Вестник Донского государственного технического университета @vestnik-donstu
Статьи журнала - Вестник Донского государственного технического университета
Все статьи: 1562
Оптимальное управление в модели эндогенного роста замкнутых экономических систем
Статья научная
В статье рассматривается математическая модель управления распределением инвестиций, в которой научно-технический прогресс учитывается в форме увеличения коэффициента эластичности по фактору капитал. Предложен алгоритм решения соответствующей задачи управления, при котором средства выделяются из объёма, выделявшегося ранее на инвестирование в производство. В результате в конечный момент времени удаётся достичь увеличения объёма выпуска по сравнению с объёмом, полученным по итогам рассматриваемого периода, а также получить максимальное накопление капитала.
Бесплатно
Оптимальные вибрационные поля в задачах моделирования динамических состояний технических объектов
Статья научная
Введение. Управление вибрационными взаимодействиями актуально в производственных процессах, связанных с жидкими и сыпучими средами, системами твердых тел, испытывающих кинематические или силовые возмущения. При этом нет единой методологической основы для формирования вибрационных взаимодействий. Не решены вопросы построения оптимальных вибрационных полей технических объектов. Цель исследования - развитие структурного подхода к разработке математических моделей в задачах формирования, оценки и коррекции вибрационных полей технических объектов в условиях интенсивных силовых и кинематических нагружений. Ставится задача построения вибрационных полей, оптимальных по совокупности требований, с возможностью выбора критерия оптимальности вибрационного поля технического объекта.Материалы и методы. В качестве базовой методологии применяется структурный подход. Он основан на сопоставлении механических колебательных систем, используемых как расчетные схемы технических объектов, и структурных схем систем автоматического управления, эквивалентных в динамическом отношении. Для структурного математического моделирования использовали формализм Лагранжа, элементы операционного исчисления на основе интегральных преобразований Лапласа, разделы теорий колебаний, алгебраические методы, теорию сплайн-функций.Результаты исследования. Предложен подход к выбору критериев оптимальности вибрационных полей на основе минимизации невязки вибрационных полей для различных необходимых условий. Проблема рассматривается в рамках механической колебательной системы, образованной твердыми телами. Показано, что оптимальное вибрационное поле определяется внешним возмущением и должно удовлетворять условию Ay̅ = b. Здесь A - матрица, отображающая оператор условий на форму вибрационного поля в контрольных точках; b - вектор значений характеристик вибрационного поля; «-» над y означает амплитуду колебания установившейся компоненты координаты. Для оценки поля с учетом зашумленных или недостоверных требований к динамическим характеристикам используется параметр сглаживания, обозначающий приоритет критерия оптимальности формы вибрационного поля. Построение поля для механической колебательной системы показало, что значение амплитуд колебания обобщенных координат сохраняется постоянным при изменении частоты внешних кинематических возмущений. Рассмотрены два подхода к коррекции критериев оптимальности поля: уравнивание амплитуд колебаний координат технического объекта и выбор энергетического оператора.Обсуждение и заключение. Развитие прикладной теории оптимальных вибрационных полей предполагает, во-первых, сопоставление оператора энергии и оператора требований к форме вибрационного поля в теории абстрактных сплайнов. Вторая пара сопоставляемых элементов - критерий оптимальности вибрационного поля и система требований к характеристикам поля в контрольных точках. Усовершенствованная таким образом структурная теория оптимальных вибрационных полей найдет применение в разных отраслях. Точные расчеты в формировании, оценке и коррекции состояний систем при вибрационном нагружении необходимы в задачах повышения долговечности конструкций, улучшения измерений в сложных колебательных системах, разработки новых технологий и материалов
Бесплатно
Оптимизации профиля среза транспортирующего устройства от величины секундной подачи
Статья научная
Введение: Работа посвящена проблеме неравномерности подачи хлебной массы на обмолот, что приводит к росту потерь зерна в процессе зерноуборочных работ. Целью данных исследований является выявление закономерностей влияния изменения секундной подачи на обмолот как по длине барабана, так и по ширине. В результате чего появляется возможность получения графиков оптимального профиля среза транспортирующего устройства, что обеспечивает равномерность подачи зерновой массы на начальных стадиях обмолота. Материалы и методы. Приведены исследования равномерного распределения зерновой массы в процессе обмолота тангенциально-аксиальным сепарирующим устройством по зонам в зависимости от изменения величины секундной подачи. Получение качественных показателей обмолота достигалось путем оптимизации профиля среза. Использовались полученные экспериментальные данные, обработка которых дала возможность определить оптимальный профиль среза. Результаты исследования: По результатам экспериментов построены графики профиля среза транспортирующего устройства от различных величин секундной подачи (4-12 кг/с), получены уравнения этих прямых, построен усредненный профиль среза для всей группы кривых от величины подачи хлебной массы. Обсуждение и заключения. В результате исследований профилей среза транспортирующего устройства от величины секундной подачи было выведено уравнение кривой среза для равномерной подачи хлебной массы на обмолот. Коэффициент достоверности аппроксимации показал высокие показатели точности аппроксимации.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Предложенный в статье быстрый программный алгоритм арифметического кодирования предназначен для сжатия цифровых изображений. Показано, каким образом сложность алгоритма арифметического кодера зависит от критериев сложности (при этом размер входа не учитывается). В процессе работы определены наиболее вычислительно сложные части алгоритма арифметического кодера. Выполнена оптимизация производительности их программной реализации. Кодеки с новым алгоритмом сжимают без учета межкадровой разницы фото- и видеоматериалы, полученные при дистанционном зондировании водных объектов.Материалы и методы. В представленной научной работе использована подборка спутниковых снимков акватории Азовского моря. При этом оптимизирован программный алгоритм арифметического кодера, проведено теоретическое исследование, выполнен вычислительный эксперимент.Результаты исследования. Увеличена производительность программной реализации арифметического кодера на примере видеокодека VP9. Для измерения времени выполнения произведены многочисленные запуски эталонного и модифицированного кодеков...
Бесплатно
Оптимизация геометрических характеристик циклоидальных профилей героторных гидромашин
Статья научная
Введение. Производительность и надежность работы героторных гидромашин зависит от геометрических параметров профиля циклоидального зацепления. Существующие методики расчета и оптимизации параметров профиля громоздкие, многокритериальные, сложные для практического применения. Поэтому актуальной представляется проблема создания методики расчета параметров профиля рабочего органа героторной машины, пригодной для инженерных расчетов на этапе эскизного проектирования. В связи с этим целью данной работы являлась модернизация методики проектирования геометрии профилей торцевого сечения гипоциклоидальных зубчатых зацеплений, используемых в героторных гидравлических машинах, и анализ возможностей их оптимизации при предварительном проектировании. В ходе исследования была использована система компьютерной математики Mathcad, проведены численные эксперименты для изучения влияния геометрических параметров профилей на производительность и работоспособность героторной гидравлической машины. На основе полученных и проанализированных данных выработаны рекомендации по проектированию оптимальных профилей торцевого сечения героторных гидравлических машин.Материалы и методы. Материалы включают в себя известные методики расчета параметров профиля, основанные на применении классических формул эквидистант гипоциклоид, используемых для очерчивания профилей зубьев рабочих органов героторных машин. Основной метод исследования - моделирование профиля героторной машины с помощью системы компьютерной математики Mathcad. Получены расчетные данные для выбранных диапазонов варьируемых параметров, обработанные методом регрессионного однофакторного анализа.Результаты исследования. Разработан алгоритм анализа гладкости профилей зубьев. Определены два целевых параметра: площадь сечения торцевого профиля, влияющая на производительность, и наименьший приведенный радиус контакта, определяющий работоспособность рабочего органа. Предложена методика по расчету целевых параметров на ранней стадии проектирования. Получен ряд оптимальных значений параметров профиля по критериям производительности и работоспособности героторной машины. Построены зависимости, позволяющие установить оптимальные значения параметров профиля на стадии проектирования.Обсуждение и заключение. Разработанная авторами методика дает возможность на этапе проектирования рабочего органа получить оценку производительности и работоспособности героторной гидромашины. Результаты исследований могут быть использованы в машиностроении при проектировании героторных гидромашин для улучшения их технико-эксплуатационных характеристик.
Бесплатно
Оптимизация двухстадийного режима метаногенеза на основе принципа максимума Понтрягина
Статья научная
Введение. Статья посвящена решению задачи оптимального управления процессом получения биогаза при непрерывном режиме его переработки в двух метантенках. Цели работы: представить математическую модель данного процесса и разработать алгоритм выбора оптимального управления.Материалы и методы. Созданная математическая модель описывает получение биогаза из отходов животноводства при последовательной переработке субстрата в двух метантенках. Рассматриваются случаи одинаковых и различных температурных сред (мезофильной и термофильной). Для данной модели сформулирована задача оптимального управления в виде задачи Лагранжа. Ее управляющими параметрами являются скорости поступления субстрата в метантенки. Предложен алгоритм решения данной задачи, основанный на численной реализации принципа максимума Понтрягина. При оптимизации применялся гибридный генетический алгоритм с дополнительным поиском в окрестности лучшего решения методом сопряженных градиентов.Результаты исследования. Разработана новая математическая модель, описывающая процесс получения биогаза при последовательной переработке субстрата в двух метантенках...
Бесплатно
Оптимизация колебательных параметров ходовой системы уборочного комбайна
Статья научная
Анализируется использование вероятностных критериев при расчете оптимальности колебательных параметров мобильных сельхозмашин. Приводится пример.
Бесплатно
Оптимизация модели упрочненного слоя при поверхностном упрочнении
Статья научная
Проведены экспериментальные исследования распределения физико-механических и электромагнитных свойств по толщине изделия. Определены стандартизованные эпюры распределения свойств изделия. Определяются параметры имитационной модели многослойной проводящей ферромагнитной среды для получения оптимальной точности моделирования.
Бесплатно
Оптимизация операции глубокого сверления с учётом ограничения на величину крутящего момента
Статья научная
Рассматривается вопрос оптимизации процесса сверления глубоких отверстий под управлением адаптивной системы с контролем крутящего момента на инструменте.
Бесплатно
Оптимизация процесса электроакустического напыления по критерию микротвердости
Статья научная
Исследуется влияние акустических параметров (амплитуда ультразвуковых колебаний А, частота ультразвуковых колебаний и угол между осью волновода и направлением вектора продольно-крутильных колебаний ) процесса электроакустического напыления защитных покрытий на качество покрытия (микротвердость). На базе проведенных исследований предложена математическая модель зависимости микротвердости покрытия от акустических параметров процесса и проверена адекватность полученной модели.
Бесплатно
Статья научная
Исследовано снижение энергоемкости дождевания применением на машинах низконапорных насадок. На основе математических моделей и экспериментальных данных о функциях распределения осадков по углу зоны дождевания и по ее радиусам f (α ) и f ( ρ ) рассчитаны оптимальные расстояния между насадками на трубопроводе при различных значениях давления, диаметра выходного отверстия насадки и высоты ее установки. Предложены способы размещения насадок на трубопроводе по условиям соблюдения заданной дозы и равномерности полива на всей длине трубопровода.
Бесплатно
Оптимизация себестоимости сварных нахлёсточных соединений, нагруженных продольной силой
Статья научная
Представлены результаты исследования функции стоимости сварного нахлесточного соединения на экстремум. Получены зависимости, позволяющие проектировать сварные нахлесточные соединения, равнопрочные основному металлу и минимальной стоимости. Представленные расчеты могут быть полезны при проектировании решетчатых конструкций.
Бесплатно
Оптимизация состава автомобильного антифриза
Статья научная
Проведено квантово-химическое изучение методом ab initio в базисе DZV структуры и стабильности компонентов антифриза: воды H2O, этиленгликоля CH2OH-CH2OH и их димеров различного состава. Показано, что при постепенном понижении температуры происходят самоорганизация на молекулярном уровне и структурирование водно-спиртовой среды, упорядочение и переход в твердое состояние при низкой температуре (-75оС), причем при определенном оптимальном соотношении воды и спирта в смеси.
Бесплатно
Оптимизация состава футеровки плавильных печей
Статья научная
Рассматривается задача нахождения состава футеровки, обладающей максимальной стойкостью. Приведены результаты исследования свойств футеровки тигельных печей для выплавки чугуна. Проведено моделирование процесса приготовления смеси для футеровки, и определён её оптимальный состав. Даны рекомендации подбора материалов и технологии приготовления состава футеровки, обладающей максимальной стойкостью.
Бесплатно
Оптимизация условий контактирования полимерпорошковых подшипников скольжения
Статья научная
Установлено оптимальное соотношение площадей полимера и металлокерамики в зоне трения для разработанной конструкции полимерпорошковых подшипников скольжения с комбинированной рабочей поверхностью, способной удерживать смазку в порах порошковой матрицы.
Бесплатно
Оптимизация форм геометрии раструба ветроэнергетической установки типа "ротор в раструбе"
Статья научная
Введение. В статье рассматриваются метод и результаты аэродинамического исследования вертикально-осевых ветроэнергетических установок (ВЭУ) с осесимметричным статором. Цель работы - демонстрация перспективности использования вертикально-осевых ветроэнергетических установок указанного типа в народном хозяйстве. Материалы и методы. Для выполнения поставленных задач использовался метод виртуальной аэродинамической обдувки и соответствующей оптимизации конструкции по заданному критерию. В рамках указанного метода выполнены численные аэродинамические исследования одиночного ротора заданного типа, а также рассматриваемой системы «ротор + раструб» до и после оптимизации при заданных параметрах невозмущенного потока и вращения ротора. При сопоставлении мощности полученной оптимизированной конструкции ВЭУ с аналогами при прочих равных условиях использован метод аэродинамического подобия. Результаты исследования. Получены характерные картины аэродинамического обтекания исследованного типа ВЭУ до и после оптимизации. Рассмотрены характерные распределения скалярных и векторных полей при заданных параметрах невозмущенного потока и вращения ротора. Построены графики зависимостей от линейной скорости набегающего потока для проекций момента на валу ротора (при стандартной и оптимизированной формах ВЭУ), а также для соответствующих полезной и побочной мощностей. Проведено сравнение по мощности рассматриваемой оптимизированной ВЭУ с аналогами при прочих равных условиях. Обсуждение и заключения. Показана перспективность использования вертикально-осевых ВЭУ с осесимметричным статором, предназначенным для создания полезной интерференции с ротором с целью увеличения полезной мощности на валу. Такие ветроэнергетические установки не только не уступают, но и могут превосходить, по крайней мере в среднем, соответствующие классические вертикально-осевые конструкции.
Бесплатно
Опыт обеспечения эффективных механизмов инновационного развития малого бизнеса
Статья научная
Проведен анализ состояния развития малого бизнеса, особенностей и тенденций его развития в экономически развитых странах. На основе западного опыта в области создания структур поддержки и содействия становлению и развитию малого бизнеса сформулированы основные направления его адаптации к российским реалиям.
Бесплатно
Опыт создания оптимальных систем защиты воздушной среды в гальваническом производстве
Статья научная
Приведены результаты исследования режимных параметров работы технологической установки и опыт применения комбинированных средств защиты рабочей зоны от выбросов вредного электролита в сельхозмашиностроении.
Бесплатно
Организация бюджетирования в модуле управленческого учета
Статья научная
Предложен алгоритм взаимосвязи результативных показателей хозяйственной деятельности на уровне управленческого учета и бюджетирования. Рассмотрена технология бюджетирования на основе единой структуры бюджетно-учетных объектов управления. Разработан механизм формирования трансфертной цены для центров затрат и центров ответственности, позволяющий планировать внутренние цены для указанных объектов управления.
Бесплатно
Статья научная
Определено фактическое положение клинической психологии как вида предпринимательской деятельности и гуманитарной науки на рынке психолого-психотерапевтических услуг в Российской Федерации. Проведен анализ юридических и социокультурных препятствий деятельности клинического психолога в РФ. Предложен действенный механизм интеграции практических специалистов, участвующих в охране здоровья граждан.
Бесплатно
