Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don) @vestnik-donstu
Статьи журнала - Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)
Все статьи: 1625
Мудрость как социально-философская проблема
Статья научная
Рассмотрен феномен мудрости в традиционном обществе и в обществе модерна. Выявлены истоки его маргинализации и перспективы возрождения в связи с изменением социального контекста. Обсуждены возможности и эффекты интеграции мудрости с другими формами общественного сознания.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты исследования особенностей формирования магнитных свойств порошковых горячештампованных магнитно-мягких материалов системы Fe-P. Мёссбауэровской спектроскопией установлено наличие неконтролируемой примеси в интерфейсных областях, а также существование искаженной приграничной области, в которой атомы железа имеют локальную симметрию ближайшего окружения ниже кубической.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Роботизированные манипуляторы эксплуатируются в условиях изменчивой среды с неопределённостями, внешними возмущениями и возможными отказами приводов, что существенно осложняет проектирование надёжных систем управления. Важность разработки робастных и практично реализуемых алгоритмов управления возрастает с ростом применения манипуляторов в опасных, точных и сверхбыстрых операциях (промышленная автоматизация, медицина, космические и сервисные роботы). Традиционные ПИД-регуляторы и методы вычисления момента просты, но недостаточно устойчивы к немоделированным воздействиям. Управление скользящим режимом, в частности алгоритм супер-скручивания (STA), обеспечивает повышенную робастность и конечную сходимость, однако страдает эффектом дрожания и часто требует априорной информации о границах возмущений. Современные модификации (например, AGITSMC) достигают конечного времени сходимости и снижают дрожание, но могут вызывать завышение управляющих усилий и сохраняющиеся огрехи при оценке возмущений и отказов. В литературе заметен пробел: отсутствует интегрированный подход, который одновременно обеспечивает конечновременную сходимость, адаптивную компенсацию неизвестных возмущений и отказов, подавление дрожания и практическую реализуемость. Поэтому целью данной работы стало разработать и проанализировать новую структуру управления OFASTSMC (Observer-Based Finite-Time Adaptive Reinforced Super-Twisting Sliding Mode Control), объединяющую конечновременный наблюдатель, адаптивную настройку усилений и сглаженное супер-скручивающее управление. Решаемые задачи: построение конечновременного наблюдателя для оценки возмущений и отказов в режиме онлайн; разработка адаптивного механизма настройки усилений для предотвращения завышения управляющих сигналов; внедрение сглаженной STA для минимизации дрожания; проведение анализа устойчивости; выполнение численных и экспериментальных проверок на роботизированных манипуляторах. Материалы и методы. Рассматривается стандартная динамическая модель роботизированного манипулятора с n степенями свободы, построенная на основе лагранжевой механики. Модель учитывает нелинейные связи, вязкое трение, внешние возмущения и аддитивные отказы приводов. Для обеспечения робастного управления с конечным временем сходимости была разработана усиленная скользящая поверхность, использующая нелинейные ошибки с адаптивными степенями — это ускоряет процесс сходимости. В схему управления включён конечновременной расширенный наблюдатель состояния (ESO), позволяющий в реальном времени оценивать суммарные возмущения и моменты отказов приводов. На основе этих оценок закон управления реализован в виде суперскручивающего алгоритма скользящего режима с адаптивной настройкой коэффициентов и использованием граничного слоя для снижения дрожания при сохранении высокой робастности. Устойчивость замкнутой системы строго проанализирована с использованием аппарата теории Ляпунова — это позволило доказать достижение конечного времени сходимости ошибок слежения под действием предложенного регулятора. Предложенный алгоритм OFASTSMC реализован в среде MATLAB/Simulink и проверен на примере плоского роботизированного манипулятора с двумя степенями свободы. Манипулятор подвергался действию переменных возмущений и сценариев деградации привода. Для объективного сравнения эффективности метод сопоставлялся с AGITSMC при идентичных начальных условиях, параметрах модели и опорных траекториях. Результаты. Численные эксперименты демонстрируют, что предложенный метод OFASTSMC значительно превосходит AGITSMC по точности слежения, устойчивости и плавности управления. В частности, максимальные ошибки по положению звеньев снижены более чем на 40 %, а время установления траектории уменьшено примерно на 25 %. Метод эффективно устраняет дрожание в управляющем сигнале за счёт функций насыщения и ограничений усиления, обеспечивая более плавное управление приводами. Адаптивный наблюдатель точно оценивает суммарные возмущения и входы отказов в реальном времени, обеспечивая компенсацию без предварительной информации. Эффективность метода подтверждена в различных сценариях: резкие отказы приводов, нелинейные нагрузки, переменные скорости траектории. Сходимость на скользящей поверхности достигается за конечное время, что подтверждает теоретические гарантии. Обсуждение. OFASTSMC обеспечивает высокоточную и робастную траекторию слежения в условиях неопределённостей. Основное преимущество метода — интеграция адаптивной настройки степеней, наблюдательной обратной связи и ограниченного супер-скручивающего управления в единую структуру. В отличие от подходов с фиксированными усилениями или без наблюдательной обратной связи, предложенная схема адаптируется в реальном времени, что позволяет поддерживать сходимость и существенно снижать дрожание управления. Метод сочетает адаптивность, наблюдательную коррекцию и ограниченное супер-скручивание, обеспечивая устойчивую сходимость и минимизацию дрожания.
Бесплатно
Надежность деталей и неремонтируемых узлов при проектировании машин
Статья научная
Введение. В статье рассматриваются вопросы нормирования показателей надежности на ранних стадиях проектирования машин. Такой подход обеспечивает соблюдение заданного уровня надежности при разработке деталей, критичных с точки зрения стабильной эксплуатации. Цель работы — исследовать проблемы проектирования в указанной сфере. Анализ методов нормирования надежности позволяет утверждать, что их недостаточно для проектирования. Кроме того, отмечены противоречия, связанные с использованием в проектировании экспоненциального закона надежности.Материалы и методы. На стадии технического задания определены численные значения наработки и безотказности машины. Затем значения вероятностей безотказной работы или отказов системы и ее элементов представлены степенными выражениями. В них степени являются параметрами ранжирования показателей безотказности элементов системы.Результаты исследования. Синтезирован альтернативный подход к нормированию, который позволяет выполнить полный структурный анализ проекта...
Бесплатно
Статья научная
Введение. Модель, основанная на оптимизации надёжности, (RBDO) уменьшает структурный вес в некритических регионах, обеспечивает не только улучшенную конструкцию, но и более высокий уровень уверенности в дизайне. Материалы и методы. Классический подход RBDO может быть выполнен в двух отдельных пространствах: физическом пространстве и нормированном пространстве. Поскольку в вышеупомянутых двух пространствах требуется очень много повторных исследований, расчётное время для такой оптимизации является большой проблемой. Эффективный метод, называемый Optimum Safety Factor (OSF), разработан и успешно применяется к нескольким инженерным приложениям.Результаты исследования. Численное приложение по крупномасштабной задаче при усталостной загрузке показывает эффективность разработанного метода RBDO относительно детерминированной оптимизации дизайна (DDO). Эффективность метода OSF также распространяется на несколько режимов отказоустойчивости для управления несколькими выходными параметрами, такими как структурный объем и атрибут повреждения. Обсуждение и заключения. Упрощенная стратегия внедрения структуры OSF состоит из единственной задачи по оптимизации оценки проектной точки и прямой оценки оптимального решения с учетом составов OSF. Он предоставляет разработчикам эффективные решения, которые должны быть экономичными, удовлетворяющими требуемому уровню надежности с сокращённым расчётным временем.
Бесплатно
Нанесение окрашенных декоративных покрытий на поверхность конструкционных сталей
Статья научная
Введение. Химическая декоративная обработка стали заключается в окрашивании стальных изделий и нанесении на поверхность оксидных пленок для создания привлекательного вида и защиты изделия от ржавчины. Окрашивание водными растворами органических соединений меди обладает особенностью: окраска покрытия меняется в зависимости от времени выдержки в растворе, что связано с изменением толщины формирующегося оксидного слоя, в котором возникают явления интерференции. Для широкого применения данного способа необходимы исследования связи режимов окрашивания с получаемым цветом покрытия. Целью настоящей работы является установление связи между окраской покрытия, получаемого из щелочных медьсодержащих растворов, и их количественным и качественным фазовым составом. Материалы и методы. Фазовый состав получаемых покрытий исследовали методом локального электрохимического анализа (ЛЭА), основанного на катодном восстановлении оксидных фаз покрытий в гальваноимпульсном режиме с помощью датчика прижимной конструкции. В полученных импульсных хронопотенциограммах рассматривали значения потенциала в момент паузы и сопоставляли эти значения со стандартными потенциалами различных редокс-пар оксидов меди. Результаты исследования. Анализируемые покрытия формировались в течение разного времени выдержки образца в растворе и имели разную окраску. Данные редокс-пары соответствуют: [Сu(OH)4]2-/Cu - адсорбционному слою гидроксокупрат-анионов на поверхности электроосажденной на сталь меди; Cu(OH)2/Cu - адсорбционному слою гидроксида меди на поверхности электроосажденной меди; Cu2О/Cu - оксидной пленке оксида меди (I) на меди. Это позволяет сделать вывод о составе цветных покрытий на исследованных образцах. Коричневая, фиолетовая и синяя пленки, формирующиеся в начальный период выдержки медного покрытия в растворе, содержат адсорбированные гидроксокупрат и гидроксид меди. Голубая, желтая и сиреневая пленки, формирующиеся более длительное время, содержат кроме этих фаз оксид меди (I). Обсуждение и заключение. Из полученных данных следует, что управление временем смены окраски, необходимое в различных технологических приложениях, может осуществляться за счет изменения концентрации сульфата меди, а также органического восстановителя. На механизм окрашивания покрытий оказывают влияние адсорбционные слои, формирующиеся на поверхности стали. Изменяя время выдержки образца в электролите, можно управлять фазовым составом адсорбционных слоев, а, следовательно, влиять на окрашиваемость покрытия.
Бесплатно
Наноструктурная модификация поверхности
Статья научная
Рассматриваются нанотехнологии, повышающие износостойкость твёрдых сплавов, быстрорежущих сталей и полимерных композитов.
Бесплатно
Нанотехнологии и довузовская подготовка
Краткое сообщение
Рассмотрены некоторые аспекты довузовской подготовки потенциальных абитуриентов вузов с целью внесения дополнений в содержание среднего образования в соответствии с развитием фундаментальных представлений о новых явлениях, структуре и свойствах наноматериалов.
Бесплатно
Напорная теория несущего винта вертолета
Статья научная
Предложена новая теория определения основных аэродинамических характеристик воздушного винта.
Бесплатно
Направления развития инновационного предпринимательства в г. Ростове-на-Дону
Статья научная
Рассматривается проблема создания в России национальной инновационной системы, которая является приоритетной как для научно-технической сферы, так и для повышения конкурентоспособности отечественной экономики. Важнейшая ее составляющая - коммерциализация технологий как часть целостного механизма создания и реализации нововведений в рамках национальной инновационной системы и г. Ростова-на-Дону, в частности.
Бесплатно
Направления экологизации производства на основе комбинирования
Статья научная
Дана эколого-экономическая оценка деятельности ОАО «Волгодонской рыбокомбинат», определены направления экологизации на основе комбинирования производства, разработан алгоритм проектирования экологического мониторинга, выполнена оценка уровня экологизации.
Бесплатно
Напряженно-деформированное состояние торообразного баромембранного аппарата комбинированного типа
Статья научная
Введение. В настоящее время очистка сточных вод и технологических растворов мембранными методами считается перспективным способом обезвреживания жидких отходов. Поэтому вопрос разработки инженерной методики расчета баромембранных аппаратов является актуальным. Рассмотрены работы по методам расчета конструктивно-технологических параметров, проектированию мембранного оборудования, исследованиям технологических особенностей мембранных устройств, подбору расчетных схем, методов расчета на прочность и жесткость. Материалы и методы. Рассмотрены базовые элементы корпуса мембранного аппарата комбинированного типа, предложена расчетная схема и описана методика расчета на прочность и жесткость основного несущего элемента - крышки. Результаты исследования. Методика позволяет определить необходимые размеры оболочек и пластин для разработки мембранного аппарата комбинированного типа, оценить прочностные свойства аппаратов данного класса. Элементы конструкции аппарата (в первую очередь, несущие крышки) должны удовлетворять не только требованиям эффективности, качества разделения и очистки растворов, но и условиям безопасной эксплуатации. Поэтому проектирование крышек аппаратов должно производиться исходя из оптимальных конструктивных размеров (толщин круглых пластин, тороидальных оболочек и опорных колец). Для апробирования методики выполнен расчет напряженно-деформированного состояния конструкции мембранного аппарата на прочность и жесткость. В качестве примера рассмотрена одна крышка, представленная в форме открытой торообразной оболочки. Проведенная оценка применения данной методики, с учетом того, что оболочка сопряжена по внутреннему диаметру с круглой пластиной, а по внешнему - с кольцом, позволила определить необходимые размеры оболочек и пластин для проектирования и разработки аппарата. Обсуждение и заключения. Полученная методика аналитического описания механического воздействия на элементы комбинированного аппарата и выполненный пример расчета торообразной оболочки и пластины позволяют оценить напряженно-деформированное состояние конструкции на прочность и жесткость. Приведены результаты расчета крышек из различных материалов при различном давлении. Нагружение комбинированного аппарата трансмембранным давлением позволило определить необходимые размеры оболочек и пластин для его проектирования и разработки.
Бесплатно
Национальная безопасность России и задачи инновационного развития
Статья научная
Анализируется современное состояние национальной безопасности России, определяются важнейшие задачи государственной политики в области инновационного развития страны, направленные на повышение общего уровня ее экономической безопасности.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Актуальность выбранной темы исследования обусловлена необходимостью проведения быстрой оценки состояния и надежности материалов, применяемых в различных конструкциях. Целью работы явилось исследование параметров влияния дефекта на отклик поверхности среды на ударное воздействие. ешение обратной задачи о восстановлении радиуса дефекта базируется на основе сочетания расчетного подхода и применения искусственных нейронных сетей (ИНС). Авторами построена методика восстановления параметров дефекта на основе применения численного моделирования и ИНС. Материалы и методы. Поставленная задача решается в плоской постановке с помощью метода конечных элементов (МКЭ). В работе использовались линейные уравнения теории упругости с учетом диссипации энергии. В качестве метода решения краевой задачи применялся метод конечных элементов, реализованный в пакете ANSYS. В качестве моделирования процесса применения (ИНС) - комплекс MATLAB.Результаты исследования. Разработана конечно-элементная модель слоистой конструкции в плоской постановке задачи в пакете ANSYS. Решена задача определения нестационарных колебаний при импульсном нагружении для различных вариаций радиуса дефекта. Применено позиционное сканирование объекта исследований. Построены графические зависимости амплитуд колебаний точек на поверхности от радиуса дефекта. Обсуждение и заключения. В качестве результатов исследования зависимостей откликов колебаний от радиуса дефекта был разработан подход к восстановлению данного параметра в плоской конструкции на основе сочетания метода конечных элементов и ИНС. Исследование показало, что использованного объема данных достаточно для успешного обучения построенной модели ИНС и проведения идентификации скрытого дефекта в конструкции.
Бесплатно
Некоторые аспекты анализа развития товарных рынков
Статья научная
Рассматриваются некоторые вопросы развития товарооборота и межрегиональных связей Ростовской области. Приведены отдельные статистические данные, анализ которых позволяет оценить сложившиеся на товарных рынках тенденции. Мониторинг товарных рынков способствует выработке конкретных шагов по повышению инвестиционной привлекательности Ростовской области.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается решение задачи выбора значений регулируемых параметров рабочих органов зерноуборочного комбайна на основе нечетких экспертных знаний.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрены вопросы повышения производительности гидропривода пресса за счет изменения его конструктивных и функциональных параметров.
Бесплатно
Некоторые вопросы улучшения деятельности предприятий технического сервиса в АПК
Статья научная
Анализируются вопросы повышения качества услуг технического центра с помощью фиксирования в информационных ресурсах знаний о предметной области. Процессный подход рассматривается как основная концепция улучшения деятельности предприятия. Процессы предприятия технического сервиса идентифицированы, на этой основе построена процессная модель системы менеджмента качества. Для реализации преимуществ процессного подхода в менеджменте качества разработано информационное обеспечение процессов мониторинга, анализа и измерений. Созданы основы для построения системы управления знаниями на предприятии технического сервиса. Произведена идентификация процесса управления знаниями. Декомпозиция процесса «Управление знаниями» позволила выделить пять подпроцессов: «Поиск знаний», «Анализ знаний», «Физическая структуризация данных», «Организация оперативного доступа», «Генерация новых знаний». Разработанная база данных включает одиннадцать таблиц. Некоторые из них представлены в статье в качестве иллюстраций. База данных проектировалась с помощью программного обеспечения Microsoft Office Access 2007. Разработанное информационное обеспечение предназначено для решения задач по улучшению процессов управления техническим центром сервисного обслуживания сельскохозяйственной техники. В свою очередь, это повысит удовлетворённость потребителей.
Бесплатно
Статья научная
В работе на основе нестационарных нелинейных уравнений Навье-Стокса для случая «тонкого слоя» и уравнения Дарси с использованием принципа конструктивной суперпозиции разработан метод гидродинамического расчета составного конического подшипника. Дана оценка влияния угла конусности и протяженности пористой составляющей на основные рабочие характеристики составного подшипника.
Бесплатно
Непрямое дроссельное регулирование в многодвигательных гидромеханических системах
Статья научная
Рассмотрены результаты теоретических и экспериментальных исследований оригинальной синхронной двухдвигательной гидромеханической системы с дроссельными делителями потока непрямого регулирования.
Бесплатно
