрузки, полученные из максимальных абсолютных ускорений, учитываются при проектировании креплений аппаратуры. Коэффициент безопасности, используемый в прочностных расчетах кронштейнов, напрямую зависит от точности определения нагрузок. Специалистами АО «РКЦ «Прогресс» написана программа для определения максимальных по абсолютной величине перегрузок в центре масс прибора (агрегата). Работа программы представлена на примере расчёта нагрузки на прибор ориентации по Земле малого космического аппарата «Аист-2Д». Дополнительно авторами статьи проведен расчёт рассмотренной конструкции в программе интерактивного создания и сопровождения FEMAP with NX Nastran. В качестве объекта исследования использовалась готовая верифицированная конечно-элементная модель космического аппарата. В итоге решения двумя методами, определены количественные показатели физической величины, реализующейся в узле, как результата воздействия на объект динамического ускорения. Результаты показали высокую сходимость, что подтверждает корректность работы программы.
Бесплатно
Стабилизация космического аппарата с несимметричной упругой конструкцией на геостационарной орбите
Статья научная
Анализируются подходы к исследованию первоочередных задач долговременной угловой стабилизации информационных спутников и космических роботов с несимметричной упругой конструкцией на геостационарной орбите.
Бесплатно
Стратегическая рефлексия в матричных играх
Статья научная
Практическое применение матричных игр исторически существенно ограничивается принципиальной невозможностью в большинстве случаев реализации несовместных смешанных стратегий. С целью расширения области применения результатов решения матричных игр в статье разработана новая классификация игр двух лиц с нулевой суммой и конечным числом стратегий. Показаны практические трудности реализации решений теоретико-игровых моделей конфликтных ситуаций типа «оборона-нападение» в смешанных стратегиях. Для матричных игр этого класса на основе проведенных экспериментальных исследований сформулированы правила целенаправленного улучшения решений на основе применения стратегической рефлексии. Для итеративного метода Брауна-Робинсон решения матричных игр исследовано применение показателя оценивания точности результата непосредственно в ходе итеративного процесса.
Бесплатно
Статья научная
Для моделей систем поддержки принятия решений при управлении транспортной инфраструктурой характерно использование сложных динамически реконфигурируемых структур объектов и их ассоциаций. Методология синтеза систем управления транспортной инфраструктурой основана на развиваемом подходе к системному анализу и компьютерному моделированию сложноорганизованных систем. При разработке использованы оригинальные приемы объектно-ориентированного проектирования на основе теории паттернов. Конструирование и реконструирование таких паттернов требует инструментов, обеспечивающих эти процессы универсальными средствами создания и динамической модификации объектов. В статье вводятся основные определения паттерного проектирования (в дальнейшем P-моделей), специфицируются виды и структуры паттернов, определяется организация конструирования объектов на основе P-моделей. В целом вводимые аксиоматика и систематизация базируются на использовании оригинальных определений и составляет концепцию стратифицированного паттерного конструирования объектов и ассоциаций. В качестве информационной, методологической и имплементативной основы проектирования системы поддержки процессов принятия решения при управлении транспортной инфраструктурой рассмотрена стратифицированная паттерновая модель. Синтез системы поддержки принятия решения при управлении транспортной инфраструктурой производится на фундаментальной методологической основе, определяемой объектно-ориентированной парадигмой, устанавливающей первичность и атомарность категорий объектов, таксономических и агрегатных паттернов свойств и отношений между объектами. Синтез универсальных структур на основе паттернов рассмотрен на формальной декларации объектов, инвариантной к их предметной ориентации. Наряду с синтезом методических P-моделей описаны паттерны формализации и систематизации релевантных информационно-логических и функциональных аспектов транспортной инфраструктуры. Имплементативные P-модели содержат результативности паттерного проектирования системы поддержки принятия решения при управлении транспортной инфраструктурой процессов моделирования, управления, экспериментальных исследований. Синергетические P-модели выступают, как часть системного анализа общих принципов функционирования сложноорганизованной системы, в качестве которой рассматривается система поддержки принятия решения.
Бесплатно
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
