Статьи журнала - Сибирский аэрокосмический журнал
Все статьи: 3250
Миниатюрные антенны для малых космических аппаратов Cubesat
Статья научная
В настоящее время наблюдается активный процесс миниатюризации всей космической техники, включая бортовые системы и комплексы. Бортовые антенно-фидерные устройства также затронул процесс миниа- тюризации. Учитывая специфику бортовых антенн, появляется актуальная, современная задача по разработ- ке малогабаритной, невыступающей, надёжной, простой и высокотехнологичной антенной системы малых космических аппаратов. Цель данной статьи заключается в возможности показать преимущества применения микрополосковых (печатных) антенн, изготовленных с помощью печатных технологий, для решения задачи по проектированию малогабаритной, невыступающей бортовой антенной системы малых космических аппаратов. Данный тип антенн обладает малой массой и объёмом, низкой стоимостью, простой и надёжной конструкцией и т. д. Рассмотрен вариант построения бортовой антенной системы для применения на сверхмалом космическом аппарате CubeSat. Представлены основные типы конструкции данных космических аппаратов. Предложены и подробно представлены конструкция разработанной антенны и применяемый материал в качестве диэлектрика подложки. Подобный подход позволил уменьшить габариты бортовой антенны в 2-2,5 раза по сравнению с существующими аналогами. С помощью системы автоматизированного проектирования было осуществлено электродинамическое мо- делирование. Показаны результаты разработки модели микрополосковой (печатной) антенны дециметрового диапазона с помощью метода конечных элементов. Получены и оценены основные параметры модели, такие как коэффициент стоячей волны, диаграмма направленности и усиление. Также показано влияние корпуса сверхмалого космического аппарата CubeSat на указанные параметры. Затем осуществлено макетирование бортовой микрополосковой (печатной) антенны. Измерения проводи- лись с помощью метода эталонной антенны в АО «НИИЭМ». Результаты измерения коэффициента стоячей волны, диаграммы направленности и усиления приведены в статье. Показано хорошее совпадение результа- тов, полученных в ходе моделирования и макетирования. Таким образом, предложена и разработана малогабаритная, невыступающая бортовая антенна децимет- рового диапазона для сверхмалого космического аппарата CubeSat.
Бесплатно
Статья научная
Показано, что использование модульного принципа на этапе технического проектирования мультиверсионного программного комплекса связано с процессом оптимизации состава и взаимосвязей его отдельных компонентов. Предложена оригинальная постановка задачи синтеза мультиверсионной модульной структуры программного комплекса, обеспечивающей минимизацию межмодульного интерфейса. Представленная постановка задачи позволяет сформировать мультиверсионный набор компонентов модулей, использующихся в программах комплексах как произвольно, так и в заданной заранее последовательности. При этом набор мультиверсий удовлетворяет заданным условиям, обеспечивая максимальную надежность ПК и минимальное значение характеристик межмодульного интерфейса.
Бесплатно
Многоагентный алгоритм проектирования баз нечетких правил для задач классификации
Статья научная
Представлен многоагентный подход к организации коллектива оптимизаторов, основанный на встречах между агентами. В ходе оптимизационного процесса агенты обмениваются лучшими решениями, при этом лучшие агенты получают больше ресурсов в форме встреч. Среди агентов выбраны шесть генетических алгоритмов с различными операторами и три различных алгоритма роя частиц. Предложенный метод коллективного решения оптимизационных задач применен для формирования нечеткой базы правил. Нечеткая база правил состояла из фиксированного числа правил, для каждой переменной каждого правила функция принадлежности задавалась с помощью двух сигмоидальных функций. При этом кодируемыми параметрами были точки достижения сигмоидами 0 и 1, так что задача построения базы нечетких правил сводилась к задаче вещественной оптимизации. Число вещественных параметров при этом зависело от размерности классификационной задачи. Эффективность алгоритма сравнивалась с самонастраивающимся генетическим алгоритмом, решающим ту же задачу формирования нечеткой базы правил. При этом качество классификации оценивалось по величине точности, выборка разбивалась на обучающую и тестовую в соотношении 70 на 30. В качестве классификационных задач выбраны шесть задач с репозиторием KEEL и UCI, в их числе задачи кредитного скоринга, медицинской диагностики, распознавания банкнот и форм зёрен. Для сравнения также были выбраны два других метода классификации, в частности, машины опорных векторов (SVM) и ещё один метод формирования нечетких систем, в котором кодировались номера нечетких термов. По результатам тестирования можно отметить, что многоагентный алгоритм показал эффективность, сравнимую с другими методами при решении сложных оптимизационных задач.
Бесплатно
Многоатрибутивное формирование гарантоспособных систем управления и обработки информации
Статья научная
Представлена модель формирования гарантоспособной системы управления и обработки информации. Предложена соответствующая итерационная процедура. Описана программная система многоатрибутивного выбора компонентов гарантоспособной системы управления и обработки информации.
Бесплатно
Многоголовый звездный датчик 348К. Результаты наземной экспериментальной отработки
Статья научная
Рассмотрен многоголовый звездный датчик 348К, разработка которого завершилась в ОАО «НПП «Геофизика-Космос» в 2013 году. Даны описание конструкции, состав и основные характеристики прибора. Из особенностей конструкции стоит выделить монолитный корпус объектива, реализующий одновременно и посадочную плоскость. Также в приборе 348К применена специальная система - канал геометрического эталона, которая является нерасстраиваемой оптической системой и формирует на фотоприемной матрице шесть изображений для автономной оценки и компенсации систематических погрешностей определения ориентации, вызванных термомеханическими воздействиями. Приведена укрупненная программа наземной экспериментальной отработки (НЭО) и подробности наиболее важных испытаний. При испытаниях прибора 348К впервые была внедрена проверка погрешностей в условиях подвижного основания. Испытания на воздействие протонов с энергиями 50, 100 и 200 МэВ под различными углами падения на фотоприемную матрицу (ФПМ) проводились с целью количественной и качественной оценки влияния падающих протонов на изображение. По результатам анализа возникающих устойчивых дефектных пикселей на ФМП было определено, что наибольший прирост дефектов возникает при энергии 200 МэВ. В ходе натурных испытаний были проведены измерения времени построения начальной ориентации. По результатам натурных испытаний были оценены случайные составляющие погрешностей определения ориентации одним блоком оптическим (БО) и двумя БО за 15 мин работы. Задачей натурных испытаний являлось подтверждение работоспособности прибора по реальным звездам, т. е. подтверждение правильности выбранных алгоритмических решений, а также методов обеспечения точности и чувствительности. Вся программа НЭО была выполнена успешно, результаты всех испытаний положительные. По результатам испытаний был выпущен итоговый отчет о НЭО. После проведения наземных испытаний первого штатного прибора 348К в составе космического аппарата было получено заключение о допуске к летным испытаниям, начало которых состоялось в 2014 году. По первой телеметрической информации видно, что прибор 348К работает и функционирует нормально, выдаёт кватернион ориентации и следит за звёздами в штатном режиме.
Бесплатно
Статья научная
Обсуждается применение эволюционного подхода для построения нейросетевых моделей. Формулируется постановка задачи многокритериальной безусловной оптимизации структуры нейронной сети. Для решения поставленной задачи используются многокритериальные параллельные генетические алгоритмы.
Бесплатно
Статья научная
Снижение размерности признакового пространства и настройка алгоритмов обучения для решения практических задач являются важными проблемами машинного обучения. Предложен подход, основанный на многокритериальной оптимизации, для отбора информативных признаков и настройки параметров алгоритмов обучения. Эффективность предлагаемого многокритериального подхода сравнивается с однокритериальным подходом. В качестве тестовой практической задачи машинного обучения для сравнения двух упомянутых подходов выбрана задача распознавания эмоций по аудиовизуальной информации. В качестве базового алгоритма обучения выбрана нейронная сеть, параметры которой настраиваются автоматически с помощью генетического алгоритма. В результате применения многокритериального подхода к настройке параметров нейросети пользователь получает множество нейросетей с парето-оптимальными значениями параметров. Для того чтобы получить единственное выходное значение, полученные парето-оптимальные нейросети объединяются в коллектив. В работе протестировано несколько способов слияния выходов алгоритмов коллектива, таких как метод голосования, усреднение апостериорных вероятностей классов и метаклассификация. Согласно полученным результатам, подход к отбору признаков, основанный на многокритериальной оптимизации, обеспечил точность классификации эмоций в среднем на 2,8 % больше, чем однокритериальный подход. Многокритериальный подход на 5,4 % эффективнее, чем использование метода главных компонент, и на 13,9 % эффективнее, чем использование первоначального набора признаков для классификации без проведения предварительного снижения размерности. Многокритериальный подход применительно к оптимизации параметров нейросети обеспечил точность классификации в среднем на 7,1 % больше, чем однокритериальный подход. Полученные результаты доказывают, что многокритериальный подход, предложенный в данной статье, более эффективен при решении задачи распознавания эмоций, чем однокритериальный подход и стандартные методы отбора признаков и настройки параметров нейросетей.
Бесплатно
Многомерная задача о рюкзаке: новые методы решения
Статья научная
Предложен способ решения задачи о многомерном рюкзаке с помощью алгоритмов муравьиных колоний нового перспективного метода оптимизации, базирующегося на моделировании поведения колонии муравьев.
Бесплатно
Статья обзорная
Рассматривается задача прогнозирования свойств алюминиевых сплавов от технологических параметров их приготовления. Предлагается математический аппарат на основе метода опорных векторов, способ подготовки исходных данных. Приводятся результаты тестирования моделей прогнозирования.
Бесплатно
Многофакторный и многоступенчатый способ организации деловой игры
Краткое сообщение
Рассмотрены вопросы разработки и внедрения в учебный процесс новых форм и методов обучения, направленных на повышение творческой активности студентов и повышение качества подготовки специалистов. Обоснован выбор деловой игры - одной из разновидностей активных методов обучения, позволяющей в наибольшей степени активизировать познавательную деятельность студентов при изучении дисциплин специальности. Предложен модульный принцип построения деловой игры, заключающийся в том, что ряд дисциплин определенным образом сгруппированы в модуль и активизация познавательной деятельности студентов происходит на протяжении изучения всех дисциплин этого модуля.
Бесплатно
Статья научная
Учебный процесс представлен как многошаговый процесс принятия решений, базирующийся на вероятностных состояниях, включающих всю учебную предысторию. В ходе этого процесса вырабатываются различные стратегии, включая и наиболее оптимальную, которая может быть реализована посредством использования эффективных педагогических технологий, обеспечивающих выход на заданный уровень компетентности.
Бесплатно
Мобильная система имитации невесомости для крупногабаритных космических аппаратов
Статья научная
Исследуется проблема возможности создания системы имитации невесомости в наземных условиях для крупногабаритных космических аппаратов. Предлагается упрощение и унификация конструкции системы имитации невесомости для подвижных элементов трансформируемых механизмов КА за счет блока управления на основе компьютера и микроконтроллера, соответствующего ПО и необходимого количество модулей обезвешивания. Предлагаемая система имитации невесомости не ограничивает зону проведения монтажносборочных работ с космическим аппаратом, т. е. может быть расположена в цехах, оборудованных подвесными кранами или кран-балками, не создавая помех для их работы, т. е. может монтироваться по месту на стенах, потолке и в сложенном состоянии не занимать рабочее пространство над космическим аппаратом. Система имитации невесомости позволяет обезвешивать элементы конструкции, имеющие разную скорость движения, и преодолевать сложные траектории движения в процессе раскрытия, таким образом, имеется возможность постоянно удерживать весь объект в целом в обезвешенном состоянии. Кроме того, система имитации невесомости позволяет снимать весовые характеристики (посредством весоизмерительной ячейки) при наземных испытаниях - экспериментальном уточнении параметров при физической отработке механизмов раскрытия антенных систем космического аппарата. Данные впоследствии используются для более качественной имитации невесомости при раскрытии антенных систем космического аппарата. Дается обоснование перспективности применения данной системы имитации невесомости, указываются её преимущества по сравнению с другими системами имитации невесомости.
Бесплатно
Мобильное устройство сбора теплоэнергетических параметров холодильника
Статья научная
Для сокращения количества времени, необходимого для проведения приёмо-сдаточных испытаний холодильника, была необходимость в разработке системы, описанной в данной статье, позволяющей сократить время проведения испытаний каждого холодильника до 6-9 мин. В статье описано, из чего состоит данная система, отдельно рассмотрена каждая единица оборудования и её роль в системе в целом, способ соединения всех приборов в единую установку, протокол связи, способ облачного хранения данных для возможности получения к ним доступа с любого мобильного устройства. Принцип работы установки заключается в измерении температуры в определённых точках конденсатора холодильника при подключении его к сети питания. Анализ теплоэнергетических свойств холодильника в совокупности с анализом скорости охлаждения холодильных камер (а также нагревом конденсатора) позволяет понять, соответствует ли каждый холодильник определённым характеристикам, установленным ГОСТом. Также в статье можно познакомиться с характеристиками используемых приборов (измеритель-регулятор температуры ТРМ 138, модуль измерения параметров электрической сети МЭ110-224-1М).
Бесплатно
Модальное управление электроприводом переменного тока
Статья научная
Приведена методика синтеза модальных регуляторов координат векторной системы «преобразователь частоты-асинхронный двигатель» методом стандартных уравнений. Дана оценка качества процессов регулирования координат путем анализа результатов имитационного моделирования системы в среде MatLab.
Бесплатно
Модальные регуляторы электропривода постоянного тока с широтно-импульсным преобразователем
Статья научная
Представлен синтез модальных регуляторов мгновенных значений координат цифровых электроприводов постоянного тока с широтно-импульсным преобразователем методом пространства состояний с учетом влияния переменного чистого запаздывания в канале управления.
Бесплатно
Модальный анализ и динамические характеристики мачтовых конструкций с дефектами и повреждениями
Статья научная
Рассматриваются особенности алгоритма модального анализа мачт с предварительно напряженными оттяжками и влияние возможных дефектов и повреждений конструкций на их формы и частоты собственных колебаний
Бесплатно
Модальный конечно-элементный анализ балок, податливых при трансверсальном сдвиге
Статья научная
Рассматривается задача о собственных колебаниях балки с низкой трансверсальной сдвиговой жесткостью. На основе теории пластин Рейсснера-Мидлина разработана конечно-элементная модель, в которой в качестве узловых неизвестных фигурируют углы трансверсального сдвига. Представлены результаты модальных расчетов изотропных, трехслойных и композитных балок при учете неклассических граничных условий.
Бесплатно
Модели ГЕРТ-сетей для различных способов применения методологии мультиверсий
Статья научная
Описываются различные способы применения методологии мультиверсий при разработке отказоустойчивого программного обеспечения, а также представлены модели мультиверсионных программных архитектур в виде базовых ГЕРТ-сетей. С учетом необходимого и достаточного условия функционирования мультиверсионного модуля выбран узел с IOR входом и детерминированным выходом для представления участка сети, описывающего данный модуль. Приводятся формулы расчета вероятностно-временных характеристик мультиверсионных модулей, обеспечивающие пригодность ГЕРТ-сетевых моделей для описания мультиверсионного программного обеспечения. Это позволяет использовать эквивалентные преобразования и существующие методы расчета ГЕРТ-сетей.
Бесплатно
Модели аутсорсинга в информационных технологиях: особенности применения ИТ-аутсорсинга в России
Статья научная
Обсуждаются понятийные и идентификационные проблемы аутсорсинга в сфере информационных технологий применительно к современным российским условиям
Бесплатно
Статья научная
Описывается подход, разработанный для автоматизированного проектирования специализированных многопроцессорных вычислительных систем интеллектуального анализа данных в режиме реального времени. Приводятся результаты, полученные в ходе реализации подхода.
Бесплатно
