Математическое моделирование. Рубрика в журнале - Вестник Российского нового университета. Серия: Сложные системы: модели, анализ и управление
Способ восстановления поля ветра по данным измерений доплеровского метеорологического радиолокатора
Статья научная
Предложен новый способ восстановления поля ветра, позволяющий оценивать его характеристики по результатам измерений, полученным с помощью доплеровского метеорологического локатора.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе приведен сравнительный анализ двух основных методов решения задачи удара твердого тела о деформируемую преграду. Показаны и обсуждены достоинства и ограничения каждого из методов применительно к специфике постановки конкретных задач подобного типа. Продемонстрирована возможность комбинированного использования обсуждаемых методов при решении статических и динамических задач.
Бесплатно
Сравнительный анализ методов нормализации контраста изображений
Статья научная
В статье рассмотрены методы глобальной нормализации контраста, включая алгоритм, основанный на накопительной функции распределения (CDF), и линейный алгоритм. Выполнен сравнительный анализ результатов применения указанных методов. В результате работы алгоритмов получены изображения с нормализованным уровнем контраста. Для оценки степени нормализации использовалась формула среднего квадратического отклонения, метод энтропийного контраста и показатель контраста по диапазону. Также выявлены ограничения каждого метода и предложены рекомендации по их использованию в различных условиях.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье предложен вариант выбора значений двух параметров контура стабилизации автопилота i1, i2 для некоторых фиксированных условий боевого применения ПКР в целях улучшения стабилизации полета. Представлена модель контура стабилизации угла тангажа исследуемой ракеты. Осуществлен расчет ее аэродинамических характеристик. На основе методов оптимизации функции нескольких переменных с помощью блока библиотеки Simulink Signal Constraint произведены подбор и оптимизация коэффициентов автопилота ракеты. Использование рассчитанных коэффициентов автопилота позволит получить переходный процесс по углу тангажа с улучшенными параметрами стабилизации полета ракеты.
Бесплатно
Статья научная
Данная статья посвящена проблеме повышения эксплуатационных характеристик вычислительной техники во время проектирования основных элементов на базе мемристоров. Анализируется режим большого сигнала при расчете по постоянному току (статический режим) для электрического много полюсника с мемрезистивными ветвями в конечных приращениях. Расчет проводится для определения параметров рабочей точки нелинейных электронных приборов, а также статических соответствующих электронных устройств. При расчете составляются интервальные системы нелинейных алгебраических уравнений, для решения которых применяется метод Ньютона. В результате проведенного исследования подтверждается применимость выбранного подхода к анализу наноэлектронных схем как элементов памяти, так и архитектуры информационно-измерительных систем в целом.
Бесплатно
Структурно-функциональная модель имитации компьютерных атак на автоматизированные системы
Статья научная
На основе методологии системного подхода и функционального моделирования IDEF0 представлена структурно-функциональная модель имитации компьютерных атак на автоматизированную систему, позволяющая обеспечивать возможность выбора наиболее рациональной структуры системы обнаружения, предупреждения и ликвидации их последствий, а также достичь необходимого уровня достоверности имитации. Описаны структура и процесс функционирования подсистемы имитации компьютерных атак, основу которого составляет формализованное представление множества уязвимостей автоматизированной системы в виде упорядоченных наборов тегов (идентификаторов), используемых для задания процедур формирования и конфигурирования набора эксплойтов, применяемых в имитации атак на автоматизированную систему. Делается вывод, что разработанная модель позволяет повысить оперативность процесса тестирования реальных автоматизированных систем путем имитации атак с помощью автоматизации процедур формирования и конфигурирования набора эксплойтов, обеспечить необходимый уровень достоверности процесса имитации атак за счет воспроизводства их различных типов, создавать рациональные системы обнаружения, предупреждения и ликвидации последствий компьютерных атак на автоматизированные системы за счет расширения области синтеза структурно-функциональной модели и ее формализованного описания нужного уровня детализации.
Бесплатно
Статья научная
Анализируются технологии подводной электромеханики, позволяющие увеличить надежность и эффективность электродвигателей осушительных станций, препятствующих затоплению объектов. В основу исследования положено изучение тепловых явлений, так как изоляция обмоток электрических машин чувствительна к температурам и является наиболее уязвимым элементом. Показано, что основным условием эффективного исследования температурных режимов и предупреждения последствий перегрева электрической изоляции двигателей в различных условиях эксплуатации является применение системного подхода при представлении сложных организационно-технических систем в виде взаимосвязанных функциональных подсистем, объединяющих в своем составе математическое описание различных физических явлений и процессов. На основе методологии системного подхода и функционального моделирования разработана структурно-функциональная модель имитации работающего под водой асинхронного электрического привода. Она позволяет обеспечивать возможность выбора наиболее рациональных температурных режимов работы, осуществлять предупреждение перегрева и сохранение ресурса электрической изоляции двигателей, работающих в воздушной подушке. Описаны структура и процесс функционирования модели электрического привода и тепловой модели асинхронного двигателя. Их основу составляют подсистемы моделей нагрузки непосредственно электрического двигателя, энергетических показателей, электротепловой модели, системы вентиляции и охлаждения, ресурса электрической изоляции. Разработанная модель позволяет определять температуру и прогнозировать достаточный ресурс системы изоляции с учетом характера нагрузки, параметров регулирования, способов охлаждения и глубины погружения. Результаты моделирования дают возможность принимать правильные управленческие решения, связанные с режимами эксплуатации электрических машин, работающих под водой в динамической воздушной подушке.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается возможность синтеза адаптивной структуры автономной системы наземной навигации (АСНН) специального транспортного средства (СТС). Предложен вариант повышения точности определения текущих навигационных параметров за счет адаптивного управления аппаратным обеспечением наземных транспортных средств.
Бесплатно
Статья научная
Разработан алгоритм расчета моментов инерции системы «манипуляционный космический аппарат -солнцезащитный экран», зависящих от времени и углового положения манипуляционного космического аппарата относительно подвижной орбитальной системы координат. Представлены результаты моделирования процесса терминального управления ориентацией манипуляционного космического аппарата с учетом изменения компонентов его тензора инерции. Проведены исследования влияния изменения моментов инерции такого аппарата на точность его пространственной ориентации. Программа управления ориентацией манипуляционного космического аппарата в режиме программного поворота рассчитана с помощью модифицированного метода приближенного корректирующего оператора для постоянных управляющих моментов двигателей ориентации.
Бесплатно
Тестирование спектра Учайкина - Золотарева по данным для межзвездной среды
Статья научная
Спектры мощности являются ключевым инструментом в современных исследованиях межзвездной среды. Наряду с магнитогидродинамическими моделями турбулентности, их исследования помогают изучать физические процессы, происходящие в этой среде. Аппроксимация спектров мощности позволяет лучше понять передачу энергии на различных уровнях, что важно для изучения процессов формирования звезд и магнитных полей в межзвездной среде. В статье приведено сравнение различных аппроксимаций спектров мощности, включая классический спектр Колмогорова, и развившиеся на его основе спектры Кармана, логнормальный спектр, а также спектр Учайкина - Золотарева.
Бесплатно
Удвоитель сверхвысокой частоты на квадратурных мостах и балансных преобразователях
Статья научная
Рассматривается математическая модель удвоителя сверхвысокой частоты на основе нелинейных параметров рассеяния в режиме большого сигнала, построенного на квадратурных мостах, балансных преобразователях и синфазных сумматорах мощности. Приводятся выражения для входного и выходного коэффициентов отражения, амплитуды паразитных гармоник и основного сигнала. Анализируется влияние фазовой и амплитудной неидентичности квадратурных мостов, балансных преобразователей и активных элементов на коэффициент отражения, мощность паразитных гармоник и основного сигнала.
Бесплатно
Ускоряющиеся стоячие электромагнитные волны в резонаторах двигателей EmDrive
Статья научная
Рассмотрены ускоряющиеся стоячие электромагнитные волны, представляющие собой суперпозицию движущихся навстречу друг другу ускоряющихся и замедляющихся волн одной частоты. Приведены примеры ускоряющихся стоячих электромагнитных волн, показано, что они идеально объясняют появление силы тяги в двигателях EmDrive. Рассмотрено создание силы тяги ускоряющейся стоячей волной в резонаторе с дисперсией. Исправлена ошибка в вычислениях силы тяги двигателя EmDrive, допущенная в одной из предыдущих работ. Показаны сходство и различия двигателя EmDrive и реактивного двигателя.
Бесплатно
Статья научная
Решение вопросов оперативного автономного управления бортовыми вычислительными системами космических аппаратов требует рационального выбора их конфигураций в целях достижения максимального полезного эффекта целевой системы. Разработанный подход отличается функционально-параметрической реконфигурацией бортовых вычислительных систем космических аппаратов посредством оперативного управления составом выполняемых задач и параметрами функционирования элементов структуры на основе прогнозирования их состояния с учетом анализа ресурса и условий функционирования. Он может быть использован при разработке алгоритмов оперативной автономной реконфигурации бортовых вычислительных систем перспективных специализированных космических аппаратов, функционирующих в условиях влияния неблагоприятных факторов различного происхождения.
Бесплатно
Цифровая модель геодинамических процессов в литосфере Земли
Статья научная
Представлены существующие цифровые модели земной коры, рассмотрены перспективы реализации современных концепций Industry 4.0, рекурсивной декомпозиции данных, «цифровых двойников». Для создания цифровой модели геодинамических процессов в литосфере Земли применена технология аналитической обработки данных OLAP, представленных в виде гиперкуба. Показаны атрибуты и содержание многомерных массивов данных о геодинамических характеристиках литосферы. База данных (БД) реализована на языке программирования Borland Delphi 7.0. В программе предусмотрены такие виды манипулирования данными, как срез, отображение страницы, нарезка на кубики и ломтики, вращение. Сделан вывод о том, что это позволяет не только формировать самые разнообразные запросы к БД, но и на более детальном и качественном уровне реализовывать различные модели оценки геодинамического риска.
Бесплатно
Цифровая обработка сигналов на графах
Статья научная
Рассмотрены понятия цифровой обработки сигналов, которые представлены в виде взвешенных графов, применены различные фильтры для очистки зашумления выборки сигналов в виде сенсорного и кластерного графов. Использованы фильтры на основе метода теплового ядра, алгоритма Таубина и свертки этих алгоритмов. Проведен сравнительный анализ применения этих методов для сигналов в виде сенсорного и кластерного графов.
Бесплатно
Численное моделирование динамики ионосферно-плазмосферного обмена в спокойных и возмущенных условиях
Статья научная
На основе нестационарной гидродинамической модели ионосферы и плазмосферы, основанной на представлении о глобальной динамике ионосферной плазмы в результате комплексного действия процессов химической кинетики, амбиполярной диффузии плазмы вдоль геомагнитных силовых линий, теплопереноса с учетом обмена энергией между нейтральными и заряженными компонентами, взаимодействия плазмы с нейтральным ветром, исследованы вариации макроскопических параметров -скоростей, температур и концентраций - тепловой плазмы в различных гелиогеофизических условиях. Характерными свойствами околоземной космической плазмы являются: многокомпонентность, анизотропность, нелинейность, сильное изменение физических характеристик по пространственным переменным, большие временные и пространственные масштабы рассматриваемых явлений. Для решения модельных уравнений непрерывности, движения и теплового баланса предложены вычислительные методы.
Бесплатно
Экономное кодирование как метод повышения скорости передачи информации в телеметрических системах
Статья научная
Оцениваются возможности применения экономных кодов в каналах передачи телеметрической информации. Рассматриваются вопросы, связанные с подготовкой и приведением телеметрических данных к виду, обеспечивающему наиболее эффективное их использование, а также предлагаются принципы построения и логическая структура группового телеметрического сигнала, обеспечивающие возможность передачи кодированной информации.
Бесплатно
Электрохимическая обработка металлов неподвижным катодом-инструментом
Статья научная
Построена математическая модель двумерной задачи электрохимической обработки металлов неподвижным катодом-инструментом. Электрическое поле в межэлектродном промежутке описывается моделью идеального процесса. Выполнены расчеты безразмерных координат точек искомой границы и времени ее обработки для различных значений начального межэлектродного зазора
Бесплатно
