Статьи журнала - Инженерные технологии и системы
Все статьи: 2115
Развитие этнического самосознания студентов на занятиях по русскому языку и культуре речи
Статья научная
В статье рассматривается вопрос о развитии этнического (в частности, языкового) самосознания студентов в рамках образовательного пространства полиэтнического региона. Предлагается национально маркированный дидактический материал, способствующий повышению общей языковой компетенции и речевой культуры носителей языка, осознанию ими этнической идентичности.
Бесплатно
Размерно-возрастная структура и рост стерляди в камском плесе Куйбышевского водохранилища
Краткое сообщение
Бесплатно
Статья научная
Анализируется сетчатка наземного брюхоногого легочного моллюска Helicigona lapicida Linnaeus, 1758. Она содержит два типа микровиллярных фоторецепторов, которые представлены четырьмя видами: одним видом фоторецепторов первого типа и тремя видами фоторецепторов второго типа. Показано, что апикальная поверхность фоторецепторов первого типа имеет особенную выпуклость наподобие шляпки гриба. Фоторецепторы второго типа не выделяются какими-либо структурными особенностями, но различаются между собой диаметром дистальной части тела клетки, степенью ее вогнутости и длиной микровилл. Фоторецепторы первого типа более чувствительны к свету (0,5 мкм2 · ср-1) по сравнению с фоторецепторами второго типа (0,04, 0,008, 0,006 мкм2 · ср-1) за счет более длинных микровилл и большего диаметра апикальной поверхности. Варьирование чувствительности фоторецепторов второго типа обусловлено разным диаметром их дистальной поверхности и разной длиной микровилл. Присутствие в сетчатке нескольких видов фоторецепторов может означать наличие нескольких зрительных пигментов с разной спектральной чувствительностью и являться признаком цветового зрения.
Бесплатно
Разработка автоматической системы распределенного обогащения воздушного заряда тракторного дизеля
Статья научная
Введение. Исследования, посвященные интенсификации рабочего процесса транспортных дизелей путем обогащения воздушного заряда определенной дозой (10-20 %) углеводородного активатора (спирт, бензин, керосин, биотопливо и др.), являются актуальной и практически значимой проблемой. Несмотря на эффективность, данный способ не нашел массового применения в технике, так как известные механические устройства для обогащения воздушного заряда не обеспечивают точную дозировку и своевременную подачу активатора в дизель в различных режимах его работы. Материалы и методы. Решением данной проблемы является разработка автоматической системы распределенного обогащения воздушного заряда, осуществляющей впрыск активатора в ветви впускного трубопровода дизеля с помощью электромагнитных форсунок, управляемых электронным блоком. Такая система должна обеспечивать работу форсунок по алгоритму, соответствующему порядку работы цилиндров дизеля, а также вычислять продолжительность впрыска, соответствующую заданной дозе активатора. Для программирования электронного блока управления теоретически рассчитана продолжительность впрыска определенной дозы активатора и обоснован алгоритм работы электромагнитных форсунок (на примере тракторного дизеля Д-243). Результаты исследования. Установлено, что при распределенном обогащении воздушного заряда в зависимости от дозы активатора и нагрузочно-скоростного режима работы дизеля массовая цикловая подача активатора может составлять от 1 мг/цикл до 13 мг/цикл, а продолжительность впрыска активатора - от 0,27 мс до 3,5 мс. Для практической реализации способа распределенного обогащения воздушного заряда применительно к дизелю Д-243 трактора МТЗ-82.1 разработана автоматическая си-стема, содержащая бак для активатора, фильтр, электрический насос, рампу, регулятор давления, электромагнитные форсунки, электронный блок управления, датчик расхода топлива, датчик фаз и частоты вращения коленчатого вала. Обсуждение и заключение. Разработанная, изготовленная и испытанная система решает проблему практической реализации автоматического обогащения воздушного заряда активатором в такте впуска и способствует улучшению мощностных, топливно-экономических и экологических показателей транспортных дизелей.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Совершенствование агропромышленного комплекса подразумевает создание новых и модернизацию имеющихся рабочих органов и машин. Важным условием при этом является применение современных технологий и постоянное сотрудничество с реальным производством. Цель исследования - разработать адаптивный центробежный рабочий орган и повысить качество внесения минеральных удобрений. Материалы и методы. На основании изучения состояния вопроса и требований, предъявляемых к машинам для внесения минеральных удобрений, разработан и изготовлен адаптивный центробежный рабочий орган. На всех стадиях применялись методы компьютерного проектирования и быстрого прототипирования на основе аддитивных технологий. Результаты исследования. В результате использования представленных рабочих органов увеличилась ширина захвата агрегата на 10,0-22,5 %. Экспериментальные рабочие органы, по сравнению с серийными, позволяют уменьшить неравномерность внесения гранул минеральных удобрений на 13,4 % за счет их перераспределения с центральной зоны по краям. Обсуждение и заключение. В результате экспериментальных исследований доказана эффективность применения разработанного адаптивного центробежного рабочего органа. Он позволяет увеличить равномерность распределения гранул минеральных удобрений и рабочую ширину захвата агрегата. Современные методы проектирования позволяют значительно сократить время и расходы.
Бесплатно
Статья научная
Введение. В настоящее время интуитивно понятный графический интерфейс является обязательным компонентом современных программных продуктов, ориентированных на работу в сфере сельскохозяйственного производства. Цель статьи. Повышение эффективности сортировки яблок посредством разработки графического интерфейса управления системой технического зрения для распознавания различных дефектов и сортировки яблок. Материалы и методы. В работе авторами использовались методы анализа, перебора, сравнения и синтеза современных программных решений. Результаты исследования. В результате исследований создано графическое приложение программного обеспечения блока управления системой технического зрения, содержащее все необходимые инструменты для управления и оптимизации затрат при сортировке яблок на три товарных сорта. Обсуждение и заключение. Созданный графический интерфейс системы технического зрения использован в линии сортировки и фасовки яблок ЛСП-4, разработанной Научно-практическим центром Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства в 2020 г. и успешно прошедшей государственные приемочные испытания.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Внедрение автоматических метеостанций с применением технологий Интернета вещей (IoT) является новым этапом развития интеллектуального сельхозпроизводства. Современные веб-сервисы и приложения, использующие данные с IoT автоматических метеостанций обеспечивают пользователей репрезентативной информацией о климатических условиях в режиме реального времени, что способствует более эффективному планированию полевых работ и снижению рисков, связанных с изменением погодных условий. Важным аспектом получения и анализа актуальной метеорологической информации является разработка удобных для пользователей интерфейсов. Цель исследования. Выполнить обзор современных метеостанций и технологий разработки программного обеспечения для оперативного отображения климатических данных для сельского хозяйства; разработать и апробировать программно-аппаратный комплекс с веб-интерфейсом отображения данных мониторинга локальных метеоусловий с частотой отображения данных не менее одного раза в час. Материалы и методы. В качестве методов и инструментов решения поставленной задачи использовался современный инструментарий веб-разработки на платформе ASP.NET Core MVC. Разработан экспериментальный образец бюджетной IoT автоматической метеостанции для получения данных о локальных метеоусловиях в течении вегетационного периода. Составлена аппаратная и программная архитектура IoT автоматической метеостанции. Микрокомпьютер Raspberry Pi Zero обеспечивает выполнение скриптов опроса многоканального совмещенного метеодатчика на языке Java для записи в локальную и удаленную систему управления базами данных PostgreSQL. Графики динамики локальных метеоусловий созданы с помощью JavaScript-библиотеки ApexCharts. Исследованы энергопотребление и динамика заряда аккумулятора IoT автоматической метеостанции от солнечной панели в полевых условиях. Результаты исследования. Представлен обзор современных метеостанций и проведен сравнительный анализ технологий разработки программного обеспечения для оперативного отображения данных. Создан и апробирован алгоритм извлечения информации из базы данных и отображения графиков и таблиц на веб-сайте с помощью веб-приложения. Обозначены ключевые блоки кода с пояснениями, описан алгоритм развертывания веб-приложения в интернете. Разработан фронтэнд веб-приложения для наглядной визуализации данных IoT автоматической метеостанции. Представлены динамика метеоусловий, полученная IoT автоматической метеостанцией, результаты сравнения отдельных показателей с данными из открытых источников. Веб-приложение протестировано и развернуто на аппаратном сервере с доступом в интернет. Обсуждение и заключение. Результаты полевых испытаний IoT автоматической метеостанции и веб-приложения в 2024 г. показали высокую производительность системы, минимизацию задержек при негативных условиях внешней среды (сильный дождь, ветер, низкие и высокие температуры), стабильное наполнение базы данных и отображение графиков метеоусловий на сайте. Разработанная IoT автоматическая метеостанция, построенная по модульному принципу, с совмещенным метеодатчиком является более компактной и бюджетной в сравнении с готовыми решениями, существующими на рынке. Непрерывный поток информации, открытая аппаратная архитектура обеспечивают автономность системы за счет подзарядки аккумулятора от солнечной батареи и алгоритма режима сна. В дальнейшем предполагается проведение градуировки совмещенного датчика в лабораторных условиях для повышения точности показаний или замены совмещенного датчика на классические механические датчики с незначительным изменением аппаратной и программной платформы. Для работы с динамическими моделями продукционного процесса в систему планируется добавить интерфейс и полевые датчики.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Ранняя диагностика фитопатологий зерновых культур является одной из ключевых задач точного земледелия, поскольку позднее выявление заболеваний приводит к существенным потерям урожайности и неэффективному применению средств защиты растений. Существующие системы фитосанитарного мониторинга в основном ориентированы на постобработку данных и требуют значительных вычислительных ресурсов, что ограничивает их применение на борту беспилотных летательных аппаратов. В этой связи актуальной научной задачей является обеспечение высокоточной диагностики заболеваний растений в реальном времени в условиях жестких вычислительных и энергетических ограничений бортовых платформ. Цель исследования. Разработка энергоэффективной onboard-системы детекции болезней пшеницы, способной к работе в реальном времени на встраиваемых платформах. Материалы и методы. Объект исследования – посевы пшеницы в условиях открытого грунта. В качестве аппаратной основы использовались вычислительные модули Jetson TX2, NavQ Plus и Raspberry Pi 4. Для построения модели применена модифицированная архитектура YOLO с интеграцией малозатратных сверточных блоков (GhostConv, MBConv), модулей внимания (SE, CBAM) и расширенной структуры агрегации признаков BiFPN. Обучение выполнено на размеченной выборке из 7 500 изображений симптомов бурой и желтой ржавчины. Результаты исследования. Разработанная модель обеспечила высокие показатели качества детекции F1-мера до 0,978, средний IoU – 0,82. Производительность достигала 16,8 FPS на Jetson TX2 и 13,6 FPS на NavQ Plus при энергоэффективности до 2,7 FPS/Вт. Обсуждение и заключение. Сравнительный анализ показал превосходство модели над базовой YOLOv5s по всем ключевым метрикам. Предложенная архитектура демонстрирует высокую точность, устойчивость к шумам и применимость в условиях реального времени. Она может быть использована для создания интеллектуальных систем фитосанитарного мониторинга и автоматизированного управления средствами защиты растений на базе беспилотных летательных аппаратов.
Бесплатно
Разработка математической модели детали на основе моделей графических систем
Статья научная
Введение. Целью статьи является разработка математической модели детали на основе параметрической модели графических систем. Материалы и методы. Проведенный авторами обзор состояния данного вопроса показал возможность управления геометрической формой детали через переменные параметризованного чертежа. На основании этого выдвинуто предложение использовать конструкторскую параметризацию в расчетах параметров технологических процессов в системах автоматизированного проектирования. Результаты исследования. В данной статье установлены связи между конструкторскими параметрами чертежа детали и табличными значениями переменных. Выявленные связи между параметрами на чертеже и переменными в таблице позволяют при модификации геометрической формы детали осуществлять изменения значений в таблице переменных, т. е. происходит управление чертежом через таблицу. Ввиду этого предлагается использовать данную систему работы с параметрическим чертежом в системе автоматизированного проектирования для расчета параметров технологических процессов. Обсуждение и заключение. Задачи, решаемые в данной статье, позволяют сделать шаг в повышении уровня автоматизации расчета параметров в системах автоматизированного проектирования. Реализация разработанной методики построения математических моделей деталей на основе графических систем позволит повысить общий уровень автоматизации разработки геометрических чертежей деталей, а при внедрении данной методики в системы автоматизированного проектирования технологических процессов даст возможность автоматизировать расчеты параметров (режимы резания, нормы времени, технологические размеры на переходах и т. д.).
Бесплатно
Статья научная
В статье раскрываются новые технические решения построения системы электропривода на базе асинхронизированного вентильного двигателя, внедрение которых позволит управлять электроприводами различного уровня сложности и существенно увеличить экономическую составляющую промышленных предприятий.
Бесплатно
Статья научная
Введение. В современных условиях перед предприятиями, которые специализируются на выпуске типовых деталей различными партиями, возникают задачи сокращения времени на подготовку и переналадку производства при сохранении экономической эффективности работы. Данные задачи могут быть решены с помощью типизации технологических процессов и операций, представленной в форме группового технологического процесса обработки деталей. Проектирование такого процесса связано с построением комплексной детали, которая должна отвечать всем требованиям, предъявляемым к группе выпускаемых деталей. В статье рассматривается решение задачи построения такой детали при проектировании группового технологического процесса механической обработки. Материалы и методы. На основе чертежей группы деталей типа «тела вращения» предлагается подход, заключающийся в реализации метода наложения для построения комплексной детали с использованием параметрических возможностей системы автоматизированного проектирования «T-Flex». Результаты исследования. Была создана параметрическая модель комплексной детали, сформированной для группы деталей типа «тела вращения» с помощью системы автоматизированного проектирования «T-Flex CAD». Обсуждение и заключения. Была разработана методика формирования параметрической модели, включающая анализ эскиза комплексной детали и составление таблицы соответствий группы деталей на предмет необходимого количества параметров, формирование базы данных параметров, построение наглядной геометрической модели. Данные факторы позволят использовать возможности параметризации в групповой технологии обработки деталей, что обеспечит простоту и легкость добавления деталей, выбранных групп и деталей соответствующего типа; реализовать возможность сокращения времени на проектирование технологического процесса, а следовательно, времени на подготовку производства.
Бесплатно
Разработка микропроцессорной системы управления шестиступенчатого компенсатора реактивной мощности
Статья научная
На сегодняшний день в Российской Федерации микропроцессорные системы управления используются не повсеместно, а только в сетях с напряжением свыше 10кВ. Представленная разработка позволяет решить проблему использования компенсаторов реактивной мощности, рассчитанных на низкое напряжение и большие токи. По сравнению с существующими аналогами, выпускаемыми в ближнем и дальнем зарубежье, данный комплекс отличается рядом технических решений как в области силовой электроники, так и в области микропроцессорных систем управления.
Бесплатно
Отчет
Бесплатно
Отчет
Бесплатно
Статья научная
Артериальная гипертония встречается у трети взрослого населения Российской Федерации. Разработанные стандарты диагностики и лечения не всегда позволяют достичь эффективного снижения артериального давления. Поэтому поиск новых маркеров оптимизации диагностики и лечения в настоящее время является крайне актуальной проблемой. Изучение генетических детерминант позволяет проводить индивидуальный подбор схем диагностики и лечения больных с артериальной гипертонией.
Бесплатно
Разработка обучаемого классификатора состояний с множеством моделей распознавания образов
Статья научная
Введение. Необходимость классификации состояний рельсовых линий в условиях воздействия на чувствительный элемент датчика информации значительных возмущающих факторов с гарантированным обеспечением качества классификации при необходимой длине рельсовых линий участка контроля формирует задачу создания классификатора с расширенными функциональными возможностями. Для этого используются многомерные образы состояний с множеством информативных признаков, обучающих процедур моделей классификации. Применение классического принципа классификации с единственной моделью приводит к чрезмерному усложнению алгоритма группирования с невысокой точностью из-за неверного решения системы условных уравнений при многомерной аппроксимации многочленами Эрмита. Материалы и методы. Для решения поставленной задачи рассмотрены принципы сокращения размерности признакового пространства, процедуры обучения классификатора состояний с многомерными образами, выбора решающих правил классификации с иерархической группировкой классов, а также формирования множества моделей различной степени сложности, обученных решением несовместной системы уравнений. Благодаря применению в качестве моделей многочленов Эрмита в работе получены модели классификаторов состояний рельсовых линий различной степени сложности, используемые в адаптивном алгоритме. Результаты исследования. В статье представлены результаты формирования 57 моделей классификаторов с использованием многочленов Эрмита с признаками (аргументами) по 2, 3, 4, 5, 6. В качестве примера показана процедура формирования моделей с 2-6 признаками. Результаты исследований показали, что с увеличением количества признаков качество классификации улучшается, как при делении пространства состояний на несколько классов. Обсуждение и заключение. Результаты проведенных исследований подтверждают реализуемость принципа классификации состояний рельсовых линий множеством моделей классификации и алгоритм рекуррентного повышения сложности классификации путем использования модели повышенной сложности. Критерием предъявления новой, более сложной модели является несовпадение результатов вычисления класса i-й моделью и реальным классом, в котором находится рельсовая линия в рассматриваемый момент времени.
Бесплатно
