Информатика, вычислительная техника и управление. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Статья научная
Рассматривается движение космического аппарата с малой аэродинамической и массовой асимметриями в разряженной атмосфере Марса. Управление угловой скоростью космического аппарата производится посредством изменения величины массовой асимметрии. Исследуется явление прохода механической системы через резонансную колебательную область при применении заданного закона управления величиной массовой асимметрии в случае малых значений угла атаки. Сравниваются результаты моделирования, полученные при управлении величиной массовой асимметрии, осуществляемого при использовании синусоидального и экспоненциального законов. Показано, что экспоненциальный закон позволяет достичь больших начальных значений массовой асимметрии, обеспечивающих нерезонансное движения космического аппарата.
Бесплатно
Статья научная
В статье разработана система автоподстройки (синхронизации) при приеме сигнала побочного электромагнитного излучения клавиатуры интерфейса USB в условиях негауссовской помехи. В качестве негауссовских помех рассматриваются дискретные случайные процессы, имеющие распределения группы Джонсона, которыми можно аппроксимировать большинство законов распределения реальных индустриальных шумов. Синтезированная система состоит из трех взаимосвязанных частей: блок записи смеси сигнала и помехи при грубом выделении сигнала через коррелятор; блок оптимального восстановления сигнала, состоящего из оптимального приемного алгоритма по критерию минимума среднего риска; блок точного выделения сигнала на основе второго коррелятора. Синтезированная система реализована в виде цифровой модели в программе LabView. Проведен цифровой эксперимент по оценке качества работоспособности системы при восстановлении информативного сигнала ПЭМИ USB клавиатуры, содержащего данные о нажатии клавиши в смеси с помехами Джонсона, в сравнении с существующей системой обнаружения сигнала по максимуму ВКФ на выходе коррелятора.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводятся результаты работы комплекса автоматизированного сбора и индексирования информации об уязвимостях в программном обеспечении из открытых и закрытых источников SCAN Project, разработанного в рамках НИОКР «Академия Инфотекс». Проанализирована информация о количестве найденных уязвимостей в программных продуктах различных категорий. Сделан вывод о влиянии популярности продукта на количество найденных уязвимостей. Кроме того, проанализирована динамика количества обнаруженных уязвимостей по конкретным программным продуктам, а также ее связь с изменением популярности этих продуктов согласно мнению экспертного сообщества.
Бесплатно
Исследование стандарта SpaceFibre при применении технологии виртуального прототипирования
Статья научная
Статья посвящена актуальной задаче анализа эффективности применения стандарта SpaceFibre, а именно, механизмов обеспечения качества сервиса для передачи потоковых данных в бортовых вычислительных сетях, имеющих жесткие требования ко времени их доставки, что является критичным для жизнеспособности бортовых систем. Была разработана модель прототипа системы-на-кристалле (СнК) функционирующей с применением стандарта SpaceFibre - сетевого контроллера памяти - при помощи языков программирования, методологии и инструментов системного проектирования и виртуального прототипирования. Это такие языки как TLM 2.0 и SystemC, OVP технология и программные инструменты Virtual System Platform (VSP), предоставляемые компанией Cadence. Использование представленных средств позволило выполнить имитационное моделирование и провести анализ производительности контроллера. Полученные результаты помогли найти ограничения рассматриваемой архитектуры СнК. Программные утилиты Cadence и Imperas позволили сократить время проектирования. Использование представленных методологий помогло разработать и отладить тесты и встроенное программное обеспечение разрабатываемой СнК до выпуска изделия с фабрики.
Бесплатно
Исследование эффективности использования сотовых панелей в корпусе космического аппарата
Статья научная
В данной статье рассмотрено применение сотовых панелей в корпусе космического аппарата. В настоящее время в международных космических программах все чаще реализуются программы по запуску в космос новых систем спутниковой связи и систем зондирования. Создание космических аппаратов нового поколения с повышенными требованиями к их качеству, надежности и конкурентоспособности на мировом рынке космических услуг требует разработки новых или усовершенствования существующих конструктивно-силовых схем. Развитие техники, в том числе авиационной и космической, предъявляет новые требования к применяемым в ней материалам, узлам и комплектующим и технологиям их изготовления. Использование новых материалов и повышение эксплуатационных характеристик существующих позволяет не только решать конкретные задачи в конструкциях изделий, но и повышать тактико-технические характеристики комплексов в целом.
Бесплатно
Статья научная
В статье описана разработанная авторами автоматизированная система колоризации изображений в оттенках серого цвета. Разработка системы велась по методологии RAD (Rapid Application Development) - быстрая разработка приложений. Колоризация проводилась многослойным персептроном, обученным с помощью алгоритма обратного распространения ошибки, алгоритма обратного распространения ошибки с использованием момента, алгоритма обратного распространения ошибки с использованием момента и динамического значения коэффициента обучения. В статье приводятся результаты исследования качества колоризацииизображений.
Бесплатно
Исследование эффективности системы активной виброзащиты с различными типами регуляторов
Статья научная
В статье проведено сравнение эффективности системы активной виброзащиты при использовании различных типов регуляторов. На основании полученных ранее в других работах авторов аналитических зависимостей в виде передаточных функций звеньев системы автоматического управления виброзащитой синтезирован регулятор, обеспечивающий желаемый вид логарифмической амплитудно-частотной характеристики замкнутой системы. Эффективность замкнутой системы виброзащиты при действии возмущающего воздействия случайного характера оценивается по принятому квадратичному критерию качества. Проведено сравнение полученных расчетных значений принятого критерия качества при использовании оптимального и регулятор, обеспечивающий желаемый вид логарифмической амплитудно-частотной характеристики замкнутой системы.
Бесплатно
Исследовательские испытания интегральных микросхем
Статья научная
В статье приводится информация о назначении и программе исследовательских испытаний микросхем, указывается связь обучающего эксперимента и исследовательских испытаний. Приведены важнейшие этапы методики обучающего эксперимента. Отмечены задачи каждого этапа методики. Указаны важнейшие дестабилизирующие факторы, влияющие на функционирование микросхем. На примере выборки микросхем 765ЛН2-1 ОС показано применение программы испытаний, определены режимы испытаний, выявлены наиболее информативные параметры. Приводятся структурные схемы измерения наиболее информативных параметров. Получены математические модели индивидуального прогнозирования для исследуемой выборки на основе полученных результатов испытаний.
Бесплатно
Источники данных для разработки системы поддержки ТРИЗ на основе онтологий
Статья научная
Статья посвящена формулированию задачи по применению онтологического подхода в системе поддержки решения изобретательских задач на этапе патентного анализа с рассмотрением различных источников данных.
Бесплатно
К апостериорному моделированию нестационарных гиперболических систем
Статья научная
В контексте качественной теории дифференциальной реализации бесконечномерных управляемых динамических систем приводятся результаты исследований тополого-алгебраических свойств семейств непрерывных динамических процессов (отображений «вход-выход») в проблеме разрешимости задачи реализации этих семейств в классе обыкновенных нестационарных дифференциальных уравнений второго порядка (в том числе гиперболических) в сепарабельном гильбертовом пространстве. Попутно обосновываются аналитико-геометрические условия непрерывности проективизации нелинейного оператора Релея-Ритца с вычислением фундаментальной группы его образа.
Бесплатно
К вопросу моделирования вентильных синхронных машин на основе квазианалитического метода
Статья научная
В статье рассмотрены вентильные синхронные бесконтактные машины постоянного тока. Описана возможность разработки упрощенных математических моделей вентильных машин на основе уравнений состояния вентильного магнитоэлектрического генератора. Проведен анализ применимости квазианалитического метода при моделировании вентильных машин, с указанием его преимуществ и недостатков, а так же сравнительная оценка с методом Еругина-Бреуса. На основании приведенного анализа выявлена высокая сложность и большой объем вычислений при использовании квазианалитического метода при аварийных режимах работы вентильных машин. В работе представлен способ описания работы вентильных машин в случае простой коммутации, на основе которого можно определить угол коммутации путем моделирования на ЭВМ. Определены зависимости вектора мгновенных значений выпрямленного напряжения при активно-индуктивной нагрузке генератора. Так же в работе показана возможность применения метода приведения с целью преобразования системы уравнений с периодическими коэффициентами к системам управления с постоянной матрицей коэффициентов при любом режиме работы вентильных машин. Приведенное преобразование необходимо для аналитического решения дифференциальных уравнений с постоянной матрицей коэффициентов при векторе состояния и формулировки краевой задачи, позволяющей определить неизвестные граничные условия.
Бесплатно
К вопросу о повышении ситуационной осведомленности экипажа многоцелевого летательного аппарата
Статья научная
В статье рассмотрены варианты сочетания информации в системах комбинированного видения, практическая методика подготовки трехмерных ландшафтов больших размеров и способ разбиения ландшафта на более мелкие участки для их визуализации. Задача рендеринга трехмерных ландшафтов рассмотрена применительно к системам комбинированного видения для повышения ситуационной осведомленности экипажа при эксплуатации летательного аппарата. Определены требования к ландшафту и технические ограничения при подготовке трехмерного ландшафта большого размера. Указаны перспективные направления дальнейших работ.
Бесплатно
Статья научная
Эффективность работы железнодорожного транспорта напрямую связана с обновлением инфраструктуры, в том числе устройств связи, отвечающих за обеспечение безопасного перевозочного процесса. Для безотказного функционирования железнодорожного комплекса необходимо внедрять новейшие разработки в области сетевых технологий. Для достижения такой цели следует автоматизировать соответствующие процессы систем обеспечения движения поездов. Однако, это возможно при работе в железнодорожном комплексе специалистов высшего уровня квалификации, практические и профессиональные навыки которых приобретаются в высших учебных заведениях. Поэтому в работе рассматриваются такие аспекты, как необходимость в новейших разработках на основе сетевых технологий, потребность в специалистах в области пакетной коммутации, а также особенности воспитания обучающихся в качестве специалистов в сфере телекоммуникаций.
Бесплатно
Статья научная
К классу задач течения относительно тонкого слоя из пластического металла относится большинство практических задач прокатного и кузнечно-штамповочного производства. С той разницей, что при прокатке, вальцовке, ротационной вытяжке и других подобных процессах очаг деформации локализуется, а в процессах штамповки весь объем металла перераспределяется в полости ручья, затекая в различные его элементы, образуя необходимую форму поковки, часто форма является удлиненной и небольшой толщины. Естественно полагать, что для анализа близких по кинематике течения процессов, могут быть использованы одни и те же математические модели, но в разных постановках. В статье обосновывается выбор математической модели для теоретического решения краевой задачи о стесненном сжатии образца в виде кругового сектора по результатам эксперимента. В статье приводятся результаты аналитического исследования краевой задачи о вязкопластическом течении тонкого слоя металла, расположенного между движущимися навстречу друг другу тонкими шероховатыми плитами. Приводятся точные решения, основанные на классической постановке в рамках «идеальной жидкости» и «вязкой жидкости». Описан физический эксперимент, проведенный для оценки влияния осредненных по толщине слоя касательных напряжений на кинематику течения пластического слоя. Сравнение полученных экспериментальных и аналитических результатов моделирования позволяет оценить корректность выбранной математической модели, которая может быть использована для описания течения. При проектировании и внедрении в производство большинства высокопроизводительных технологических процессов обработки материалов давлением требуются не только численные значения технологических параметров, но прогнозирование поведения материала во время нагружения. В настоящее время доступны проблемно-ориентированные программные комплексы на основе численных методов решения, например методом конечных элементов (МКЭ), различных задач механики сплошной среды (МСС). Однако без развития фундаментальных подходов к формулированию, схематизации и аналитическому решению краевых задач, вряд ли было бы возможным создание достоверных математических моделей для современных компьютерных систем. Поэтому дальнейшее развитие теоретических подходов решения краевых задач МСС является актуальным.
Бесплатно
К задаче оптимального распределения ресурса в системе независимых объектов управления. II
Статья научная
Рассматриваются задачи оптимального распределения ресурса для системы независимых объектов управления - пары двойных интеграторов, для которой решена задача оптимального управления с учетом ограничений на скорость расхода материального ресурса типа «топлива». Кроме того, для такой системы решены задачи на быстродействие, когда в качестве ресурсов, необходимых для создания управляющих воздействий и дополнительно ограниченных скоростью их расхода, рассматриваются энергетический и материальный ресурсы управления. По результатам решения указанных задач выявлены основные особенности оптимального распределения ресурса управления в зависимости от его вида. Отмечено, что рассмотренные задачи управления также можно отнести к классу смешанных задач по А.М.Летову.
Бесплатно
К задаче оптимального распределения ресурса в системенезависимых объектов управления. I
Статья научная
Приведена постановка задачи оптимального распределения ресурса управления для системы независимых объектов управления. В качестве ресурсов, необходимых для создания управляющих воздействий, рассматриваются энергетический и материальный ресурсы управления. С целью выявления особенностей распределения ресурса, ограниченного скоростью его расходования, приведено решение задачи оптимального распределения энергетического ресурса между парой независимых объектов управления, представленных двойными интеграторами. Кроме того, для анализа закономерностей распределения ресурса между парой двойных интеграторов приведены общие решения задач оптимального управления для двойного интегратора на быстродействие и на минимум «энергии управления» в случае задания произвольных граничных условий. Изложены результаты анализа распределения энергетического ресурса (мгновенной мощности) с учетом различного сочетания ограничений на управляющие параметры двойных интеграторов. Решение задачи распределения материального ресурса для системы двойных интеграторов рассматривается во второй части настоящей статьи.
Бесплатно
Статья научная
Предложен аналитически обоснованный численный метод оптимизации апостериорного базиса в конфигурационном пространстве идентифицированной нелинейной дифференциальной модели, заданной в форме уравнений Лагранжа 2-го рода, демпфированных колебаний крупногабаритной космической конструкции. Результаты статьи имеют приложения в прецизионном математическом моделировании (по данным натурных испытаний) уравнений управляемой динамики нелинейных колебаний, генерируя теоретико-прикладные постановки для дифференциальной реализации сложных управляемых гиперболических систем.
Бесплатно
К расчету достоверности мультисенсорных преобразователей информации
Статья научная
В статье разрабатывается методика расчета достоверности мультисенсорных преобразователей информации. Приводятся математические выражения для расчета погрешностей цифро-аналогового и аналого-цифрового преобразователей, исходя из обеспечения максимальной достоверности преобразования мультисенсорных преобразователей информации.
Бесплатно
К существованию вполне непрерывной дифференциальной реализации билинейной системы второго порядка
Статья научная
Для непрерывной нелинейной бесконечномерной бихевиористической системы (динамической системы Я. Виллемса) проведено функционально-геометрическое изучение необходимых и достаточных условий существования шести нестационарных коэффициентов-операторов модели билинейной дифференциальной реализации этой системы в классе дифференциальных уравнений второго порядка в сепарабельном гильбертовом пространстве. Исследован случай, когда моделируемые операторы обременены условием, обеспечивающим вполне непрерывность интегральной формы уравнений реализации в энтропийной постановке.
Бесплатно
Квазилинеаризация и достаточные условия оптимальности в задаче улучшения и локализации
Статья научная
Изложен новый подход к аналитическому конструированию линейных и нелинейных интегрированных систем автоматического управления (САУ) реального (ускоренного) масштаба времени, основанный на совместном использовании технологий динамического программирования и метода квазилинеаризации. Разработаны эффективные методы совмещенного синтеза и процедуры решения двухточечной краевой задачи по схемам динамического программирования, обеспечивающие поинтервальную монотонно убывающую (релаксационную) сходимость процессов управления по необходимым условиям локальной оптимальности. Сформулированы основные теоремы и приводятся различные варианты алгоритмической реализации методов. Необходимость в такой разработке обусловлена фактическим отсутствием надежных методов нелинейного синтеза цифровых регуляторов, гарантирующих высокую точность и устойчивость решения при приемлемых вычислительных затратах. Для непрерывных динамических систем приведены основы теории нелинейного синтеза в вырожденной (синергетической) формулировке. разработано алгоритмическое обеспечение интегрированной САУ, стратифицированное по уровням управления воздушным судном. Работоспособность алгоритмов нелинейного синтеза проверена на ряде тестовых примеров и на модельных задачах динамики перспективных автоматизированных систем предупреждения столкновений и преодоления сдвига ветра при заходе на посадку самолета среднего класса. Впервые задача нелинейного синтеза формулируется в вырожденной (синергетической) постановке, которая необходима для исследования диссипативных (открытых, самоорганизующихся) систем.
Бесплатно
