Статьи журнала - Сибирский аэрокосмический журнал
Все статьи: 3217
Статья научная
Задача идентификации систем, т. е. определение структуры и параметров систем по наблюдениям, явля- ется одной из основных задач современной теории и техники автоматического управления. Точность решения задачи идентификации напрямую зависит от качества исходных данных (выборки наблюдений). Однако данные могут содержать в себе различные недостатки, в частности, пропуски. Пробелы (пропуски) в данных возникают вследствие множества причин, таких как невозможность наблю- дения, отсутствие необходимых инструментов и т. п. Самый простой метод работы с такими данными - исключение из таблицы показателя (столбец) или объекта (строки) с пробелом. При большом количестве про- пусков в данных этот подход приводит к уменьшению точности модели из-за сокращения объема выборки. Важно отметить, что в описанном случае сложность решения задачи идентификации повышается, особенно когда плотность пропусков высока, их расположение нерегулярно, а данных недостаточно (крайне мало). Целью работы является повышение точности решения задачи идентификации дискретно-непрерывных многомерных процессов по выборкам наблюдений с пропусками. Для достижения поставленной цели использо- вались методы математической статистики, анализа данных, математического моделирования. Описан алгоритм непараметрической оценки кривой регрессии в дискретно-непрерывном процессе в задаче заполнения пропусков матрицы наблюдений. Также на основе этого алгоритма строится модель. Были прове- дены два вычислительных эксперимента. Первое исследование проведено в условиях наличия пропусков в вы- ходной переменной матрицы наблюдений. Второй эксперимент проходил при наличии пробелов во входных переменных. Исследования проводились при различных объемах выборки. По итогам работы алгоритма при различных условиях приведены некоторые выводы. Результаты работы могут быть полезны при создании систем управления многомерными дискретно- непрерывными процессами.
Бесплатно
Статья научная
Волновые процессы в трубопроводных системах являются причиной неравномерности расходов подаваемых через них жидкостей. При открытии или закрытии регулирующей арматуры системы питания жидкостных ракетных двигателей возникают одиночные ударные волны, которые являются возмущениями давления в широком спектре частот и могут приводить к возбуждению неустойчивости рабочего процесса в газогенераторах или камерах сгорания. Целью работы является экспериментальное исследование процессов затухания вынужденных колебаний и одиночных гидроударных волн в турбулентных потоках слабосжимаемой капельной жидкости в гладких гидравлических магистралях круглого сечения. Поскольку процесс затухания ударных волн заметен только в протяженных трактах с отношением длины к диаметру трубопровода более нескольких тысяч, то методология проведения данной работы была построена на возбуждении гидроударных волн в магистральной транспортной системе, осуществляющей перекачку углеводородных горючих и регистрацию давления датчиками, расставленными равномерно вдоль магистрали. При исследованиях создавались возмущения с амплитудой более чем в 2 раза большей уровня постоянного гидродинамического шума. Одиночные гидроударные волны возбуждались путем проведения отбора жидкости. При этом в ответ на открытие крана (начало отбора) генерировалась волна разрежения, а на закрытие - волна сжатия. Проведённый спектральный анализ сигнала показал, что основная часть спектра гидродинамических колебаний находится в частотном диапазоне до 10 Гц. Более высокие частоты, генерируемые работой насосных агрегатов, быстро затухают. В результате экспериментов была получена аппроксимационная зависимость декремента затухания одиночных волн сжатия и разрежения в виде функции от чисел Рейнольдса. При переходных режимах течения жидкости от ламинарного к турбулентному динамические изменения происходят внутри ламинарного слоя и показатель затухания ударной волны стремится к постоянной величине. На основании сделанных предположений экспериментальные точки аппроксимированы экспоненциальной кривой вида . По результатам проведенной обработки были получены значения для коэффициентов и выполнено сравнение расчетных данных с результатами экспериментов. Показано удовлетворительное согласие результатов испытаний на модельной установке и на протяженных магистралях. Полученная экспериментальная зависимость, описывающая затухание гидроударных волн в турбулентных потоках, используется при проведении инженерных расчетов систем питания жидкостных ракетных двигателей на кафедре ракетных двигателей в Московском авиационном институте.
Бесплатно
Защита от исследования и ее применение в системах безопасности
Статья научная
Рассматривается информационное взаимодействие нарушителя и защищаемой системы в виде стереотипных схем исследования, предлагается метод снижения эффективности атаки путем искусственного повышения разнообразия атакуемой системы, описывается задача автоматизации проектирования систем безопасности.
Бесплатно
Защищенная сеть передачи данных на основе пакетного контроллера
Краткое сообщение
Рассматривается сеть передачи данных в системе с ограниченными ресурсами при распределенной организации обработки информации для различных режимов работы. Приводится сравнительный анализ вычислительной сложности и требуемых объемов памяти.
Бесплатно
Защищенный доступ к системам видеоконференции
Статья научная
Проводится анализ уязвимости «переполнение буфера» для программно-аппаратного комплекса «Метка привилегий». По методике CVSS строится вектор метрик, компоненты которого характеризуют уровень защищенности алгоритма. На основе полученных результатов авторами предлагается модифицировать существующий алгоритм.
Бесплатно
Звездный датчик для наноспутника
Статья научная
Проведен полный цикл разработки миниатюрного звездного датчика для наноспутника от выработки концепции до разработки конструкторской документации, изготовления опытного образца и его испытаний и калибровки на специально созданном испытательном стенде. Предложены алгоритмы для снижения шумов и повышения точности. На этой базе предложена система астроориентации из нескольких согласованных миниатюрных звездных датчиков на одном наноспутнике. Такая система позволяет уменьшить требования к индивидуальному датчику, входящему в систему. В настоящее время продолжаются работы по улучшению характеристик разработанного датчика и подготовки его к использованию на наноспутниках.
Бесплатно
Здравоохранение, социальная эффективность, закономерности и тенденции
Статья научная
Реализация приоритетного национального проекта в сфере здравоохранения требует серьезного подхода. Все мероприятия должны быть направлены на повышение эффективности функционирования самой системы. Исследование факторов и условий развития системы здравоохранения позволяет выявить резервы ее эффективности, присущие ей тенденции и закономерности и ее влияние на социально-экономическое развитие региона.
Бесплатно
Зеркально-линзовый расширитель лазерного пучка
Статья научная
Повышение точности определения дальности до космических аппаратов с помощью лазерной локации возможно при применении дисперсионного метода в определении поправки среднего коэффициента преломления атмосферы. Цель данной работы - рассчитать расширитель лазерного пучка, работающий одновременно для широкого диапазона длин волн без дополнительной перефокусировки. Приведен вариант расчета оптической системы расширителя лазерного пучка для лазерного спутникового дальномера в оптическом и ближнем инфракрасном диапазоне длин волн. Расширитель лазерного пучка представляет собой катадиоптрическую систему с входным зрачком диаметром примерно 42 мм и выходным - примерно 300 мм. Коллимация лазерного пучка происходит в расширителе без дополнительной перефокусировки для длин волн 435-2098 нм при 7-кратном увеличении. Определены расходимости пучков для монохроматического излучения. В предложенной оптической системе используется фокус Куде, позволяющий применять аппаратуру, установленную стационарно. При расчете оптической системы радиусы кривизны всех сферических поверхностей выбраны из рядов значений, рекомендуемых ГОСТ 1807-75, что удешевляет технологию изготовления. В обратном ходе лучей расширитель способен играть роль питающей оптики объектива сопровождения объекта в оптическом диапазоне. Чтобы избежать виньетирования при использовании расширителя в роли питающей оптики ПЗС-камеры для сопровождения спутника (в обратном ходе лучей), рассчитаны соответствующие световые диаметры линз. Рассчитанный зеркально-линзовый расширитель лазерного пучка для широкого оптического диапазона и ближней инфракрасной области спектра может быть использован как в системах лазерной спутниковой локации, так и для лазерных радаров на поверхности Земли.
Бесплатно
Статья научная
Обсуждаются результаты исследований по использованию данных высокочастотной импульсной лазерной локации и цифровой аэро- и космической съемки сверхвысокого разрешения для целей таксации и мониторинга лесов в Красноярском крае в 2012 г. По данным воздушного лазерного сканирования, аэро- и космической съемки сверхвыскокого разрешения и наземных измерений на пробных площадях, составлен цифровой план лесных насаждений опытного полигона. Разработаны и переданы в ФГУП «Рослесинфорг» для расширенной производственной апробации методические рекомендации по использованию воздушной лазерной и цифровой аэро- и космической съемки для целей таксации и мониторинга лесов в лесном фонде Российской Федерации. Обоснована необходимость продолжения исследований в части изучения возможностей интегрирования данных оптических сенсоров с радарами с синтезированной апертурой, разработки программных модулей автоматизированной обработки мультисенсорных данных дистанционного зондирования леса.
Бесплатно
Зубчатые двухступенчатые редукторы. Выбор оптимальной схемы
Статья обзорная
Рассмотрены оптимизация основных параметров коническо-цилиндрического редуктора и выбор оптимальной схемы зубчатого двухступенчатого редуктора на основе методик расчета, разработанных на кафедре прикладной механики Сибирского государственного технологического университета.
Бесплатно
Статья научная
Артиллерийский выстрел представляет собой сложный газо- и термодинамический процесс быстрого превращения химической энергии пороха в тепловую, а затем в механическую работу перемещения снаряда и откатных частей артиллерийского орудия. Отличительной особенностью применения авиационного артиллерийского оружия (ААО) является малое время, в течение которого возможна стрельба с летательного аппарата по цели, что требует производства не одного артиллерийского выстрела, а отстрела максимального количества снарядов с минимальными перерывами между очередями выстрелов. Анализ сложившихся физических представлений о процессах, протекающих в малокалиберном артиллерийском стволе (далее - ствол), позволяет выделить основную количественную характеристику температурного состояния, влияющую на качество функционирования ААО, - температурное поле ствола. Высокое по уровню и градиентам температурное поле, образующееся в стенке ствола при выстреле, очередях и сериях выстрелов, оказывает существенное влияние на снижение тактико-технических и эксплуатационных характеристик ААО. Поэтому задача синтеза математической модели теплофизического нагружения ствола (далее - модель, если из контекста изложения материала ясно, что речь идет именно о разработанной модели) и дефиниции температурного поля имеет большое значение для решения ряда практических приложений. К ним относятся: оценка износа канала ствола в зависимости от нагрева; анализ термопрочности материала ствола; анализ условий ведения снаряда по каналу ствола и экстракции гильзы при выстреле; оценка различных способов и методов искусственного охлаждения стволов; определение безопасности ААО по исключению события самосрабатывания термонагруженного патрона, находящегося в разогретом стрельбой стволе; обеспечение условий сохранения работоспособности взрывателей и т. д. Вместе с тем адекватный расчет нестационарного теплообмена в канале ствола затруднен, что связано с неполной достоверностью исходных данных и динамикой быстропротекающих процессов применения ААО. Целью работы установлено совершенствование математических средств, описывающих термодинамические состояния ствола на основе базовых функциональных зависимостей внутренней баллистики и рассредоточенного комбинирования методов теплообмена и конечных разностей. Многочисленное и всестороннее тестирование синтезированной модели, сравнение результатов расчета с данными классической теории, автомодельными решениями и с экспериментальными данными подтвердили достоверность и предопределили достаточную приспособленность модели к использованию по назначению по мере усложнения объектов исследований.
Бесплатно
Идентификация математической модели теплового состояния гидросистемы летательного аппарата
Статья научная
Предложен метод математического моделирования теплового состояния гидросистемы летательного аппарата. Математическая модель представляет собой систему дифференциальных уравнений в частных производных для углепластиковой композитной теплоизоляции и обыкновенных дифференциальных уравнений для элементов гидросистемы, описывающих их теплообмен с воздушной средой и окружающими поверхностями. Для решения прямой задачи теплового состояния элементов гидросистемы, т. е. для решения жесткой системы обыкновенных дифференциальных уравнений, использовали численную схему типа Розенброка второго порядка аппроксимации для неавтономных систем и решение системы дифференциальных уравнений с частными производными метода Монте-Карло на основе вероятностного представления решения в виде математического ожидания функционала от диффузионного процесса. Обратная задача теплового состояния элементов гидросистемы решена композицией метода наискорейшего спуска, метода Ньютона и квазиньютоновского метода Бройдена - Флетчера - Гольдфарба - Шэнно. Разработана математическая модель теплового состояния агрегата гидросистемы в негерметическом отсеке летательного аппарата и оценены доверительные интервалы каждого из искомых коэффициентов модели с использованием распределения при доверительной вероятности b = 0,95.
Бесплатно
Идентификация модели солнечной батареи
Статья научная
Предложена идентифицированная теоретическая модель солнечной батареи, содержащая элемент формализации. Разработанная модель позволяет производить практические расчеты в диапазоне от холостого хода до короткого замыкания.
Бесплатно
Идентификация параметров гидравлического сопротивления модели гидравлической сети
Статья научная
Представлена разработка алгоритма идентификации коэффициентов гидравлического сопротивления в модели гидравлической сети. Решение задачи актуально для предприятий, осуществляющих транспорт жид- ких углеводородов в водопроводных и тепловых сетях, и может быть применено при расчете технологических режимов эксплуатации трубопроводных сетей. Сложность трубопроводных систем, неопределенность и изменчивость их параметров на практике не позволяют описывать их состояние, минуя процесс идентифи- кации. Используемая модель сети представляет собой систему нелинейных уравнений, составленную в соот- ветствии с законами Кирхгофа для трубопроводной сети. Уравнения в системе формируются на основании законов сохранения для узлов и в результате учета действующих напоров и падения напоров для независимых контуров сети. Для решения такой системы традиционно применяют алгоритмы, составленные в соответ- ствии с методом Ньютона или его модификациями, в частности, метод последовательных приближений. Такие алгоритмы обладают рядом недостатков, среди которых - неустойчивость процедуры решения и чув- ствительность к выбору начальных условий. Решение системы сопровождается настройкой коэффициентов с использованием нелинейного метода наименьших квадратов (МНК). В случае больших размерностей проце- дура МНК может быть неустойчивой из-за переопределенности системы. Предложено использовать подход к непараметрическому оцениванию решения системы уравнений. Применяется модель регрессионного типа относительно невязок уравнений системы, полученных в результате подстановки в уравнения измеренных величин переменных. При этом идентификация также производится одновременно с оценкой решения систе- мы уравнений. В качестве алгоритма идентификации параметров используется модификация адаптивной процедуры Кифера-Вольфовица. Применение перечисленных алгоритмических процедур рассматривается на примере трехконтурной трубопроводной сети с одним действующим активным напором. Иллюстрируется процесс адаптивной подстройки коэффициентов гидравлического сопротивления. Делается вывод о примени- мости предложенной процедуры при решении практических задач идентификации.
Бесплатно
Идентификация человека по его личной подписи в системах электронного документооборота
Статья научная
Рассматривается подход к решению задачи идентификации человека по подписи. Описаны способы идентификации подписи человека, зависящие от источника, с которого была получена подпись. Основное внимание уделяется распознаванию статической подписи, полученной с изображения. Данная задача востребована в сфере бизнеса, маркетинга, банковских операций, контроля безопасности и аутентификации документа. Особенно остро проблема идентификации личности стоит в электронном документообороте. Чаще всего на документах стоят электронные подписи, однако далеко не все документы имеют исключительно электронный вид, как правило, это внешние входящие и исходящие документы. Именно на таких документах чаще всего и необходимо определить личность человека, который оставил на нем свою подпись. Разобраны основные наборы глобальных, локальных и специальных признаков для различных видов подписи. Приведен метод предварительной обработки изображения подписи. Обработка изображения проходит в несколько этапов. Каждый этап постепенно приводит изображение к бинаризованному, что позволяет перевести изображение подписи в вектор и производить анализ вектора подписи. Показан пример работы метода на изображении подписи кассира, полученной с фотографии чека. Приведена реализация алгоритма Distance Transform с описанием различных метрик. Данный алгоритм позволяет получить скелет изображения подписи, который преобразуется в совокупность связных векторов. Предложен подход для расчета графических характеристик изображения подписи, основанный на расчете матрицы расстояний. Описано преимущество предложенного алгоритма расчета характеристик перед классическим алгоритмом. Приведен алгоритм сравнения графических характеристик подписи с помощью метрики SSIM. Проведено тестирования алгоритма идентификации человека по подписи с использованием изображений разного качества и размера. Приведены результаты тестирования алгоритма. Разработана система идентификации человека по изображению подписи.
Бесплатно
Идентификация числовых параметров бизнес-процессов по данным автоматизированной системы управления
Краткое сообщение
Рассмотрены подход и метод идентификации параметров бизнес-процессов на основе функционирования АСУ малого (среднего) класса экономических систем
Бесплатно
Иерархические кусочно-линейные модели наблюдений многомерных объектов
Статья научная
Рассмотрено решение задачи моделирования многомерных объектов по наблюдаемым изменениям их свойств, то есть по упорядоченным последовательностям наблюдаемых данных. В качестве решения в работе предложены иерархические кусочно-линейные модели. Предложенные модели являются эффективным расширением класса кусочно-линейных моделей таких объектов, для которых иерархия является адекватным представлением их структуры или первым приближением к более сложной сетевой модели их структуры.
Бесплатно
Иерархические модели принятия решений на базе нечетких нейронных сетей для обработки информации
Статья научная
Применение классических математических методов длязадач принятиярешений с затруднено, однако в этом случае эффективны интеллектуальные системы, представляющие собой синтез адаптивных и традиционных математических алгоритмов. При векторном подходе задача принятия решений посредством декомпозиции свойств альтернатив представляется иерархической системой критериев. Возникает проблема обратного перехода к оценке и сравнению альтернатив в целом, которая предполагает задачу композиции критериев по уровням иерархии, осуществляемой нейронной сетью. Эта задача решается методом вложенных скалярных сверток. Описывается разработанная иерархическая нечеткая нейронная сеть.
Бесплатно
Иерархический метод поиска соответствующих точек на стереоизображениях
Статья научная
Рассматриваются вопросы поиска соответствующих точек на стереопарах. Приводится анализ базовых алгоритмов выявления точечных особенностей, поиска и оценки их соответствий. Подробно рассматривается новый иерархический метод поиска соответствующих точек на стереоизображениях. Результаты экспериментальных исследований подтверждают преимущества предложенного метода.
Бесплатно
Статья научная
Композиционные материалы широко используются практически во всех сферах науки, техники, без них современная жизнь не мыслима. Механика деформируемого твердого тела сформировалась и окрепла как наука на изучении материалов, используемых в 19 и 20 вв. Композиционные материалы потребовали новых способов как теоретического, так и экспериментального изучения. Особой проблемой стало определение напряжений и деформаций, возникающих в местах контакта матрицы с волокнами. Большую роль в современной технике играют композиты с пластической матрицей. Эти материалы успешно справляются с трещинообразованием и существенно замедляют рост трещин. В настоящей статье решена задача о напряженном состоянии композиционного бруса с упруго-пластической матрицей и упругими волокнами, расположенными вдоль оси бруса. Предполагается, что в зоне контакта матрицы с волокнами, по модели Ю. Н. Работнова, реализуется постоянное касательное напряжение, меньшее, чем предел текучести волокна. Один конец бруса закреплен, а на второй - действует постоянная сила, приложенная к центру тяжести, совпадающему с началом координат. Предполагается, что на свободной границе бруса и в местах контакта бруса с волокнами напряжения достигают предела пластичности. Задача решена с помощью законов сохранения. Это позволяет свести нахождение напряженного состояния в произвольной точке сечения к вычислению интегралов по внешней границе бруса и границам матрицы и волокон.
Бесплатно
