Статьи журнала - Сибирский аэрокосмический журнал
Все статьи: 3250
Моделирование распознавателей мультисинтаксических языков программирования мультиверсионных систем
Статья научная
Рассмотрено синтезированное абстрактное устройство распознавания мультисинтаксических языков программирования. Это устройство может быть использовано в качестве основы для разработки трансляторов языков программирования мультиверсионных программных систем.
Бесплатно
Моделирование реализации технологических процессов
Статья научная
Предлагается аналитико-оптимизационная процедура моделирования реализации технологических процессов на вычислительных сетях автоматизированных систем управления.
Бесплатно
Моделирование режима электронно-лучевой сварки тонкостенной конструкции из сплава АД31
Статья научная
В статье содержатся результаты, полученные авторами при исследовании возможности применения электронно-лучевой сварки (ЭЛС) для тонкостенных конструкций из алюминиевого сплава АД31. Сегодня ЭЛС подобных конструкций не используется вследствие отсутствия технологии. В настоящее время на производстве используются другие технологии соединения подобных конструкций, однако они имеют высокую себестоимость, причина которой объясняется высоким процентом брака. Предложенный авторами способ применения ЭЛС позволит существенно повысить качество соединения в тонкостенных конструкциях и воспроизводимость технологического режима сварки изделий. Авторы разработали технологическое решение представленной задачи, опираясь на многолетний опыт по использованию моделей тепловых процессов, сопровождаемых при электронно-лучевой сварке. В качестве предмета исследования предложено моделирование параметров электронно-лучевой сварки тонкостенных труб для волноводных трактов, изготавливаемых из алюминиевого сплава АД31. В статье приведены результаты математического моделирования технологических параметров при нагреве алюминиевого сплава источниками энергии, эквивалентными электронному пучку при ЭЛС. Анализ и оценка результатов моделирования проводилась с применением критерия оптимальности, разработанного авторами. В основе расчетов, выполненных авторами, применен функционал, использующий математические модели нагрева металла комплексным источником тепла, состоящим из подвижных мгновенных точечных и линейного источников энергии. В статье приведены результаты расчетов для пластины толщиной 0,12 см, которая соответствует опытным образцам, применяемых при изготовлении волноводных трактов. В результате путем изменения таких значений, как: ток пучка и скорость сварки, было получено распределение температуры на поверхности изделия в процессе ЭЛС, что показало, применимость моделирования для отработки нового технологического процесса.
Бесплатно
Краткое сообщение
Представлены результаты имитационного моделирования параллельной работы квазирезонансных преобразователей напряжения с коммутацией электронных ключей при нулевых значениях тока, работающих в цепи стабилизатора напряжения с общим контуром регулирования посредством частотно-импульсной модуляции.
Бесплатно
Моделирование рупорной решетки на основе учета распределения поля в плоскости раскрыва рупора
Статья научная
Предложен метод приблизительного моделирования рупорных антенн в области КВЧ-диапазона, когда прямое моделирование при помощи специализированных программных пакетов затруднено в связи с высокими требованиями к вычислительным мощностям ЭВМ. Предложенный метод базируется на восстановлении поля в дальней зоне по распределению поля в плоскости раскрыва рупора. Рупорная антенна, которая подвергалась исследованиям, представляет собой рупорную решетку, в состав которой входит пирамидальный рупор с размерами в раскрыве 12,4 х 12,4+0,01 мм и углом раскрытия 17°30’, а также четыре секторальных рупора шириной 3,8 ± 0,01 мм и углом раскрыва 17°30’. Толщина стенки рупора 1,1 + 0,1 мм, радиус сопряжения стенок 0,1 мм. Расстояние между осями боковых рупоров 17 ± 0,01 мм. Высокая точность расположения рупоров необходима для обеспечения электрических параметров и формирования разностной и суммарной диаграмм направленности. Возможны следующие режимы работы антенны с рупорной решеткой: одновременный прием-передача сигнала с различной поляризацией на разных частотах; передача сигнала с различной поляризацией на одной частоте; прием сигнала с различной поляризацией на одной частоте. Диаграмма направленности антенн в первую очередь характеризуется размерами раскрыва рупоров и их электрическими параметрами, а также частотными характеристиками передаваемых волн. В работе применяется анализ отдельных элементов рупорной решетки в программном пакете CST Microwve Studio и последующая обработка полученного распределения поля в точках рупорной решетки для восстановления поля в дальней зоне. Полученные результаты для одиночных элементов решетки хорошо согласуются с результатами прямого моделирования.
Бесплатно
Моделирование систем с существенными нелинейностями ми с помощью параллельного программирования
Статья научная
Предлагается новый подход к созданию EDA-систем, предназначенных для моделирования схем, содержащих элементы, функционирование которых связано с резким изменением параметров и при математическом описании приводит к существенному возрастанию производных фазовых переменных, что при традиционном моделировании ведет к срыву вычислительного процесса.
Бесплатно
Статья научная
Предложен новый подход к моделированию систем, содержащих несколько элементов, функционирование которых связано с резким изменением параметров и при математическом описании приводит к существенному возрастанию производных фазовых переменных, что при традиционном моделировании ведет к срыву вычислительного процесса.
Бесплатно
Моделирование систем управления машин дорожно-строительного комплекса
Статья научная
Рассмотрена разработка системы адаптивного автоматического управления уплотняющим рабочим органом. Предлагается алгоритм программного управления рабочим органом асфальтоукладчика. Представлены схемы Simulink-моделей основных элементов подсистемы уплотняющего оборудования асфальтоукладчика. Приводится реализация алгоритма управления на основе программной системы MATLAB&Simulink и результаты моделирования.
Бесплатно
Моделирование системы обработки информации при реагировании на сообщения об инциденте
Статья научная
В статье представлены результаты системного анализа процесса обработки информации при реагировании на сообщения об инцидентах и предложена структура эффективной системы управления информационными потоками в этих условиях. Исследование направлено на повышение оперативности и точности принятия решений за счёт структурирования информационных потоков и оптимизации процедур реагирования. На основе нормативных документов и анализа существующих практик выполнено моделирование процесса реагирования на инцидент с использованием нотации BPMN. Предложенная модель визуализирует все этапы обработки информации – от поступления первичного сообщения до мобилизации сил и средств, что позволяет выявить узкие места и резервы повышения эффективности. Описан общий порядок взаимодействия при вызове экстренных служб по единому номеру «112», включающий этапы приёма вызова, идентификации события, оценки угрозы и привлечения необходимых ресурсов. В результате анализа определена структура информационного потока, формируемого при реагировании на инцидент в системе управления. Информация в этом потоке может поступать из различных источников: от заявителя, технических средств мониторинга (например, систем пожарной сигнализации, датчиков утечки топлива и др.), а также от подразделений, участвующих в ликвидации последствий. Выделены основные группы информации: данные об объекте вызова, источниках первичной пожарной нагрузки, узлах управления системами противопожарной защиты, местоположении очага возгорания и находящихся на объекте людях. Предложена методика кодирования первичных данных об инцидентах в структурированной информации, позволяющая проводить комплексное описание характеристик событий в терминах предметной области. Разработанная модель системы управления и обработки информационного потока позволяет наблюдать принципиальные взаимосвязи элементов системы реагирования и наглядно рассмотреть альтернативное решение, факторы, повлиявшие на прогноз, различные аспекты развития ситуации, а также обеспечивать удобную визуализацию степени влияния каждого из факторов. Предложенные подходы создают основу для дальнейшего совершенствования практики управления в условиях чрезвычайных ситуаций с учётом специфики технологических процессов ракетно-космических объектов.
Бесплатно
Статья научная
Получение электрической энергии на основе возобновляемых источников обусловлено, прежде всего, исчерпанием традиционных природных источников энергии, таких как уголь, нефть, газ, и на сегодняшний день является перспективной областью развития. Общеизвестно и научно доказано неблагоприятное влияние на окружающую среду использования традиционных энергодобывающих технологий. Применение их неминуемо ведет к изменению климата, поэтому тема перехода от использования традиционных источникам энергии к альтернативным, несомненно, актуальна. Так, в последнее время, приобрело актуальность использование гелиоэлектростанций с фотоэлектрическими модулями. Однако эффективность применения таких установок во многом зависит от правильной их ориентации на Солнце: чем точнее будет установлена система, тем больше энергии она сможет преобразовать. В статье представлены результаты разработки имитационной модели системы управления процессом ориентации панели солнечной батареи. Для максимальной выработки солнечной энергии система управления со слежением за Солнцем построена с применением нечёткой логики: сформулированы правила нечеткого регулирования для управления положениями объекта относительно вертикальной и горизонтальной плоскостей. Использование нечеткой логики основано на продукционной модели знаний, которая подразумевает под собой использование лингвистических переменных, позволяющих избежать ограничений, присущих классическим продукционным правилам. Использование нечеткого управления позволяет в автономном режиме в кротчайшие сроки корректировать движение панели, уменьшая тем самым возникающие потери электроэнергии. В качестве среды разработки системы используется российская среда динамического моделирования технических систем SimInTech. Имитационная модель представляет собой несколько подпроектов, объединенных в пакет единой базой данных. Модель системы реализована с применением типовых блоков и комплекса субмоделей, а также блока программирования. Результат работы можно отследить в 3D-модуле встроенного визуального редактора, позволяющего объектно отобразить взаимодействие трёхмерных моделей. Для упрощения и более тонкой реализации работы проекта использована система загрузки данных точки восхода и захода Солнца из внешнего файла Excel.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено структурное моделирование системы управления ресурсами гетерогенной распределенной системы обработки информации на основе мультиагентного подхода проектирования распределенных информационных систем. Обосновывается актуальность задачи для процесса принятия решений. Описываются основные сложности, возникающие при принятии обоснованных и своевременных решений при прогнозировании и ликвидации последствий ЧС в масштабах Российской Федерации. Формируется цель исследования и описываются решения задач, необходимых для ее достижения. Начиная с описания отличительных черт единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, авторы приходят к выводу о том, что данная система вписывается в общепризнанную концепцию гетерогенной распределенной системы обработки информации. Обосновывается мультиагентный подход к построению системы управления ресурсами гетерогенной распределенной системы обработки информации как наименее затратной финансово и удовлетворяющей необходимым критериям. Дается полное описание уровней построенной модели, таких как уровень интеллектуальных агентов, уровень агентов вычислительного оборудования, уровень управления маршрутом. Представлена структурная модель. Описана структура системы. Подробно рассмотрена типовая функциональность следующих агентов: агент управления программными компонентами, агент мониторинга нагрузки вычислительного узла, агент мониторинга каналов связи, агент передачи данных, агент распределения нагрузки, агент прогнозирования утилизации каналов связи, реактивный агент источников первичных данных. В заключение рассмотрены возможности дальнейшего развития модели, а также сделан вывод о необходимости ее алгоритмизации для проведения практической апробации и внедрения в практику.
Бесплатно
Статья научная
Предлагается новый подход к выбору стратегий развития предприятия, основанный на использовании нейронных сетей. Разработанный гибридный алгоритм был апробирован при разработке стратегического плана развития промышленного предприятия, проведена оценка адекватности. Отмечены преимущества метода и его характерные особенности.
Бесплатно
Моделирование сложных процессов при помощи авторегрессии
Статья научная
Сделан обзор по использованию числовых рядов для оценки параметров в моделях авторегрессии. Описан метод и основная процедура определения порядка модели авторегрессии и выбора числового ряда. Цель настоящей работы - обобщение полученных результатов, выявление новых характеристик авторегрессии при моделировании сложных процессов и упрощение процедуры подбора параметров, основанного на использовании числовых рядов. Основные теоретические и прикладные результаты работы получены на основе методологии системного анализа, теории случайных процессов, а также информационных технологий и методов фундаментальной и прикладной математики. Проведено сопоставление метода числовых рядов с известными способами оценки параметров в моделях авторегрессии. Приведена взаимосвязь между моделями авторегрессии и такими классическими математическими понятиями, как золотое сечение, треугольник Паскаля, а также числами Фибоначчи и трибоначчи. Помимо этого даны оценки для моделей авторегрессии при долгосрочном прогнозировании. Показана взаимосвязь между авторегрессией четвертого порядка с рядом чисел квадробоначчи. Обобщены известные рекомендации по применению метода числовых рядов. Данные рекомендации позволяют упроститъ процедуру подбора числового ряда и повыситъ качество модели. При краткосрочном и среднесрочном прогнозировании процессов с постоянным средним рекомендуется использовать коэффициенты, которые вычисляются при помощи рядов Фибоначчи и трибоначчи. Полученные результаты работы будут полезны при моделировании сложных процессов с временной составляющей.
Бесплатно
Моделирование слойной структуры бесконечных групп
Статья научная
Математическое моделирование бесконечных дискретных объектов возможно, если эти объекты удовлетворяют каким-либо условиям конечности. Если все слои элементов в бесконечной группе конечны, то для такой группы возможно функциональное описание мощности слоев. Слоем называется множество всех элементов группы одного порядка. Бесконечные слойно конечные группы впервые исследовались С. Н. Черниковым сначала без названия, а затем в его последующих публикациях за ними закрепилось название слойно конечных групп. Наиболее интенсивные исследования свойств слойно конечных групп проводили в 1940-х - 1950-х годах С. Н. Черников, Р. Бэр, X. X. Мухаммеджан. Дается функциональное описание для некоторых слойно конечных групп. Показано, что очень хорошо поддаются визуализации примарные слойно конечные группы и слойно конечные группы в случае двух простых делителей порядков элементов группы. Для примарного случая удобно использовать обычное графическое представление. В случае двух простых делителей порядков элементов слойно конечной группы проведена визуализация функций мощности слоев при помощи поверхностей в трехмерном пространстве. Для большего числа простых делителей порядков элементов предложен подход моделирования слойной структуры полной слойно конечной группы при помощи подгруппового анализа. Исследованы функции мощности слоев для полных слойно конечных групп и некоторых конечных расширений этих групп, продемонстрированы их графические представления.
Бесплатно
Моделирование стоимости жилья на вторичном рынке недвижимости в г. Красноярске в 2016 году
Статья научная
Собраны и проанализированы данные по стоимости вторичной жилой недвижимости в г. Красноярске за 2016 г. Количество объектов в 2016 г. - 1239 штук. Каждая квартира характеризуется 9 параметрами: количество комнат, планировка, микрорайон, этаж, материал стен, общая площадь, жилая площадь, площадь кухни, наличие балкона или лоджии. На основе метода наименьших квадратов (МНК) построена адекватная линейная модель стоимости квартиры в обычном и стандартизованном виде. При построении модели проана- лизировано влияние количественных и качественных факторов. Ранжированы коэффициенты престижности районов и материала стен. Ранжирование проводилось на основе выделения типичной квартиры. В качестве типичной квартиры были взяты однокомнатные квартиры как наиболее часто продаваемые. Характеристики типичной квартиры: общая площадь - 30,6 м2, жилая площадь - 17,7 м2, площадь кухни - 5,5 м2, планировка - хрущевка, 1 этаж (количество этажей - 5), санузел - смежный, плита - электрическая, балкон - есть, мате- риал стен - панель. При построении коэффициентов престижности вводились 24 фиктивные переменные, а для материала стен - восемь фиктивных переменных. Показано, что при развитии города коэффициенты престижности районов города меняются, иногда очень существенно. Приведена адекватная модель зависи- мости цены жилого объекта от экологического состояния района. Рассчитаны коэффициенты престижно- сти для атрибутивных факторов, построена регрессионная модель, содержащая такие факторы, как цена, общая площадь, планировка, микрорайон, материал стен, со статистически значимыми факторами - общая площадь, планировка, микрорайон. Это сделано и в стандартизированной форме. Проведенное исследование подтверждает высокое влияние на цену квартиры, предлагаемой к продаже, общей площади и микрорайона, а также умеренное влияние планировки. Построенные модели адекватно описывают опытные данные.
Бесплатно
Краткое сообщение
Описан подход к моделированию стратегии глобального социально-экономического развития на основе экономико-математической модели оптимального управления, учитывающей взаимодействие основных экономических агентов мировой социально-экономической системы (МСЭС) - производственного, потребительского, финансового секторов, а также управляющего центра (мирового правительства). Формулируется оптимизационная задача управления глобальным социально-экономическим развитием, анализируются основные принципы анализа, ограничения и целевые критерии.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено построение динамических моделей тепловых объектов cраспределенными параметрами. Обсуждаются трудности, связанные с интеграцией модели COMSOL в модель Simulink для решения задач управления.
Бесплатно
Моделирование теплообменных процессов при электроконтактной резке металлов
Статья научная
Предложена математическая модель теплового состояния заготовки при электроконтакной резке. Разработан способ усовершенствования электроконтактной резки с целью улучшения технологических показателей процесса за счет регулирования температуры в зоне реза при соблюдении рассчитанных режимов обработки.
Бесплатно
Статья научная
Статья содержит результаты научных исследований по моделированию технологических параметров электронно-лучевой сварки. При моделировании использовался материал ВТ-14 толщиной 0,16 см. Целью моделирования выбрано повышение качества сварного шва за счет оптимальной формы и отсутствие дефектов в виде пор и трещин. В расчетах применен концентрированный источник энергии, эквивалентный электронно-лучевому пучку. В ходе исследования теплового процесса нагрева материала авторами разработаны и опробованы критерии, позволяющие оптимизировать такие параметры сварки, как скорость сварки и положение фокусного пятна относительно поверхности нагреваемой детали. Авторы в своих расчетах применили оригинальный метод нахождения скорости сварки и координаты фокусного пятна по функционалам тепловой модели. Используемые математические модели позволили построить контуры зон термического влияния, соизмеримые с формами шва, полученными на образцах во время сварки с технологическими режимами, соответствующими расчетным при моделировании параметров. Такой способ исследований позволил существенно сэкономить затраты на отработку технологического режима сварки для макетного узла. Разработанный авторами алгоритм был успешно опробован на материале АМГ-6 с толщиной 10 см. В процессе моделирования сварки для больших толщин получены результаты, которые необходимо учитывать при оптимизации параметров сварки изделий с большой толщиной. Актуальность излагаемого материала подтверждается востребованностью к качеству технологии сварки конструкций электронным пучком. Исследования авторами этого направления позволят существенно расширить возможности в применении электронно-лучевой технологии для ракетно-космической техники.
Бесплатно
Моделирование трансформируемых механических систем
Статья научная
Приведены результаты моделирования трансформируемых механических систем, применяемых при создании робототехнических устройств и изделий космических аппаратов. Трансформируемые системы рассматри- ваются в виде многозвенных шарнирных механизмов с размещенными на звеньях или на основании приводами. Проведенный анализ публикаций показал, что при создании трансформируемых систем используются как разомкнутые, так и замкнутые кинематические цепи. Для описания работы использованы уравнения Лагранжа второго рода в матричной форме, которые спра- ведливы как для разомкнутых (последовательных), так и для замкнутых (параллельных) структур. С целью решения прямой задачи динамики и определения необходимых управляющих моментов приводов предложена математическая модель четырехзвенного механизма раскрытия штанги панелей солнечных батарей (после- довательная структура). При построении модели принято, что механизм работает в горизонтальной плоско- сти, моменты сил тяжести, приложенные к звеньям, воспринимаются устройствами обезвешивания. Моделирование проводилось в среде графического программирования LabVIEW, при этом разработаны виртуальные приборы, позволяющие вычислять координаты характерных точек механизма, например, цен- тров масс звеньев как точек крепления устройств обезвешивания, виртуальные приборы вычисления матриц инерции звеньев, кинетической энергии звеньев и необходимых моментов сил приводов. Предложенная модель и разработанные виртуальные приборы позволяют решать прямую задачу динамики трансформируемой механической системы и могут быть использованы при проектировании новых образцов робототехнических систем и изделий космических аппаратов.
Бесплатно
