Статьи журнала - Вестник Донского государственного технического университета
Все статьи: 1552
Статья научная
Введение. Рассмотрены проблема безопасности и ситуация с аварийностью при эксплуатации лифтовых установок. С точки зрения статистики обозначена роль дефектов лифтовых канатов как фактора опасных инцидентов. Перечислены неисправности механического оборудования лифта, связанные с браковочными показателями канатов. Отмечено различие в документальной фиксации браковочных показателей и норм браковки канатов подъемных сооружений. Материалы и методы. Описываются известные подходы к контролю канатов подъемных сооружений. Подчеркивается обязательность визуально-измерительного контроля (ВИК) для выявления таких норм браковки стальных лифтовых канатов, как: изменение геометрии, коррозия и износ, обрывы проволок, температурное воздействие и пр. Норма браковки представлена в виде математической системы. Техническое состояние при эксплуатации лифтовых канатов интегрально оценивается по совокупности выявленных дефектов на фиксированной длине. Обосновано решение создать программно-аппаратный комплекс (ПАК) для практической реализации визуально-измерительного контроля. Результаты исследования. Разработанный лабораторный образец ПАК ВИК состоит из аппаратной части, модуля обработки видеопотока, средства коммуникации для связи с сервером, специально созданного софта и клиентского мобильного приложения. ПАК ВИК реализует следующие функции: - автоматическое обнаружение и классификация основных значимых дефектов канатов на основе глубокой сверточной искусственной нейронной сети; - демонстрация объемного изображения каната и алгоритма развертки изображения с компенсацией искажений, по которому фиксируются метрические характеристики дефектов; - интегральная оценка технического состояния каната по совокупности обнаруженных дефектов; - цветовая интерпретация фактического технического состояния каната с последующей передачей на мобильное устройство пользователя. Предварительные испытания показали пригодность ПАК ВИК для определения дефектов. Достоверность результатов по выявлению и квалификации дефектов превысила 80 %. Продолжаются работы по глубокому обучению системы. Обсуждение и заключения. ПАК ВИК лифтовых канатов позволяет исключить риски визуального контроля, обусловленные психофизическим состоянием человека, работает дистанционно и бесконтактно. Предложенное авторами решение автоматически оценивает браковочные показатели по пяти критериям: обрывы наружных проволок, поверхностный износ, изменение диаметра каната, волнистость, следы температурного воздействия. Важный результат ВИК стальных канатов с использованием компьютерного зрения и искусственного интеллекта - повышение надежности и безопасности при эксплуатации лифтового оборудования.
Бесплатно
О корректности модификаций формулы Байеса
Статья научная
Утверждается недопустимость сравнения и совместной обработки условных вероятностей, вычисляемых с использованием известных модификаций формулы Байеса, учитывающих вполне определённое количество накопленных свидетельств. Данное утверждение обосновывается следующим образом. Ввиду неодинакового нормирования получаются результаты, приводящие к выводам, не соответствующим теоретико-вероятностным закономерностям. На примере конкретных исходных данных показано, что в случае использования традиционных формул отсутствует мультипликативный эффект: уменьшение апостериорных условных вероятностей каждой из гипотез при мультипликативном накапливании свидетельств оказывается неосуществимым. Предложены модификации формулы Байеса, учитывающие вполне определённое количество последовательно накапливаемых свидетельств, построенные с применением общего делителя, равного сумме значений всех нормируемых вероятностей, которые подлежат сравнению либо совместной обработке. В отличие от известных формул, ввиду корректного нормирования, получаются результаты, существенно более адекватные изначальным статистическим данным.
Бесплатно
О критических нагрузках сжатой упругой прямоугольной пластины с дислокациями и дисклинациями
Статья научная
Рассматривается задача о критических нагрузках сжатой прямоугольной пластины, содержащей непрерывно распределенные источники собственных напряжений. Анализ задачи проводится на основе модификации системы нелинейных уравнений Кармана для больших прогибов упругих пластин с дислокациями и дисклинациями с различными вариантами краевых условий. Введением замены для функции напряжений задача сводится к исследованию двух задач: линейной краевой задачи относительно функции напряжений, вызванных внутренними источниками и системы нелинейных уравнений относительно прогиба и функции напряжений, вызванных внешними сжимающими нагрузками, которая имеет тривиальное решение. Классическая критическая нагрузка определяется как наименьшее собственное значение линейной краевой задачи, полученной линеаризацией системы нелинейных уравнений относительно тривиального решения. Рассматриваются четыре типа краевых условий: все края подвижно защемлены; все края шарнирно оперты; два противоположных края свободны от напряжений, а два других подвижно защемлены или шарнирно оперты. Равномерно распределенные сжимающие нагрузки одинаковы на противоположных краях. Установлено, что если мера несовместности является нечетной по одной переменной и четной или нечетной по другой переменной, то напряжения, вызванные только внутренними источниками, не приводят к потере устойчивости плоского равновесного состояния и не влияют на критические значения сжимающих нагрузок.
Бесплатно
О методике дефаззификации при обработке нечеткой экспертной информации
Статья научная
Рассматриваются некоторые аспекты методики дефаззификации при обработке нечеткой экспертной информации в экспертной системе для технологической регулировки машин. Приведен пример использования методики.
Бесплатно
О методике представления нечётких экспертных знаний
Статья научная
Рассматриваются некоторые аспекты представления нечетких экспертных знаний в задачах принятия решений по технологической регулировке машин. Предлагается методика, основанная на использовании различных критериев согласованности при представлении нечетких знаний, в том числе с учетом различной иерархии экспертных знаний. Данная методика позволяет определять рациональное терм-множество лингвистической переменной для построения обобщённых функций принадлежности при описании входных и выходных параметров системы. Обоснованный выбор термов лингвистических переменных позволяет оптимизировать параметры базы знаний, основанной на нечетких продукционных правилах. Методика применена в предметной области «Комбайновая уборка зерновых культур», рассмотрено несколько входных лингвистических переменных, на их примере проиллюстрированы этапы формирования нечёткой базы знаний, рассчитаны показатели согласованности моделей, выбраны оптимальные терм-множества каждой из переменных, получены параметры обобщённой функции принадлежности.
Бесплатно
О методике фаззификации нечёткой экспертной информации
Статья научная
Рассматриваются основные аспекты методики фаззификации при формировании нечёткой экспертной информации для построения логического вывода в экспертных системах. Приведён модельный пример использования методики.
Бесплатно
Статья научная
Исследованы режимы работы сглаживающего дросселя в цепи двигателя постоянного тока (ДПТ) тиристорного электропривода. Приведены основные математические и графические зависимости изменения индуктивности L с сглаживающего дросселя от угла управления и числа фаз тиристорного преобразователя (ТП). Рассмотрена ситуация малой скорости перемещения исполнительного механизма (ИМ) технологической машины (ТМ) и уменьшения зоны прерывистого тока (ЗПТ) якоря. Показано, что в этом случае для увеличения жёсткости механической характеристики ДПТ минимальное значение индуктивности сглаживающего дросселя (L с) целесообразно определять при граничном угле управления α гр, равном 50-60 эл. град. В этом случае состояние магнитопровода дросселя определяется ветвями частного предельного несимметричного гистерезисного цикла, характеризующего электромагнитные процессы в магнитопроводе под воздействием однополярных импульсов тока. Эффективность использования сердечника дросселя при этом определяется приращением индукции, т. е. разностью уровней остаточной индукции В(0) и индукции насыщения материала магнитопровода. Введение воздушного зазора (δ) стабилизирует эквивалентную магнитную проницаемость сердечника. Её могут нарушить нагрев магнитопровода сглаживающего дросселя током якоря, температурные колебания окружающей среды и условия эксплуатации тиристорного электропривода. В случае минимальной индуктивности L с сглаживающего дросселя (для граничного угла α гр) снижается влияние факторов дестабилизации эквивалентной магнитной проницаемости сердечника (при наличии воздушного зазора δ), исключаются ЗПТ. Это позволяет уменьшить электрические потери в силовом контуре системы ТП - ДПТ, а также формировать необходимую жёсткость механических характеристик ДПТ и равномерность движения ИМ ТМ в зонах малой частоты вращения якоря.
Бесплатно
О модификации декодера bit-flipping кодов с низкой плотностью проверок на четность
Статья научная
Введение. Во всех видах цифровой связи применяются методы помехоустойчивого кодирования. Во многих стандартах цифровой связи, например вай-фай (англ. Wi-Fi) и 5G, используются коды с низкой плотностью проверок на четность. Эти коды популярны потому, что для них возможно построение кодеров и декодеров с невысокой вычислительной сложностью. Цель настоящей работы - повышение корректирующей способности известного битфлиппинг-декодера (англ. bit-flipping, BF) LDPC-кодов. Для этого строится модификация декодера, позволяющая динамически управлять одним из его основных параметров, выбор которого существенно влияет на качество декодирования.Материалы и методы. Рассмотрен известный декодер bit-flipping двоичных LDPC-кодов. Некоторые его параметры не имеют жесткой связи с параметрами кода. С помощью имитационного моделирования исследована зависимость качества декодирования от выбора выходных параметров декодера bit-flipping. Показано, что на результаты декодирования в этом случае существенно влияет входной параметр декодера - порог 𝑇. Разработана модификация BF-декодера двоичных LDPC-кодов, в которой предлагается задавать порог динамически во время выполнения алгоритма в зависимости от степени повреждения кодового слова ошибками. Проведен сравнительный анализ корректирующей способности декодеров методом имитационного моделирования.Результаты исследования. Сформулирована и доказана лемма о максимальном значении порога декодера. Найдены верхние оценки для количества операций оригинального и модифицированного декодеров. Построена имитационная модель, реализующая цифровой помехоустойчивый канал связи. В модели исходные данные кодируются заданным LDPC-кодом, зашумляются аддитивными равномерно распределенными ошибками, а затем поочередно декодируются алгоритмом bit-flipping с различными параметрами порога и модифицированным декодером. По входным и выходным данным оценивается корректирующая способность использованных декодеров. Эксперименты показали, что в диапазоне реального уровня ошибок корректирующая способность модифицированного декодера выше, чем у оригинального, вне зависимости от выбора его параметров.Обсуждение и заключения. Доказанная в работе лемма устанавливает верхнюю границу значения порога в оригинальном декодере, что облегчает его настройку. По сравнению с оригинальным декодером разработанная модификация способна лучше исправлять ошибки. При этом сложность модификации увеличена незначительно по сравнению с оригинальным алгоритмом. Отмечено, что качество декодирования модифицированным декодером растет при увеличении длины кода и уменьшении количества циклов в графе Таннера, соответствующего проверочной матрице кода.
Бесплатно
О некоторых противоречиях концепции эволюционной эпистемологии
Статья научная
Рассмотрены предпосылки эволюционной эпистемологии. Выявлены её концептуальные изъяны, даны возможные подходы их преодоления.
Бесплатно
О неоднозначности механической мощности
Статья научная
Введение. Механические колебания широко распространены в технологических процессах. Приводы машин и механизмов преимущественно электромеханические, поэтому механическая реактивная мощность трансформируется в электрическую реактивную мощность сети, ухудшая качество электроэнергии. Этим обусловлены важность учета механической реактивной мощности и, как следствие, актуальность представленной работы. Цель исследования - детализация видов механической мощности при гармонических колебаниях.Материалы и методы. Изучена литература, в которой освещаются вопросы динамики, кинематики, вибраций, преобразования движения в колебательных системах и т. п. Используются теоретические, преимущественно математические методы исследования.Результаты исследования. Математически осмыслены мощности, развиваемые при упругих деформациях, вынужденных гармонических колебаниях инертного тела и колебаниях, связанных с гравитационным воздействием, а также реактивная, активная, полная мощности в комплексном представлении и механические мощности в векторном представлении.Обсуждение и заключения. При механических гармонических колебаниях наряду со знакоположительной тепловой мощностью, развиваются знакопеременные реактивные мощности, характеризующие обратимость кинетической и потенциальной энергий. Полная механическая мощность удовлетворяет формуле Пифагора. Представление о механических реактивных, активной и полной мощностях обобщает соответствующие понятия о мощностях из электротехники, и таким образом проявляется электромеханический дуализм.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены теоретические основы снижения ущерба от загрязнения окружающей среды. Приведен анализ методов оценки экономического ущерба от выбросов. Предложен подход к оценке экономического ущерба от выбросов загрязняющих веществ, основанный на определении затрат для формирования элементов экосистемы, обладающих ассимиляционным потенциалом, достаточным для предотвращения негативных последствий здоровью населения, природным и материальным объектам.
Бесплатно
Краткое сообщение
Рассмотрены вопросы, связанные с математическим описанием модели формирования поверхности детали при вибрационной очистке. Приведены расчеты вероятности того, что определенная точка внутри конкретной площади была очищена, а также математическое ожидание случайной площади детали частицами обрабатывающей среды.
Бесплатно
О подготовке кадров для пассажирских канатных дорог
Статья научная
Выявлена необходимость чётко формулировать требования к учебным организациям, осуществляющим профессиональное обучение обслуживающего персонала пассажирских канатных дорог (ПКД) и предаттестационную подготовку специалистов по промышленной безопасности канатных дорог. Представлена «модель работника ПКД». Она отражает квалификацию и профессиональный уровень работника, его интеллектуальный потенциал, необходимые в современных условиях с учётом требований органов Ростехнадзора. Выявлены перспективы применения дистанционных методов обучения с помощью информационно-коммуникационных технологий, позволяющие существенно сократить издержки на подготовку специалистов. Таким образом, время обучения может быть распределено более целесообразно, повышается эффективность формирования профессиональных компетенций. Предложена и проанализирована программа «Инфоресурс-Аттестация», обладающая рядом конкурентных преимуществ. В частности, с её помощью проходить предаттестационную подготовку могут специалисты предприятий, территориально удалённых от учебного центра. При этом работать с программой можно в любое время, используя любое устройство (ноутбук, планшетный ПК, смартфон и др.). Уровень усвоения учебного материала повышается. Этому способствуют возможность регулярно общаться с тьютором или методистом (мобильная связь, электронная почта) и соответствующий контроль. Таким образом сокращается время обучения без отрыва от производства и существенно снижается его стоимость.
Бесплатно
О положительном опыте применения ферросплавов при микродуговой химико-термической обработке
Статья научная
Целью исследований являлось изучение возможности ускоренного формирования высокотвердого карбидного покрытия на поверхности стальных изделий. Предложено использование технологии микродуговой химико-термической обработки. Стальное изделие погружается в порошок каменного угля и нагревается пропусканием электрического тока. Образование микродуговых разрядов в порошковой среде приводит к насыщению поверхности углеродом, а одновременная диффузия металла позволяет формировать высокотвердый карбидный слой. Установлена возможность применения ферросплавов в качестве источника карбидообразующего металла при образовании высокотвердого покрытия с помощью микродуговой химико-термической обработке. Электропроводность ферросплавов выше, чем химических соединений, и это позволяет достичь ускорения диффузионного насыщения за счет интенсивного образования активных атомов металлов под действием микродуг. Применение ферросплавов более выгодно с энергетической точки зрения, так как восстановление оксидов металлов до атомарного состояния требует дополнительных энергетических затрат. При использовании феррохрома, ферромолибдена и ферровольфрама образуется поверхностный карбидный слой толщиной до 160 мкм и микротвердостью до 18 ГПа.
Бесплатно
О поляризации и определении эффективных характеристик пористой пьезокерамики
Статья научная
Рассмотрены особенности поляризации пористой керамики на основе разработанной ранее теории. Проведены численные исследования поля остаточной поляризации в зависимости от процента пористости в конечно-элементном пакете ACELAN. Результаты исследований использованы в модельной задаче определения пьезомодулей d31 и d33, полученные значения которых согласуются с их известным экспериментальным поведением.
Бесплатно
О представлении линейных операторов, коммутирующих с дифференцированием, в односвязной области
Статья научная
Пусть есть пространство аналитических функций одной переменной в односвязной области комплексной плоскости. Известно, что линейный оператор комплексной свёртки порождается аналитической функцией одной переменной, вообще говоря, многозначной. Решается известная задача, когда все такие функции будут однозначными. Оказалось, что решение связано с геометрией области G. Назовём вычетом области множество со свойством. Описан класс односвязных областей, вычет которых есть связное множество. Пусть линейный оператор непрерывен в пространстве функций, аналитических в односвязной области, и коммутирует с дифференцированием. Тогда он представим в виде оператора комплексной свёртки. В работе доказано, что для областей со связным вычетом порождающая такой оператор функция всегда будет однозначной. Если вычет области G не связный, то всегда существует оператор комплексной свёртки, у которого порождающая ядро функция будет многозначной.
Бесплатно
О представлении операторов обобщённого дифференцирования Гельфонда - Леонтьева в односвязной области
Статья научная
Установлен ряд новых свойств мультипликатора. Описан класс односвязных областей, мультипликатор которых есть связное множество. Этот класс характеризуется наличием спиралей у мультипликатора. Пусть далее оператор обобщённого дифференцирования Гельфонда - Леонтьева непрерывен в пространстве функций, аналитических в односвязной области G комплексной плоскости. Известно, что он представим в виде оператора обобщённой свёртки. Её ядро порождается многозначной функцией одного переменного. Назовём мультипликатором G множество M(G) со свойством M(G)·G⊆G. Пусть мультипликатор области связный и не совпадает с единицей. В работе доказано, что при данных условиях рассматриваемые функции будут однозначными. Если мультипликатор области несвязный, то всегда найдётся оператор обобщённого дифференцирования Гельфонда - Леонтьева, порождающая функция которого будет многозначной.
Бесплатно
О применимости математического масштабирования и нормирования при решении прикладных задач
Статья научная
Введение. Статья посвящена анализу применимости математического масштабирования и нормирования при решении различных прикладных задач. Рассмотрены наиболее известные формулы, часто используемые в ходе теоретических и практических изысканий. Цель работы - выявление свойств математического масштабирования и нормирования. Материалы и методы. На конкретных вычислительных примерах оценены ошибки, получаемые при использовании формул математического масштабирования и нормирования. С учетом сравнительной оценки отношений степени величины исходных и результирующих значений (а также отношений степени их различия) оценивается корректность получаемых данных, оказывающих существенное влияние на результирующие значения. Результаты исследования. Проведенный анализ позволяет сделать выводы о том, что известные формулы математического масштабирования и нормирования обладают свойствами, не учитывавшимися в теории и практике. Обсуждение и заключения. Полученные результаты позволяют избежать ошибочных решений, обусловленных использованием неприменимых формул масштабирования и нормирования при решении задач в теории и практике экономики, организационного управления, медицины и многих других областей.
Бесплатно
О применимости математического масштабирования и нормирования при решении прикладных задач
Статья научная
Статья посвящена анализу применимости математического масштабирования и нормирования при решении различных прикладных задач. Рассмотрены наиболее известные формулы, часто используемые в ходе теоретических и практических изысканий. Цель работы — выявление свойств математического масштабирования и нормирования.
Бесплатно
О протекании процесса рекристаллизации в быстрорежущих сталях при импульсном лазерном облучении
Статья научная
Проведены теоретические и экспериментальные исследования особенностей проявления структурной наследственности быстрорежущих сталей в процессе гипернеравновесных фазовых переходов. Определялся средний размер зерна аустенита после различных вариантов объёмной и поверхностной термообработки, по которому можно оценить температурный интервал нагрева стали под закалку.
Бесплатно
