Математическая физика и компьютерное моделирование @mpcm-jvolsu
Статьи журнала - Математическая физика и компьютерное моделирование
Все статьи: 625
Автоматизация процесса метаразметки архивных документов
Статья научная
Работа посвящена описанию созданного авторами статьи приложения для поиска определенных заранее заданных шаблонов в обрабатываемых текстах. Данные шаблоны описываются специально разработанной системой маркеров, специфических для ряда рассматриваемых документов. Основное назначение данного приложения - подготовка метаразметки документов архивного фонда «Михайловский станичный атаман» для создания лингвистического корпуса. В ходе работы над приложением была решена задача корректного определения документов четырех типов - войсковая грамота, рапорт, доношение и известие - а также их описательных характеристик.
Бесплатно
Автоматизация формирования монтажей горячекатаного проката металлургического производства
Статья научная
В работе рассмотрена задача автоматизации процесса формирования монтажных партий на стане горячей прокатки. Для решения этой задачи предложен разработанный алгоритм формирования оптимальных монтажных партий на стане горячей прокатки, учитывающий технологические ограничения, накладываемые на производственный процесс. Оптимизация набора монтажных партий заключается в составлении монтажей с максимальной производительностью, которая достигается за счет уменьшения времени на перестройку оборудования при переходе на разные ширину и толщину проката. Реализована программа для автоматического формирования монтажных партий на стане горячекатаного проката. Проведена проверка работоспособности алгоритма при формировании монтажных партий из набора слябов, имеющихся на складе. Проведены расчеты по формированию оптимальных монтажных партий. Представленные результаты проведенного исследования показывают повышение производительности сформированных монтажных партий и соответствие их всем технологическим ограничениям.
Бесплатно
Статья научная
Описана автоматизированная установка для исследования магнитооптических свойств тонких пленок металлов in situ. Представлены технические характеристики и основные параметры установки. Приведены результаты исследования магнитооптических свойств образца, с предварительно напыленной in situ пленкой Fe толщиной около 100 Å, на подложке Si(111). Разработанная автоматизированная система позволяет повысить точность, скорость и надежность при измерениях магнитооптических свойств тонких пленок в сверхвысоком вакууме.
Бесплатно
Адаптивный фильтр сигнала датчика ускорения
Статья научная
Рассмотрена задача проектирования адаптивного фильтра для датчика акселерометра, установленного на беспилотный летательный аппарат мультироторного типа. Получено выражение для численного итерационного адаптивного процесса. Проведено компьютерное моделирование обработки сигнала с датчика ускорения при наличии существенной помехи.
Бесплатно
Акселерометр с беспроводным управлением
Статья научная
Разработано и создано устройство для исследования параметров механических колебаний с использованием в качестве чувствительного элемента акселерометра и беспроводной передачей данных от датчика к устройству. Набор измеренных значений ускорения служит основой для восстановления закона движения исследуемого объекта.
Бесплатно
Активная среда спекающейся пленки конденсата метана с хлором при гелиевых температурах
Статья научная
Из газовой фазы на холодной подложке при гелиевых температурах приготавливалась амор- фная пленка конденсата с большими избыточными - энергией, конфигурационной энтропией и свободным объемом в виде вакансий и их агрегатов. Исследована температурная зависимость распада этого метастабильного состояния, которое названо активной средой. Наблюдалось спе- кание в колебательном режиме. Применялся структурно-чувствительный зонд - лазерный за- пуск фотохимической реакции, по протеканию которой можно судить об активности метаста- бильной среды.
Бесплатно
Статья научная
Проведена актуализация береговых линий водоемов для уточнения высотных характеристик рельефа. С использованием измерений на местности с помощью GPS-оборудования описана процедура построения цифровой модели рельефа.
Бесплатно
Алгоритм восстановления поверхности объекта по его изображению
Статья научная
В настоящей работе описывается алгоритм построения поверхности по проекции треугольной сетки, нанесенной на эту поверхность. При этом предполагается известным углы треугольников сетки. Данный алгоритм может быть применен к определению ориентации трехмерного объекта по его снимку, если на поверхности объекта есть треугольные элементы с наперед известными углами. Помимо описания алгоритма, в статье приводятся примеры восстановления поверхности, вычисляется для них погрешность расчетов и примеры применения алгоритма в задаче определения ориентации зданий по фотоснимку.
Бесплатно
Алгоритм реконструкции трехмерных объектов по двум изображениям
Статья научная
Пространственная реконструкция объектов по их изображениям является одной из сложных задач компьютерного зрения. В общем случае пространственный анализ изображений призван решать достаточно широкий класс задач - это вычисление пространственных характеристик объектов, их взаимное расположение в пространстве, и в частности, построение 3D-моделей объектов, обнаруженных на изображениях. В настоящей статье сделана попытка решить задачу построения каркасной 3D-модели объекта по его изображениям, полученным с двух камер. Предложен реберный алгоритм, в основе которого лежит простая идея - вероятность пересечения прямой с конечным подмножеством равна нулю. В статье полностью описан алгоритм и показан процесс реконструкции в среде трехмерного моделирования Blender.
Бесплатно
Статья научная
Численными методами исследована имеющая фундаментальное значение задача о нахождении полей тепломассопереноса внутри влажного материала, находящегося под воздействием электромагнитного излучения. Предложенный расчетный алгоритм позволяет учитывать обратное влияние распределений температуры и влагосодержания в некоторый момент времени на распределение поглощаемой электромагнитной энергии в тот же самый момент.
Бесплатно
Алгоритм триангуляции, основанный на условии пустого выпуклого множества
Статья научная
Статья посвящена классической задаче вычислительной геометрии - построению триангуляции заданного конечного множества евклидова пространства. Наиболее часто используемый в настоящее время способ триангуляции был открыт советским геометром Б.Н. Делоне в 30-х годах прошлого века. Этот способ использует специальное условие - условие пустой сферы. В настоящей статье автор предлагает целую серию способов триангуляций фиксированного конечного множества, которые основаны на условии, аналогичном условию Делоне. Только в предлагаемом методе фигурирует не евклидова сфера, а некоторое выпуклое множество с непустой внутренностью.
Бесплатно
Алгоритмический анализ игр на четность
Статья научная
Мы рассматриваем применение алгоритма поиска стационарных равновесий в циклических играх [1] для решения игр на четность. Представлен алгоритм, показана его экспоненциальная сложность и приведен пример, на котором эта оценка достигается. Известно, что игры на четность лежат в NP ∩ co-NP, и неизвестно ни одного полиномиального алгоритма для их решения.
Бесплатно
Статья научная
Восстановление динамически искаженного сигнала на малом временном промежутке является сложной обратной задачей динамических измерений. При наличии помех различной природы выходной сигнал зашумлен, что делает задачу еще более сложной. К настоящему времени сложилась теория оптимальных динамических измерений, в рамках которой для восстановления динамически искаженных сигналов используются методы теории оптимального управления, уравнений соболевского типа, стохастических дифференциальных уравнений, разрабатываются численные методы. Ранее авторами был получен ряд результатов, развивающих численные методы нахождения входного сигнала как решения задачи оптимального управления – оптимального динамического измерения, выполнен ряд исследований по применению цифровых фильтров для фильтрации шума выходного сигнала, разработан новый алгоритм численного решения задачи оптимального динамического измерения. При наличии шумов в выходном сигнале важным является не только эффективность алгоритма восстановления сигнала с учетом инерционности измерительного устройства, но и выбор наиболее эффективного цифрового фильтра. В статье предложен алгоритм обеспечения выбора одного из трех фильтров: скользящей средней, Савицкого – Голея (основанном на методе наименьших квадратов) с последующей реализацией алгоритма нахождения оптимального динамического измерения и МSA-метода (метода авторов, основанного на сплайн-методе с последующим усреднением). МSA-метод не является только цифровым фильтром, в нем комплексно реализуется фильтрация шумов и алгоритм поиска оптимального динамического измерения, кроме того, он может быть использован и при отсутствии шумов, и при иных помехах. Новизна результатов заключается в систематическом и комплексном подходе к оценке эффективности и применимости методов фильтрации шума в рамках решения задачи восстановления динамически искаженного сигнала. Приводятся необходимые теоретические сведения, общие схемы алгоритмов, данные эксперимента, результаты обработки экспериментальных данных по предлагаемым алгоритмам.
Бесплатно
Алгоритмы классификации заболеваний парных органов на основе нейросетей и нечетких множеств
Статья научная
Предложены два алгоритма диагностики заболеваний парных органов методом микроволновой термометрии: на основе нейросетей и на базе аппарата нечетких множеств. При построении нейросетевого алгоритма рассматривается новая модификация архитектуры нейросетей, заключающаяся в автоматическом добавлении нейронов на выходной слой в процессе обучения нейросети. Проводились вычислительные эксперименты по диагностике варикозных заболеваний ног и заболеваний молочных желез. Эти эксперименты показали, что данная модификация улучшает эффективность алгоритма на 10-12 %. Алгоритм диагностики на основе нечетких множеств по признакам диагностики строит нечеткие множества, после чего диагноз ставится методом, аналогичным методу некомпенсаторного агрегирования. Также проводилось тестирование алгоритма на варикозных заболеваниях и на заболеваниях молочных желез.
Бесплатно
Алгоритмы принятия решений в консультативной интеллектуальной системе диагностики молочных желез
Статья научная
В последнее время для раннего выявления температурных аномалий молочной железы, являющихся косвенными признаками опухолей активно используется метод микроволновой радиотермометрии. Но существующий диагностический комплекс, разработанный на базе этого метода, предназначен для использования врачом-маммологом высокой квалификации, что сужает область применения данного метода и нивелирует его уникальные возможности, особенно связанные с выявлением температурных аномалий на ранних стадиях заболевания. С целью решения указанной проблемы разрабатывается консультативная интеллектуальная система, то есть экспертная система, предлагающая врачу предварительный диагноз и его обоснование на языке, понятном медику. Работа выполнена в рамках группового проекта, посвященного реализации такой системы. Рассматривается технология создания двух отдельных модулей блока принятия решения проектируемой системы. Данные модули на основе полученного ранее А.Г. Лосевым и В.В. Левшинским набора диагностических признаков реализуют два алгоритма диагностики заболеваний молочной железы. Первый алгоритм проводит диагностику с помощью линейных комбинаций признаков набора, коэффициенты которых подбираются так, чтобы максимизировать эффективность алгоритма. Второй алгоритм основан на использовании нейросетей. В рамках реализации первого модуля авторами создан алгоритм диагностики на основе параметров, подбираемых генетическими алгоритмами, и выбрана оптимальная конфигурация этих параметров, обеспечившая хороший результат диагностики на тестирующей выборке. При создании второго модуля авторами реализованы несколько типов нейросетей и проведены многочисленные вычислительные эксперименты с целью подбора оптимальной конфигурации нейросети и алгоритма ее обучения.
Бесплатно
Статья научная
Работа является частью группового проекта по созданию консультативной информационной системы, помогающей врачу диагностировать онкологические заболевания молочных желез методом комбинированной термометрии. Для использования в алгоритмах диагностики необходимо сформировать пространство характеристических и высокоинформативных признаков диагностики. В данной работе излагаются три алгоритма построения двумерных признаков и приводятся результаты вычислительных экспериментов, позволяющих оценить чувствительность и специфичность таких признаков. Комбинируя лучшие пары одномерных признаков, удается получить специфичность и чувствительность 70-80 %.
Бесплатно
Анализ рода кривой, соответствующей подкоду наименьшего веса рационального кода Гоппы
Статья научная
Исследуются характеристики кривых, ассоциированных с геометрическими кодами Гоппы. Для построения этих кривых используются подкоды малого веса рационального кода Гоппы. В работе получена формула для рода кривой, соответствующей подкоду наименьшего веса.
Бесплатно
Анализ структуры подкодов малого веса одного класса рациональных кодов гоппы
Статья научная
Сужение на простое подполе одного класса рациональных кодов Гоппы приводит к классическим кодам Гоппы. В работе исследуется структура подкодов малого веса таких рациональных кодов. Получено описание, в терминах дивизоров, элементов, порождающих подкоды малого веса.
Бесплатно
Анализ термометрических данных головного мозга, полученных методом микроволновой радиотермометрии
Статья научная
Работа выполнена в рамках направления, основной целью которого является разработка моделей, описывающих диагностическое состояние пациентов. Модели строятся на основе известных знаний медицины и анализа данных измерений, полученных методом микроволновой радиотермометрии. В работе предложена концептуальная модель, описывающая характеристические особенности температурных полей здоровых пациентов на основе уровня выраженности циркадного ритма. По данным особенностям была построена математическая модель, элементы которой характеризуют положения концептуальной модели. Были проведены вычислительные эксперименты, в которых определялась эффективность алгоритма классификации, обучаемого по данным математической модели. В результате было показано, что метод микроволновой радиотермометрии эффективен в выявлении пациентов с нарушенным сознанием.
Бесплатно
Анализатор спектров шумоподобных сигналов на базе ПЛИС
Статья научная
Разработано устройство, позволяющее измерять спектральную плотность мощности шумовых сигналов. Основными преимуществами данного устройства являются точность и скорость обработки измерений.
Бесплатно