Статьи журнала - Сибирский аэрокосмический журнал
Все статьи: 3183
Аппроксимация данных поверхности растровых карт в геоинформационной системе
Статья научная
Рассматриваются растровое представление данных в геоинформационных системах и задача аппроксимации имеющихся данных на растровой карте. Обосновывается выбор метода сплайн-аппроксимации для географической карты.
Бесплатно
Аппроксимация значений коэффициентов опор балки при колебаниях и потери устойчивости
Статья научная
Рассмотрена проблема расчета первой собственной частоты колебаний и первой критической силы для балки с упругими опорами. Аналитический обзор литературы по решению таких задач показал, что в теории колебаний и теории устойчивости стержней учет условий закрепления основан на использовании коэффициентов опор, значения которых были получены после решения соответствующего дифференциального уравнения. В рассмотренной литературе содержится только ограниченный набор значений этих коэффициентов, в основном для идеальных опор простых типов: шарниры, заделка и др. Учет жесткости опор можно найти только в отдельных изданиях и только для ограниченного числа вариантов значений. В данной работе выполнен расчет коэффициентов опор в зависимости от жесткости закрепления балки для первой собственной частоты колебаний и первой критической силы. Полученные значения были разделены на три зоны жесткостей и аппроксимированы внутри каждой зоны квадратичными функциями. Использование квадратичной аппроксимации позволило получить простые аналитические зависимости, пригодные для инженерных прикладных расчетов, а разбиение жесткости на зоны обеспечило приемлемую погрешность получаемых значений. Также квадратичные зависимости позволили решать обратные задачи по определению жесткостей опор для заданного значения первой собственной частоты колебаний или первой критической силы. Проведено подробное исследование погрешности полученных аппроксимирующих функций по всему рассмотренному диапазону жесткостей, которое показало, что погрешность определения коэффициента опор при колебаниях составляет не более 2 %, а при потере устойчивости - 6 %. Погрешность зависит от сочетания жесткостей опор и может увеличиться, если жесткости различаются более чем на порядок. Также была установлена высокая чувствительность решения обратной задачи к входным данным, что является следствием высокой нелинейности зависимости коэффициентов опор от жесткости. Полученные результаты можно использовать при инженерных расчетах первой собственной частоты колебаний и первой критической силы балки с упругими опорами.
Бесплатно
Асимптотика распределения числа восстановлении в процессе восстановления порядка (k 1, k 2)
Статья научная
Доказана сходимость распределения числа восстановлений в момент времени t к нормальному распределению для процесса восстановления порядка (k 1, k 2), обобщающего известные в теории надежности простой и общий процессы восстановления.
Бесплатно
Асимптотический анализ двухкритериальной модели реальных инвестиций на основе Z-преобразования
Статья научная
Предлагается приложение z-преобразования к асимптотическому анализу линейных многошаговых задач оптимального управления на примере двухкритериальной модели оптимизации реальных инвестиций предприятия с неограниченным количеством видов производимой продукции и/или спросом на нее на бесконечном горизонте планирования.
Бесплатно
Асимптотический вероятностный генетический алгоритм
Краткое сообщение
Предложена модификация вероятностного генетического алгоритма, в которой вместо стандартных операторов мутации и селекции, действующих на отдельные решения (особи), используются операторы, действующие на распределение вероятностей компонент вектора решений (генов). Проведено сравнение надежности и эффективности базового алгоритма и его модификаций на множестве тестовых функций и задаче формирования кредитного портфеля банка.
Бесплатно
Асимптотическое поведение средней стоимости восстановлений в моделях процессов восстановления
Статья научная
При эксплуатации ракетно-космической техники, электронно-вычислительных систем, систем электроснабжения, теплоснабжения, транспортных систем и многих других происходят отказы, возникают угрозы атак, безопасности и множество других воздействий, имеющих случайный характер и оказывающих негативную роль на их работу. Такие воздействия приводят к процессам восстановления, в которых время работы восстановленных элементов до их отказа, число отказов, время и стоимость восстановлений являются случайными величинами. В теории вероятностей и математической теории надежности при исследовании процессов восстановления особую роль имеет функция восстановления (среднее значение числа случайных отказов). Особо отметим ее значимость в оптимизационных задачах при выборе стратегии проведения процессов восстановления. Так, одними из важнейших критериев оптимальности являются среднее число отказов, средняя стоимость восстановлений, интенсивность затрат, коэффициент готовности. Также отметим задачу необходимости и времени проведения профилактических восстановлений. В работе в рамках математической теории надежности рассматриваются модели процессов восстановления с учетом стоимости восстановлений с изменяющимися функциями распределения наработок до отказа восстанавливаемых элементов и стоимостями восстановлений. Для рассматриваемых моделей получена формула функции затрат (средней стоимости восстановлений) через функции восстановления двух общих процессов восстановления, позволяющая доказать теоремы о асимптотическом поведении функции затрат, хорошо известные для асимптотического поведения функции восстановления общего процесса восстановления, где не учитывается время восстановлений. Полученные асимптотические теоремы для средней стоимости восстановлений обобщены на введенный альтернирующий (когда учитывается еще и случайное время проведения восстановлений) процесс восстановления с учетом стоимости восстановлений с изменяющимися функциями распределения наработок до отказа восстанавливаемых элементов и стоимостями их восстановлений.
Бесплатно
Асинхронный электропривод антенны радиолокатора секторного обзора в режиме пульсирующего движения
Статья научная
Предметом исследования является принцип формирования режима пульсирующего движения для управления электроприводом антенны радиолокационной станции секторного обзора, основанный на фазной модуляции питающих напряжений двухфазного асинхронного двигателя с прерыванием одного из них тогда, когда электромагнитный момент переходит через ноль. Цель работы - получение расчетных соотношений, позволяющих установить связь между выходными параметрами электропривода и параметрами исполнительного двигателя, источников питания и нагрузки при потенциальной фазовой модуляции. Разработана методика расчета электропривода с пульсирующим законом движения, основанная на решении системы уравнений в операторной форме, описывающих обобщенную электрическую машину, методом Крамера относительно токов фаз асинхронного двигателя. С использованием полученных токов фаз обобщенной электрической машины вычисляется электромагнитный момент. Следующий шаг состоит в том, что из электромагнитного момента выделяются пусковая и демпфирующая составляющие. Далее решается уравнение движения относительно перемещения подвижного элемента, позволяющее связать указанные токи с выходными параметрами электропривода, для чего служит метод гармонического баланса. В результате исследований получены инженерные расчетные соотношения, которые дают возможность установить взаимосвязь между электромагнитным, пусковым, демпфирующим моментами электропривода, скоростью, перемещением и параметрами исполнительного двигателя, источников питания и нагрузки при потенциальной фазовой модуляции. Проведен сравнительный анализ результатов аналитического решения и математического моделирования электропривода в программной среде MATLAB. По итогам анализа сделан вывод о том, что расхождение между рассчитанными токами фаз асинхронного двигателя и результатами математического моделирования электропривода не превышает 2 %. В свою очередь, разница между результатами расчета и математического моделирования для электромагнитного момента и перемещения подвижного элемента электропривода не превышает 3 и 6 % соответственно. Таким образом, высокая сходимость расчетных данных с результатами моделирования позволяет говорить о правомочности применения разработанной методики для определения выходных параметров асинхронных электроприводов с пульсирующим законом движения.
Бесплатно
Статья научная
Анализируются астрономические источники первичной навигационной информации для автономного определения движения объектов.
Бесплатно
Базовые продукты дистанционного зондирования Земли на основе радиолокационных данных
Статья научная
Представлены результаты работ по созданию в НЦ ОМЗ ОАО «Российские космические системы» Банка базовых продуктов ДЗЗ в части радиолокационной информации. Приведены примеры продуктов, технологический цикл создания которых реализован в 2012 г. Представлены планы по дальнейшему развитию технологий.
Бесплатно
Балансировка некоторых агрегатов космических аппаратов
Статья научная
В космических аппаратах, к которым относятся как средства выведения на орбиту и функционирования в космосе - двигатели, так и искусственные спутники различного назначения, имеются детали, узлы и агрегаты, работающие в режиме вращения, а следовательно, испытывающие воздействие центробежных сил. И в случае неуравновешенности материала, из которых они изготовлены, или комплектующих деталей относительно оси вращения, в процессе эксплуатации соответствующих объектов они могут выйти из строя в результате дисбаланса, что может нарушить рабочий режим или даже привести к выходу из строя космического аппарата. В качестве примеров предотвращения негативных последствий дисбаланса объектов космических аппаратов рассмотрены технологии балансировки: а) вращающихся деталей турбонасосного агрегата жидкостного ракетного двигателя; б) электронасосного агрегата космического аппарата, предназначенного для обеспечения регламентных температурных режимов космического аппарата. Такие объекты изучения выбраны не случайно, а в связи с тем, что ротор турбонасосного агрегата с расположенными на нем рабочими колесами работает максимум десятки секунд/минут либо непрерывно, либо в циклическом режиме при высокой частоте вращения - вплоть до 100 000 об/мин. Что касается электронасосных агрегатов, то они должны обеспечивать температурный режим искусственных спутников значительно более длительное время -вплоть до 15 лет.
Бесплатно
Безножевая обработка волокнистой суспензии с использованием подвижной преграды
Краткое сообщение
Представлены результаты экспериментальных исследований процесса размола волокнистых материалов безножевым способом. Рассмотрено влияние изменения числа лопаток рабочего колеса турбины на процесс гидродинамического размола волокнистых материалов.
Бесплатно
Бизнес-процессы управления рыночным поведением предприятий аэрокосмической отрасли
Статья научная
Исследуются проблемы управления рыночным поведением российских предприятий аэрокосмической отрасли при внедрении процессного подхода. Подчеркивается важность управления рыночным поведением предприятия с точки зрения эффективности системы создания и предоставления ценности. Предлагается за отправную точку при формировании бизнес-процессов принять, с одной стороны, обеспечение роста стоимости компании через непрерывное улучшение ее деятельности, а с другой стороны, повышение удовлетворенности потребителей, что позволяет определить спектр показателей, от которых необходимо формировать всю пирамиду процессов. Описываются основные этапы внедрения процессного подхода в управлении рыночным поведением предприятия - производителя космической техники. Результаты исследования имеют важное значение для предприятий аэрокосмической отрасли, поскольку использование процессного подхода и реинжиниринга является доступным и наиболее эффективным способом управления рыночным поведением предприятий.
Бесплатно
Бизнес-среда как условие модернизации экономики региона
Статья научная
Рассмотрены основные направления формирования бизнес-среды в регионе, а также возникающие при этом проблемы. Проведен анализ основных форм происходящих интеграционных процессов как важнейших способов обеспечения конкурентоспособности.
Бесплатно
Бизнес-стратегии развития предприятия оборонно-промышленного комплекса
Статья научная
Приводится типология проектов, осуществляемых в рамках инновационного развития предприятий оборонно-промышленного комплекса. Для выделенных типов проектов предложены инструменты формирования бизнес-стратегий, учитывающие специфику реализации инновационных проектов.
Бесплатно
Статья научная
В последние годы существенно увеличилась размерность многих практических задач оптимизации. Подобные задачи глобальной оптимизации высокой размерности (large-scale global optimization, LSGO) имеют несколько сотен или тысяч переменных и являются несепарабельными. Более того, практические задачи оптимизации часто сложны для детального анализа и рассматриваются как модели типа «черный ящик», следовательно, при решении этих задач применимы только методы прямого («слепого») поиска. Наиболее эффективные подходы используют популяционные методы случайного поиска и основаны на идеях кооперативной коэволюции с декомпозицией задачи по переменным. Подобные алгоритмы в основном ориентированы на задачи с вещественными переменными и не могут быть применены к задачам с дискретными и смешанными переменными. Предложен новый подход, основанный на применении сочетания бинарного генетического алгоритма и алгоритма оценки распределения (Еstimation of distribution algorithm, EDA). Бинарный генетический алгоритм решает основную задачу оптимизации, алгоритм EDA используется для оценки статистики, накопленной по результатам прошлых этапов поиска генетическим алгоритмом, и дальнейшей декомпозиции задачи путем фиксации перспективных значений генов в хромосоме. Предложенная декомпозиция задачи на основе EDA-алгоритма обладает свойствами основных методов решения задач оптимизации высокой размерности: метода случайной группировки генов и метода анализа динамики генов. Обсуждаются обычная версия предложенного подхода и островная модель, позволяющая реализовать алгоритм на параллельных компьютерах. Представлены результаты численных экспериментов на множестве тестовых задач, используемых в соревнованиях по глобальной оптимизации высокой размерности в рамках конференций IEEE CEC. Результаты демонстрируют, что предложенный подход обладает эффективностью, сравнимой с другими известными эффективными подходами (победителями и участниками соревнований), и в то же время может применяться к задачам оптимизации с любыми переменными, так как используется бинарное представление решений.
Бесплатно
Биометрическая статистика: «сглаживание» гистограмм, построенных на малой обучающей выборке
Статья научная
Рассматривается вопрос улучшения устойчивости статистических вычислений при малой обучающей выборке за счет усложнения статистической обработки исходных данных. Показано, что достоверность оценивания закона распределения малых выборок биометрических данных может быть увеличена за счет сглаживания гистограмм. Предлагается использовать некоторый цифровой фильтр, который будет осуществлять сглаживание традиционной гистограммы, и за счет этой дополнительной обработки улучшится устойчивость статистических вычислений. Корректный выбор окна цифрового фильтра сглаживания и многократное искусственное увеличение числа дискрет, используемых при цифровой фильтрации, дает возможность существенно увеличить мощность критерия согласия Джини и хи-квадрат критерия. Сглаженный критерий Джини менее чувствителен к числу примеров в тестовой выборке. Таким образом, его применение приводит к уменьшению вероятности ошибок второго рода, обусловленных ограниченным числом опытов. Представлена сравнительная таблица вероятности ошибок принятия решений по хи-квадрат критерию и критерию Джини для сглаженных данных. В отличие от критерия хи-квадрат, критерий Джини оказывается работоспособен даже на выборке из малого количества опытов. Таким образом, для задач биометрии мы наблюдаем очевидный выигрыш от применения критерия Джини.
Бесплатно
Бифуркационный анализ комбинированного преобразователя при изменении емкости выходного фильтра
Статья научная
Важное место в различных областях техносферы занимают импульсные преобразователи, которые являются ключевыми элементами большинства промышленных, энергетических и транспортных установоки устройств. По этой причине их эффективность функционирования связана с эксплуатационными, энергетическими, надежностными характеристиками преобразователей, резервы для повышения эффективности которых закладываются на стадии проектирования. В связи с этим все большую роль приобретает концепция нелинейной динамики, применение которой позволяет в полной мере реализовать все конструктивные возможности преобразователей. Предметом исследования является комбинированный преобразователь со стабилизацией выходного напряжения. Цель данной работы - определение минимального и максимального значений емкости выходного фильтра преобразователя, при которых выходное напряжение преобразователя будет находиться в одноцикловом режиме. Предложена модель комбинированного преобразователя на основе численно-аналитического метода математического моделирования динамики полупроводниковых преобразователей, способного работать в качестве как понижающего, так и повышающего. Данный преобразователь обеспечивает одинаковую полярность входного и выходного напряжения, с возможностью получения выходного напряжения как больше входного, так и меньше, при меньших потерях на элементах и номиналов токов через транзисторы и диоды, в сравнении с импульсными преобразователями с разделительным конденсатором. Математическая модель дает возможность провести исследование, изучить его нелинейные динамические свойства, позволяет провести бифуркационный анализ, а также аналитически произвести поиск длительности управляющих импульсов коммутационных элементов, при которых работа преобразователя будет находиться в устойчивом режиме. Построены бифуркационные диаграммы выходного напряжения в зависимости от изменения емкости выходного фильтра, определен диапазон работы преобразователя в одноцикловом режиме, а также моменты перехода к многоцикловымрежимам работы преобразователя. Определен диапазон изменения емкости выходного фильтра, обеспечивающей устойчивую работу преобразователя в различных режимах. Полученные данные могут быть использованы при проектировании устройств силовой электроники на основе преобразователя данного типа, в частности, при проектировании модулей систем электропитания космических аппаратов, для обеспечения их устойчивой работы с учетом постепенной деградации компонентов схемы.
Бесплатно
Бортовая микропроцессорная система управления с повышенной сбоеустойчивостью
Статья научная
Современные инновационные тенденции развития космического приборостроения связаны с применением микропроцессорных технологий в бортовой аппаратуре. Поэтому в состав аппаратуры вводятся микропроцессорные системы управления, осуществляющие непосредственное управление прибором на основании внутренних алгоритмов, что позволяет перейти к распределенному принципу управления, в основе которого лежит идея о локализации функций управления приборами, находящимися на борту, внутри самих приборов. В частности, при создании системы преобразования и управления нового поколения для электрореактивной двигательной установки в АО «НПЦ «Полюс» (г. Томск) разработана бортовая микропроцессорная субсистема обмена и управления, за счет интегрирования которой в указанную систему удалось не только улучшить ее массогабаритные показатели, но и расширить функциональные возможности. Однако рост требований к космическим аппаратам в целом приводит к необходимости совершенствования и систем управления бортовой аппаратурой. Выполнение этих требований невозможно без применения современных интегральных схем со сверхбольшой степенью интеграции, изготовленных по нанометровым технологическим нормам. Как известно, такие схемы, выполненные по субмикронным технологиям, в отличие от микронных обладают более высокой чувствительностью к одиночным эффектам, вызванным воздействием тяжелых заряженных частиц космического пространства, что, в свою очередь, обусловливает необходимость принятия ряда специальных мер по обеспечению стойкости систем управления. Рассмотрены способы повышения сбоеустойчивости микропроцессорных систем управления бортовой аппаратурой космических аппаратов. Показаны пути решения проблем, связанных с выбором электронных компонентов, схемотехнических и архитектурных решений для обеспечения стойкости к одиночным эффектам, вызванным тяжелыми заряженными частицами космического пространства. Предложена к реализации архитектура микропроцессорной системы управления с расширенными функциональными возможностями, высоким быстродействием и повышенной сбоеустойчивостью.
Бесплатно
Бортовая оптико-радиолокационная система
Статья научная
Рассмотрена проблема защиты геостационарных космических аппаратов (КА) от космического мусора, в том числе от геостационарных спутников, не уведенных на орбиту захоронения. Для обеспечения безопасности КА необходима совместная работа нескольких бортовых систем. Бортовая оптико-радиолокационная система предназначена для обнаружения космических объектов и определения координат. Рассмотрены преимущества комплексирования оптической и радиолокационной аппаратуры, принципы работы и варианты построения бортовой оптико-радиолокационной системы геостационарного космического аппарата. Проведен сравнительный анализ вариантов построения, приведены структурные схемы. Рассмотрены точностные характеристики, проведена оценка потребляемой мощности и массы системы.
Бесплатно
Бортовой вычислительный комплекс для негерметичных долгоресурсных КА
Статья научная
Эффективность и автономность функционирования информационных спутников существенно возросла после применения на них бортовых цифровых вычислительных комплексов. Первые образцы бортовых цифровых вычислительных комплексов, созданные на ОАО «ИРЗ» для космических аппаратов информационного обеспечения, функционировали внутри герметичного контейнера спутника: Салют-32, Салют-32-02. Для негерметичных спутников связи на базе БЦВК «Салют-32-02» был создан безрамный вариант «Салют-32М». Использование в БЦВК унифицированного процессора отечественного производства с VAX архитектурой позволило применить задел по программному обеспечению и сократить сроки реализации космических проектов. Для перспективных негерметичных космических аппаратов создан БЦВК «Салют-32М1» на основе зарубежного процессора AT697F, в котором устойчивость элементов комплекса к сбоям обеспечена применением тройного модульного резервирования внутри логических узлов, а устойчивость к отказам обеспечена дублированием составных частей БЦВК и возможностью реконфигурации комплекса.
Бесплатно
