Статьи журнала - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии

Алгоритм оценки положения лазерного луча матричным фотоприемником на фоне гауссовского шума с использованием полной достаточной статистики принимаемого рассеянного излучения

Козирацкий Ю.Л., Хильченко Р.Г., Меркулов Р.Е., Козирацкий А.А.

Статья научная

Разработан алгоритм оценки положения лазерного луча по рассеянной в атмосфере составляющей матричным фотоприемником на фоне гауссовского шума. В основу алгоритма положена теорема Лемана-Шеффе, позволяющая получить эффективные оценки параметров распределений с использованием полных достаточных статистик отчетов наблюдаемой реализации рассеянного лазерного излучения. Полученные оценки обеспечивают наилучшее качество оценивания параметров при любых конечных объемах выборки и не требуют дополнительных исследований.

Бесплатно

Алгоритм радиуса окружности точки скрещивания ножей при двухстороннем исполнении гарнитуры

Ковалев В.И., Алашкевич Ю.Д.

Статья научная

Констатируется факт трансцендентности (неопределённости) известного алгоритма радиуса окружности, проходящей через точку скрещивания прямолинейных режущих кромок ножей при двухстороннем исполнении рисунка кольцевой размалывающей поверхности гарнитуры дисковых мельниц. Выведены алгоритмы для угла поворота диска ротора, включающие только входные параметры. С целью устранения трансцендентности произведено корректирование известного алгоритма.

Бесплатно

Алгоритм совместного оценивания функционально связанных координат и состояния групповой воздушной цели на основе линейной модели с марковской структурой

Богданов А.В., Кучин А.А., Федотов А.Ю., Филонов А.А., Скрынников А.А.

Статья научная

Рассматривается задача фильтрации функционально связанных координат и распознавания состояния групповой воздушной цели в интересах расширения функциональных возможностей и повышения точностных характеристик бортовой радиолокационной станции истребителя. Разработана обобщенная модель групповой воздушной цели как системы со случайной скачкообразной структурой. На ее основе усовершенствована динамическая модель полета звена самолетов на случай смены форм боевых порядков и дистанций в них. Получен квазиоптимальный алгоритм совместного оценивания фазовых координат и состояния самолетов звена, в том числе формы их боевого порядка и варианта выдерживаемых дистанций.

Бесплатно

Алгоритм управляемой имитации сети Петри

Сочнев А.Н.

Статья научная

В данной статье приводится общий алгоритм выполнения операций по управлению процессом смены состояний сети Петри. Моделью устройства управления для сети Петри выступает другая сеть Петри или предварительно обученная нейросеть. Использование нейросети в ходе имитационного эксперимента с сетью Петри позволяет экстремизировать требуемый критерий оптимальности процесса.

Бесплатно

Алгоритмы адаптации многолучевых антенн, построенных на базе гибридно-зеркальных антенн

Тяпкин В.Н., Дмитриев Д.Д., Першин А.С.

Статья научная

Рассмотрена адаптивная многолучевая антенна, построенная на базе гибридно-зеркальной антенны с облучателем в виде антенной решетки, в которой применен ускоренный алгоритм синтеза диаграммы направленности для подавления направленных помех, использующий в качестве критерия коэффициенты усиления антенны в заданных точках и позволяющий существенно ограничить размеры целевой функции и длительность синтеза. Проведено экспериментальное исследование предложенных алгоритмов, сделаны выводы о возможности применения адаптивных многолучевых гибридно-зеркальных антенн.

Бесплатно

Алгоритмы для реализации функционала объектно-ориентированного подхода к синтезу геометрических параметров зубчатой передачи

Смирнов А.П., Иптышев А.А.

Статья научная

Работа посвящена разработке алгоритмов для вычисления значений граничных параметров кривых, входящих в математическую модель для описания формы зуба. Данные алгоритмы и математическая модель описания зубчатого профиля вместе с объектно-ориентированной моделью являются одними из ключевых частей в реализации объектно-ориентированного подхода к синтезу цилиндрических зубчатых передач.На данный момент разработка изделий с высоким коэффициентом тяги, в том числе и для приводов особого назначения, осуществляется с помощью CAD-сред. Однако крайне мало инструментов существует для построения точной геометрии зубчатых передач в этих средах. В свою очередь разработанный программный инструментарий является средством, с помощью которого можно выполнять проектирование зубчатых передач, проверять их взаимодействие с высокой точностью (до 1 мкм) и осуществлять экспорт геометрии полученных передач в CAD-среды в разрабатываемые изделия и исследовать их CAE-средах.Представленные алгоритмы были реализованы в программном комплексе. Предлагаемые алгоритмы и сама методика проектирования зубчатых передач были апробированы в ходе выполнения разработки изделий с высоким тяговым усилием.

Бесплатно

Алгоритмы построения цифрового двойника установки распределенной генерации

Булатов Ю.Н., Крюков А.В.

Статья научная

В статье описана концепция построения цифрового двойника установки распределенной генерации (РГ), реализованной на основе неявнополюсного синхронного генератора. Представлена его структура в виде иерархической нечеткой модели, построенной с использованием экспериментальных данных.Для формирования нечетких моделей отдельных элементов и связей генератора предложены программно реализованные алгоритмы оптимизации функций принадлежности терм-множеств и числа правил базы знаний. Представлены результаты экспериментов по получению оптимизированной нейро-нечеткой модели регулирования скорости вращения ротора генератора. Сравнительный анализ осциллограмм выходного сигнала оптимизированной нечеткой модели показал достаточно высокую точность при использовании метода субтрактивной кластеризации для построения системы нечеткого логического вывода. Такой подход позволил значительно уменьшить количество терм-множеств и число правил нечеткой модели. Предложенные алгоритмы могут использоваться при проведении дальнейших исследований, направленных на промышленную реализацию цифровых двойников установок РГ, а также для решения задачи настройки автоматических регуляторов синхронных генераторов малой мощности.

Бесплатно

Альтернативные и переходные источники энергии для городского транспорта

Рожко Д.Я.

Статья научная

В городских районах транспортный сектор служит одним из основных источников значительного потребления энергии и выбросов углерода. Хотя дизельное топливо и бензин по-прежнему основные источники энергии, используемые в городском транспорте, сейчас все больше внимания уделяется альтернативным и переходным источникам энергии, так как они являются возобновляемыми и оказывают меньшее отрицательное воздействие на окружающую среду. Однако успешному применению нетрадиционных источников энергии могут помешать различные технические, экономические и политические факторы. В данной статье рассмотрены последние работы, касающиеся альтернативных и переходных источников энергии, для того чтобы понять возможность применения данных источников в городском транспорте в настоящее время, а также возможность внедрения их в будущем.

Бесплатно

Альтернативный метод кондиционирования промышленных стоков, содержащих тяжелые металлы, на основе кавитационной технологии

Дубровская О.Г., Кулагин В.А., Лиминь Яо

Статья научная

Изложены результаты исследований модифицирования физико-химических свойств промышленной сточной воды при обработке в кавитационном реакторе. Проведен анализ физико-химических изменений компонентного состава промышленного стока и определена эффективность снижения содержания ионов тяжелых металлов при различных режимах гидротермодинамического воздействия. Предложены способы математического моделирования определения оптимальной кавитационной обработки стока, выявлены преимущества модернизации очистного оборудования с включением узла СК-реакторов.

Бесплатно

Алюминотермическое получение титанового порошка

Киреев А.Е., Чайкин Л.И., Логинова И.В.

Статья научная

В статье приведен краткий обзор ныне существующих способов получения титановых порошков в России и предложена технология алюминотермического получения титанового порошка из оксида титана для аддитивных технологий. Основная фракция полученного порошка (менее 50 мкм) подвергалась водородному отжигу для укрепления сферы металлического порошка и довосстановления низших окислов титана, далее порошок подвергался ультразвуковой чистке в растворе глицерина и спирта для лучшего отделения образовавшегося корунда от сфер. По результатам электронно-микроскопического исследования показано, что полученные гранулы имеют сферическую форму, состоят преимущественно из титана и алюминия, из чего можно сделать вывод, что порошок является титано-алюминиевым сплавом. По результатам гранулометрического анализа сферы находятся в интервале от 17 до 69 мкм, что соответствует требованиям, предъявляемым к металлическим порошкам, используемым в аддитивных технологиях.

Бесплатно

Алюминотермическое получение титанового порошка

Киреев А.Е., Чайкин Л.И., Логинова И.В.

Статья научная

В статье приведен краткий обзор ныне существующих способов получения титановых порошков в России и предложена технология алюминотермического получения титанового порошка из оксида титана для аддитивных технологий. Основная фракция полученного порошка (менее 50 мкм) подвергалась водородному отжигу для укрепления сферы металлического порошка и довосстановления низших окислов титана, далее порошок подвергался ультразвуковой чистке в растворе глицерина и спирта для лучшего отделения образовавшегося корунда от сфер. По результатам электронно-микроскопического исследования показано, что полученные гранулы имеют сферическую форму, состоят преимущественно из титана и алюминия, из чего можно сделать вывод, что порошок является титано-алюминиевым сплавом. По результатам гранулометрического анализа сферы находятся в интервале от 17 до 69 мкм, что соответствует требованиям, предъявляемым к металлическим порошкам, используемым в аддитивных технологиях.

Бесплатно

Анализ авиационных событий с государственными воздушными судами РФ из-за отказов бортового радиоэлектронного оборудования за период 2000-2017 гг

Иванов И.М., Викторов Д.С., Бондарев В.Н.

Статья научная

В статье проводится анализ авиационных происшествий и авиационных инцидентов с государственными воздушными судами РФ из-за отказов бортового радиоэлектронного оборудования за период с 2000 по 2017 год и рассматриваются основные причины их возникновения.

Бесплатно

Анализ влияния коэффициента нелинейности на неустойчивость частотных характеристик колебательного контура при силовом резонансе с использованием пакета прикладных программ MATLAB

Дорофеев Г.В., Стародубцев П.А., Нагаева М.В.

Статья научная

В этой статье приводится теоретический расчёт поведения колебательного контура при силовом резонансе с учётом влияния нелинейных элементов цепи. Наличие нелинейных элементов в цепи колебательного контура непосредственно влияет на частотные характеристики, тем самым пренебрегая их особенностями появляются частотные и амплитудные флуктуации. Для анализа влияния коэффициента нелинейности элементов на частотные характеристики была написана программа в пакете прикладных программ MATLAB.

Бесплатно

Анализ влияния параметров ЛЭП 110 кВ на вероятность их отказов

Большев В. Е., Виноградова А. В.

Статья научная

Рассматривая оборудование системы электроснабжения, необходимо отметить, что наиболее часто перерывы в электроснабжении случаются из-за повреждений линий электропередачи. Для сетевых компаний важно своевременно диагностировать неисправности и восстанавливать электроснабжение, чтобы минимизировать возникающие потери. Поэтому заблаговременное определение вероятности отключений электроэнергии на основе параметров самих линий может помочь электросетевым компаниям гораздо эффективнее модернизировать и строить новые, менее подверженные отказам электрические сети. Цель исследования - анализ влияния параметров линий электропередачи напряжением 110 кВ на вероятность их отказов. Настоящее исследование заключается в подготовке данных по отключениям ЛЭП 110 кВ путем группирования, удаления ненужной информации, создания синтетических параметров и их обработки путем заполнения пропущенных значений и удалений дубликатов. Затем производился разведочный анализ данных, включающий в себя анализ статистических характеристик рассматриваемых параметров, выявление выбросов и аномалий и корреляционный анализ. Исследование производилось на языке программирования Python в среде разработки Jupyter Notebook, задействованы библиотеки Pandas, NumPy, Matplotlib, Seaborn, Phik. Данные для анализа были подготовлены с помощью методов группировки и слияния, удалены наименее значимые параметры, параметр «срок эксплуатации ЛЭП» стандартизирован, синтезирован целевой признак - «Факт отключения на ЛЭП». Итоговым результатом стала таблица, содержащая 10 параметров, включая целевой признак, и 395 строк. В ходе анализа категориальных параметров были выявлены дисбаланс классов целевого признака, влияние типа провода и транзитности линии на отказ ЛЭП 110 кВ. Анализ распределения значений количественных переменных подтвердил, что снижение вероятности отключений наблюдается с улучшением технического состояния ЛЭП, уменьшением длины линий, количества опор и снижением срока эксплуатации ЛЭП. Корреляционный анализ позволил установить отсутствие сильной корреляции с целевой переменной и наличие мультиколлинеарности между всеми параметрами, отображающими протяжённость ЛЭП и количество ЖБ опор.

Бесплатно

Анализ влияния режимов движения электромобилей на процесс старения тяговых аккумуляторов на основе цикла WLTC

Щуров Н.И., Штанг А.А., Дедов С.И., Сяоган У

Статья научная

В работе рассмотрены темпы роста электротранспортных средств с учетом развития электрохимических накопителей энергии. Определены основные механизмы старения литиевых аккумуляторов в условиях неравномерной нагрузки и с учетом реверсивного характера процессов энергообмена с короткими режимами подзаряда аккумуляторов при рекуперативном торможении. Для оценки старения литиевого аккумулятора за основу принят ездовой цикл WLTC, в соответствии с которым формировалась нагрузка на блок накопителей электромобиля. В качестве исследуемого образца принят Nissan Leaf, оснащенный различными по энергоемкости блоками накопителей (БН). Получены для одной аккумуляторной ячейки токовые диаграммы, приведены минимальные, средние и максимальные токи, а также длительности режимов тяги, торможения и остановки в различных режимах управления электроподвижного состава. Сделано предположение о росте энергоемкости БН в будущем периоде и определено ее влияние на нагрузку аккумуляторной батареи (АБ). На основе проведенной обработки данных выявлены основные изменения в протекающих в энергоустановке процессах, связанные с увеличением энергоемкости БН.

Бесплатно

Анализ влияния режимов работы канатных пил на эффективность добычи блоков природного камня

Першин Г.Д., Уляков М.С.

Статья научная

Приведены зависимости основных показателей процесса резания (производительность, расход энергии и алмазного инструмента) от режима работы канатной пилы при различной высоте добычного уступа. Разработана методика выбора рационального режима управления канатной пилой, учитывающая установленные зависимости производительности отделения монолита от массива и эксплуатационные затраты на его отделение в зависимости от высоты уступа. Для возможности выбора рационального режима управления канатной пилой предложен комплексный технико-экономический показатель, характеризуемый затратами, отнесенными к интенсивности отделения объемов камня от массива.

Бесплатно

Анализ возможности применения децентрализованных систем энергоснабжения в условиях Республики Татарстан

Филимонова А.А., Черкасов А.С., Чичирова Н.Д.

Статья научная

В данной статье произведен качественный и количественный анализ возможности применения различных децентрализованных энергосистем в условиях Республики Татарстан. Произведен расчет себестоимости вырабатываемой электрической энергии для таких установок, как газопоршневой агрегат, твердооксидный топливный элемент, ветрогенератор, дизельный генератор и солнечные фотоэлектрические панели. Выявлены преимущества и недостатки рассматриваемых энергетических установок.

Бесплатно

Анализ гидродинамического воздействия на призабойную зону нефтеносного пласта

Марьянчик В.И., Минеев А.В.

Статья научная

Статья посвящена решению актуальной задачи по повышению эффективности гидродинамического воздействия на призабойную зону пласта с целью увеличения притока нефти к скважине. Рассматривается процесс распространения гидравлического импульса в нефтяном коллекторе и условие, при котором воздействие гидравлических импульсов на призабойную зону пласта будет эффективным. При этом учитываются физические особенности нефтяного коллектора и технологические параметры работы гидродинамического пульсатора давления.

Бесплатно

Анализ гидродинамического воздействия на призабойную зону пласта

Марьянчик В.И., Минеев А.В.

Статья научная

Статья посвящена решению актуальной задачи по повышению эффективности гидродинамического воздействия на призабойную зону пласта с целью увеличения притока нефти к скважине. Рассмотрены процесс распространения гидравлического импульса в нефтяном коллекторе и условие, при котором воздействие гидравлических импульсов на призабойную зону пласта будет эффективным. При этом учитываются физические особенности нефтяного коллектора и технологические параметры работы гидродинамического пульсатора давления.

Бесплатно

Анализ динамики теплообмена при различной производительности установки непрерывного совмещенного литья и прессования алюминиевого сплава

Скуратов А. П., Ивлев А. В., Потапенко А. С., Горохов Ю. В., Пьяных А. А.

Статья научная

Приведены результаты численного исследования непрерывного совмещенного литья и прессования опытного алюминиевого сплава АК12 при различной производительности установки с горизонтальным карусельным кристаллизатором. Дана количественная оценка влияния темпа разогрева кристаллизатора на температурно-временные характеристики в период переходного теплового процесса. Определены теплотехнические зоны, характеризующиеся различной интенсивностью теплообмена между расплавом и стенками кристаллизатора. Показано, что увеличение производительности установки сокращает продолжительность переходного теплового процесса при пуске установки из холодного состояния до достижения ею стационарного теплового режима. Получена зависимость времени выхода установки на стационарный тепловой режим от скорости вращения колеса-кристаллизатора.

Бесплатно