Статьи журнала - Сибирский аэрокосмический журнал
Все статьи: 3217
Решение задач Коши для системы уравнений, описывающей одномерный поток гранулированного материала
Статья научная
Получено решение задачи Коши для системы уравнений, описывающей одномерный поток гранулированного материала, с использованием законов сохранения специального вида.
Бесплатно
Статья научная
При современном уровне развития компьютерных систем и их взаимосвязей задачи обеспечения информационной безопасности становятся все более актуальными. Автоматизация проектирования детекторов спама, атак на компьютерные сети способна повысить скорость реагирования на вновь возникающие угрозы. Нейронные сети являются одним из наиболее часто применяемых для этих целей подходов, однако их создание является сложной интеллектуальной процедурой. Качество получаемых решений может быть повышено за счет создания ансамблей нейронных сетей. Поэтому автоматизация проектирования ансамблей нейронных сетей при помощи эволюционных алгоритмов способна освободить экспертов в области компьютерной безопасности от необходимости разработки алгоритмического ядра и избежать высоких требований к квалификации конечных пользователей. Однако эффективность применения эволюционных алгоритмов существенно зависит от выбора их настроек, что является сложной задачей даже для специалистов в области эволюционного моделирования. Поэтому для автоматизации настройки эволюционных методов используется самоконфигурация в ходе работы алгоритма. Предлагается использовать самоконфигурируемый алгоритм генетического программирования для создания символьного выражения, учитывающего решения отдельных нейронных сетей из предварительного пула, содержащего 20 нейронных сетей, заранее автоматически сгенерированных при помощи самоконфигурируемого алгоритма генетического программирования. Тестирование предлагаемых алгоритмов выполнялось на репрезентативном множестве тестовых задач и показало высокую эффективность автоматического генерирования ансамблей нейронных сетей на основе самоконфигурируемых эволюционных алгоритмов. Эффективность разработанного подхода была оценена на двух задачах из области компьютерной безопасности, таких как обнаружение спама и выявление PROBE-атак. Проведенное сравнение с альтернативными подходами показало, что рассматриваемый в данной статье метод способен эффективно решать задачи, стоящие перед экспертами в области безопасности компьютерных систем.
Бесплатно
Статья научная
С целью повышения надежности и качества вновь создаваемых систем ориентации и стабилизации космических аппаратов требуется проведение их всесторонней наземной экспериментальной отработки как в процессе проектирования, так и в процессе производства. При этом эффективность наземной экспериментальной отработки системы ориентации напрямую зависит от точности воссоздания среды её функционирования, что, в свою очередь, требует высокой точности воспроизведения внешних воздействий на чувствительные элементы отрабатываемой системы. Рассматривается вопрос обеспечения точности задания входных воздействий на чувствительные элементы системы ориентации и стабилизации при проведении динамических испытаний на комплексе моделирующих стендов с применением трехосного имитатора движения, построенного на базе трехстепенного карданова подвеса. Приведена процедура расчета и алгоритм формирования управляющих воздействий на трехосный имитатор движения при имитации вектора абсолютной угловой скорости на измерительные каналы прибора, предназначенного для измерения угловой скорости корпуса космического аппарата. Приведены основные преимущества имитатора движения, обусловленные его специфическим конструктивным исполнением. Представлены основные кинематические соотношения и методика выставки трехосного имитатора движения относительно меридиана, позволяющая учитывать влияние угловой скорости вращения Земли на чувствительные оси прибора в процессе формирования управляющего воздействия на имитатор движения, тем самым повышая точность имитации воспроизводимой величины. Решена актуальная задача, которая, с одной стороны, позволяет повысить качество процесса измерения выходных характеристик прибора, а с другой - повысить эффективность наземной экспериментальной отработки системы ориентации и стабилизации. Методом математического моделирования проведена оценка влияния погрешности, вносимой трехосным имитатором движения в процесс измерения динамических характеристик системы ориентации и стабилизации в режиме успокоения. Показано, что расчетные кинематические соотношения и разработанные алгоритмы управления с достаточной точностью воспроизводят имитацию углового движения КА. Погрешность воспроизведения скорости углового вращения в установившемся режиме не превышает 0,1 ′/с.
Бесплатно
Решение задачи моделирования систем технического обслуживания летательных аппаратов
Статья научная
Представлено краткое описание марковской модели нерезервированных агрегатов и систем летательных аппаратов с регламентным техническим обслуживанием, рассмотрены особенности ее численного решения.
Бесплатно
Статья научная
Предложена методика оказания помощи экипажу воздушного судна при выходе из аварийной ситуации в полете с использованием вероятностного метода.
Бесплатно
Решение задачи прогнозирования экологического состояния города нейроэволюционныmи алгоритмами
Статья научная
Рассматривается решение задачи прогнозирования экологического состояния города в зависимости от химического состава воздуха. Описывается процедура решения данной задачи при помощи искусственных нейронных сетей, выращенных эволюционными алгоритмами. Представлены некоторые из модификаций эволюционных алгоритмов, которые позволяют повысить эффективность предсказания. Также с целью повышения эффективности рассматривается коллективный подход к построению нейросетевых предикторов. Были описаны существующие сегодня методы формирования коллективов интеллектуальных информационных технологий. Представлено сравнение их эффективности на ряде тестовых задач. Предлагается модифицированный подход к проектированию коллективов искусственных нейронных сетей, отличающийся от известных комбинированным использованием существующих схем и методов организации коллектива. В описании решаемой задачи подчеркивается проблема наличия большого количества пропусков в таблице данных. Для ее решения используется модифицированный метод генетического программирования. Показана полезность использования данной процедуры при решении поставленной задачи. Тестирование показывает эффективность предложенного подхода по сравнению с базовой и коллективной моделями. Одно из приложений разработанного алгоритма - предсказание временных рядов. Многие технические системы содержат большое количество динамических параметров, отслеживание и предсказание которых является важной задачей. Ракетно-космическая техника не является исключением, а потому описанный алгоритм является для нее полезным инструментом анализа данных. Разработанный подход может являться как средством создания самостоятельных предикторов, так и средством комбинирования уже существующих. Показано, что такой подход позволяет увеличить точность итоговых моделей.
Бесплатно
Краткое сообщение
Рассмотрена методика транслирования моделей бизнес-процессов в раскрашенные сети Петри, предназначенная для исследования исходного процесса путем имитационного моделирования.
Бесплатно
Решение задачи синдицированного кредитования методом динамического программирования
Статья научная
Предложено решение задачи синдицированного кредитования методом динамического программирования. Показана высокая вычислительная эффективность метода по сравнению с полным перебором.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе рассматривается решение задачи фильтрации с применением фильтра Калмана при оптимальной настройке радиоотражающего сетеполотна. Рассмотрен крупногабаритный трансформируемый рефлектор космического базирования. В процессе выведения данной конструкции на заданную орбиту возможен уход реальной формы радиоотражающего сетеполотна от желаемой. Для обеспечения поточечной настройки активной части сетеполотна применяется тросо-вантовая система. Узловые точки радиоотражающей поверхности связаны с тыльной стороной сетеполотна через ванты. В них встроены актюаторы, позволяющие изменять длину вант. В качестве исполнительного органа выбран пьезоактюатор. Путем поточечной настройки пьезоактюаторов происходит натяжение сетеполотна до необходимой формы. Это позволяет обеспечивать качественную диаграмму направленности и высокий уровень сигнала при приёмепередаче данных. Приведены конкретные значения возмущающих воздействий. Для измерения напряжения питания на пьезоактюаторе и длины ванты применяются преобразователь напряжения и лазерный сканер. Определены возможные отклонения от расчётного начального положения. В соответствии с принципом разделения сперва решается задача оценивания, затем задача управления. Задача оценивания решается с использованием фильтра Калмана. Задача управления - с использованием алгоритма оптимального управления по иерархии целевых критериев. Представлены результаты численного моделирования. Показано успешное решение поставленной задачи при вариативных значениях шумов измерений и возмущающих воздействий. Приведено сравнение с траекториями, полученными с использованием различных алгоритмов оптимального управления.
Бесплатно
Статья научная
Отказы элементов при работе технических и многих других систем имеют, как правило, случайный характер. Это приводит к различным моделям процесса восстановления, изучаемым в теории вероятностей и математической теории надежности. В процессе восстановления отказавшие элементы восстанавливаются или заменяются на новые, при этом часто происходит изменение стоимостей и качества восстанавливаемых элементов (функций распределения наработок до отказа). В работе рассматривается функция затрат (средняя стоимость восстановления) в процессе восстановления порядка в котором по определенному правилу изменяются стоимости каждого восстановления и функции распределения наработок. Учитывая, что функция восстановления (среднее число отказов) хорошо изучена в теории надежности, получено решение интегрального уравнения для функции затрат через функцию восстановления рассматриваемой модели. Для процесса восстановления порядка получена формула вычисления функции затрат через функцию восстановления простого процесса, образованного сверткой всех функций распределения периодической части. Для практического применения получены явные формулы функции затрат при процессе восстановления, у которого периодическая часть распределена по экспоненциальному закону или закону Эрланга порядка m с одним и тем же показателем α. Полученные формулы могут быть использованы для изучения свойств функции затрат и решения оптимизационных задач в стратегиях проведения процесса восстановления в терминах «цена», «качество», «риск», если, например, за качество принимать среднее число отказов, за цену - среднюю стоимость восстановлений, за риск - дисперсии числа отказов или стоимости восстановлений.
Бесплатно
Решение краевых задач уравнений двумерной теории упругости с помощью законов сохранения
Статья научная
Плоская задача для уравнений упругости достаточно хорошо изучена. Это объясняется ее важностью для приложений и тем, что уравнения сводятся к системе Коши - Римана. Несмотря на это, точных решений, которые описывали бы напряженно-деформированное состояние тел конечных размеров, не так много. Законы сохранения для дифференциальных уравнений появились более ста лет назад, но, как правило, они не использовались для решения конкретных задач, а представляли «чисто академический» интерес. Ситуация изменилась с развитием техники построения законов сохранений для произвольных систем дифференциальных уравнений, а затем - с использованием законов сохранения для решения краевых задач теории пластичности и упруго-пластичности. В этой статье построены новые законы сохранения для уравнений плоской теории упругости в стационарном случае. Эти законы образуют бесконечную серию, которая тесно связана с решениями уравнений упругости. Именно этот факт позволил свести решение краевых задач в терминах перемещений к вычислению контурных интегралов по границе области, ограниченной изучаемым упругим телом. Из данной методики следует, что область может быть многосвязной, а граница - кусочно-гладкой .
Бесплатно
Решение терминальной задачи управления для нелинейных динамических систем
Статья научная
Рассматривается метод решения задачи терминального управления нелинейными динамическими систе- мами, основанный на методе эволюционных стратегий. Синтез функции управления состоит в определении характеристик идеального двухпозиционного реле.
Бесплатно
Статья научная
Течение газа, вытекающего из сопла ракеты, описывается системой уравнений Навье - Стокса. Для поиска решения уравнений Навье - Стокса в общем случае используются численные методы. Однако даже современные численные методы не позволяют осуществить моделирование течения газа с учетом всех особенностей течения. Это связано со сложными физическими процессами, возникающими при течении газа из сопла, и ограничением вычислительных возможностей. Существует как минимум два пути решения этой сложности: разрабатывать численные методы, использующие меньшую вычислительную сложность, или повышать производительность вычислительных систем. В связи с этим, целью многих научных исследований является разработка численных методов, которые по отношению к существующим методам требуют меньше вычислительных ресурсов и, одновременно с этим, позволяют находить решение без потери точности. В 1959 г. Aksel C. Wiin-Nielsen представил новый численный метод для решения задачи прогнозирования погоды, названный методом траекторий. В 1966 г. К. М. Магомедов использовал аналогичных подход при разработке численного алгоритма для поиска численного решения задачи, моделирующей трехмерное течение газа. В 1982 г. O. Pironneau развил этот метод для построения численного решения двумерных уравнений Навье - Стокса. В настоящее время эти методы интенсивно развиваются и у них устоялось общее название: полулагранжевы или эйлеролагранжевы методы. Чтобы использовать преимущества этого подхода, ученые раскладывают уравнения Навье - Стокса на три составляющие: конвективная часть (гиперболическая часть уравнений), эллиптическая часть и часть известных величин, которая записывается в правой части уравнений. При решении уравнений Навье - Стокса полулагранжевы методы используются для аппроксимации конвективной части. К этой части относятся все слагаемые уравнения неразрывности. Для разработки численного метода мы будем искать решение уравнения неразрывности. Консервативные версии полулагранжевых методов основаны на теореме Гаусса - Остроградского (теорема о дивергенции в зарубежной литературе). Такой подход позволяет достигнуть выполнения закона сохранения для численного решения задачи в норме пространства L1. Целью нашего исследования является разработка численного алгоритма с использованием разных шагов по времени в разных частях вычислительной области. Это позволит добиться выполнения одновременно трех важных свойств: сходимости численного решения задачи к точному ее решению, снижения вычислительной сложности метода, выполнения закона сохранения без использования поправочных (весовых) коэффициентов. Чтобы построить такой алгоритм, мы разбили одномерную вычислительную область на две части (подобласти), в которых мы используем разные шаги по времени. Основная сложность при разработке алгоритма состоит в поиске численного решения на границах двух подобластей. Одномерное (по пространству) уравнение неразрывности является тестовым уравнением для разработки алгоритма, на котором показана принципиальная возможность создания алгоритма с указанными свойствами. В дальнейших исследованиях этот алгоритм будет обобщен для решения двумерной и трехмерной задач. При моделировании реальных задач описанный подход позволит более точно моделировать течение газа без искусственного размывания, связанного с вычислением интегралов на нижнем слое по времени, в частях вычислительной области с высоким уровнем изменения численного решения
Бесплатно
Риски инновационной деятельности ракетно-космической промышленности
Статья научная
В современных условиях ракетно-космическая промышленность (РКП) является базовым элементом отечественного космического потенциала, конкурентоспособной на мировом рынке ракетно-космической техники и отличается наукоемкими, высокотехнологичными производственными процессами и создаваемыми изделиями, обладает высокими инновационными возможностями, эффективная реализация которых способна оказать влияние на развитие экономики России. Инновационная деятельность предприятий ракетно-космической промышленности связана с большими затратами по разработке новых проектов ракетно-космической техники, финансирование которых осуществляется в основном из бюджетных источников, из средств венчурных и специальных фондов. В процессе инновационной деятельности в силу неопределенности условий развития возникают ситуации риска, обусловленные наличием ряда факторов, связанных с нестабильностью экономической конъюнктуры рынка, геополитической обстановкой в мировом сообществе и влияющих на результат деятельности предприятий ракетно-космической промышленности. Результат разрабатываемых проектов инновационной деятельности зависит от уровня риска и степени неопределенности, и в связи с этим необходимо производить их оценку и управлять ими. В ходе исследования были определены факторы и причины возникновения рисков инновационной деятельности предприятий, а также их основные функции и характеристики. Предложена классификация рисков с позиции положительного и отрицательного влияния на инновационную деятельность предприятий ракетно-космической промышленности.
Бесплатно
Риски космических проектов. Анализ неудачных космических запусков
Статья научная
Проведен анализ неудачных космических запусков с российских космодромов. Рассмотрена статистика запусков в период с 2004 по 2014 годы. Под неудачными понимаются запуски, в ходе которых произошли негативные события, повлекшие частичное или полное невыполнение запланированных мероприятий, повреждение или потерю космического аппарата, а также ущерб третьим лицам. Выявлено 19 неудачных запусков за данный период. Дана характеристика сущности события, причин неудачи, последствий и ущерба по каждому из них. Проведен анализ неудачных запусков в разрезе используемых ракет-носителей и разгонных блоков. Выявлено значительное влияние на успешность запуска человеческого фактора и уровня технического контроля производства. Описана классификация рисков космического проекта. Определены категории критичности последствий проявления риска. Выявлено соответствие между повлекшими отрицательные отклонения негативными событиями и группами рисков космических проектов, критичностью последствий проявления риска. На основании исследования выявлено преобладание технической группы рисков как источника причины неудачи. На втором месте по частоте проявления - человеческие риски. Анализ показал, что человеческие риски ведут к более критичным для проекта последствиям, что обусловлено спецификой космических проектов. Выдвинуто предположение о необходимости пересмотра процессов управления при реализации космических проектов, включая систему управления рисками. Решение поставленной проблемы видится в совершенствовании организации космической деятельности на основе методов проектного управления.
Бесплатно
Робастные непараметрические оценки линейных функционалов
Статья научная
Рассматривается построение алгоритмов робастных непараметрических оценок линейных функционалов на основе взвешенного метода максимального правдоподобия.
Бесплатно
Статья научная
Представлена обобщенная формула, позволяющая находить коэффициенты регрессии линейного уравнения Y = K0 + K1X для общего случая, когда разброс точек в корреляционной связи величин X и Y обусловлен как их случайными погрешностями измерений, так и неконтролируемыми физическими факторами. Все известные выражения для коэффициентов регрессии оказались частными случаями полученной формулы.
Бесплатно
Персоналии
Бесплатно
Роль дуального профессионального образования в инновационном развитии промышленного предприятия
Статья научная
Описана проблема нехватки квалифицированных рабочих кадров в России. Рассмотрены основные причины возникновения этой проблемы. Приведен пример подготовки рабочих кадров в Германии на основе дуального обучения. Дана краткая характеристика проекта Агентства стратегических инициатив по подготовке рабочих кадров, соответствующих требованиям высокотехнологичных отраслей промышленности, на основе дуального образования. Описаны распоряжения Правительства Российской Федерации по комплексу мер, направленных на совершенствование системы среднего профессионального образования, а также по обеспечению повышения производительности труда, созданию и модернизации высокопроизводительных рабочих мест. Отмечено, что без государственной поддержки модернизация системы среднего профессионального образования невозможна. Помимо государственной поддержки развития системы среднего профессионального образования необходима консолидация ресурсов бизнеса, государства и сферы образования. Приведены предложения по изменению законодательства Российской Федерации, направленному на мотивацию предприятий к участию в практико-ориентированной (дуальной) модели подготовки высококвалифицированных рабочих кадров. Дана оценка участия предприятий и вузов Красноярского края в проекте по дуальному образованию. Рассмотрено воздействие дуального профессионального образования при подготовке высококвалифицированных кадров на инновационное развитие промышленного предприятия. Отмечено, что реализация проекта по переходу системы профессионального образования в регионах России на практико-ориентированное (дуальное) обучение позволит сформировать на инновационных предприятиях такое кадровое обеспечение, которое позволит обеспечить повышение производительности труда, а также будет способствовать ускорению снизу процесса создания и модернизации высокопроизводительных рабочих мест. При этом предприятия могут воспользоваться не только государственной системой подготовки кадров, но и получить государственную поддержку по компенсации собственных затрат.
Бесплатно
