Статьи журнала - Сибирский аэрокосмический журнал
Все статьи: 3217
О допустимых границах в задании краевого эффекта за скачком уплотнения
Статья научная
Исследуется влияние краевого эффекта за скачком уплотнения на эволюцию данного скачка, проникающего в сдвиговый слой. Выявляются допустимые границы в задании краевого эффекта. Вводятся понятия инварианта и угла Ускова.
Бесплатно
О закономерностях технической совместимости
Статья научная
Рассматриваются закономерности процесса обеспечения технической совместимости во взаимосвязи с общими законами развития техники.
Бесплатно
О компьютерном исследовании H-моделей
Статья научная
Исследуется проблема моделирования дискретно-непрерывных процессов, имеющих «трубчатую» структуру в пространстве входных-выходных переменных. При этом рассматривается достаточно общая схема исследуемого процесса, включающая в себя не только входные-выходные переменные, но и промежуточные. Обращено внимание на существенно важный фактор, который состоит в том, что изменение входных переменных может осуществляться через различные интервалы времени. Это вызвано тем, что различные выходные переменные контролируются электрическими средствами, в результате химических анализов, а также физико-механических испытаний. В этой связи приведены различные модели для отличающихся компонент выхода объекта. Кратко анализируется вопрос идентификации в узком и широком смысле. Приводится рекуррентный алгоритм оценки параметров адаптивных моделей, основанной на методе стохастических аппроксимаций. Моделирование процессов этого класса существенно отличается от общепринятых параметрических моделей, представляющих собой поверхности в том же пространстве. При построении обучающихся параметрических моделей «трубчатых» процессов необходимо использование соответствующих непараметрических индикаторов. Приведены также рекуррентные алгоритмы оценки параметров, учитывающие индикаторы в соответствующих параметрических моделях. Можно отметить, что Н-модели являются более общими, по сравнению с традиционными. То есть, если исследуемый процесс не имеет «трубчатую» структуру, то Н-модель в этом случае переходит в класс общеизвестных моделей безынерционных систем. Таким образом, адаптивные модели безынерционных процессов несколько изменяются, в отличие от общепринятых. Рассмотрены некоторые частные примеры моделирования «трубчатых» процессов, из которых следует, что «трубчатые» процессы протекают в пространстве дробной размерности. Приводится случай функции многих переменных и анализируется ситуация, когда с течением времени эти переменные могут «исчезать» и «возникать» вновь. Методом статистического моделирования было проведено численное исследование Н-моделей при различных объемах выборки измерений входных-выходных переменных и различных уровнях помех. В результате этого исследования показано, что размерность пространства, в котором протекает процесс, не только дробна, но и изменяющаяся. Оказывается, что вычисление размерности дробного пространства может осуществляться различными путями.
Бесплатно
О компьютерном исследовании К-моделей
Статья научная
Рассматриваются модели систем нелинейных стохастических объектов без памяти, не поддающихся декомпозиции, в условиях частичной параметрической и непараметрической априорной неопределенности. Осуществляется постановка задачи моделирования в условиях, близких к реальным условиям технологических процессов, в зависимости от имеющейся априорной информации. Используются теоретические аспекты параметрической и непараметрической идентификации; вводится понятие составных векторов переменных процесса, позволяющее учесть сложный характер внутренних связей; рассматривается проблема разной дискретности измерений и принадлежности априорной информации к разным уровням. Рассматривается новый тип моделей, базирующийся на триаде «фундаментальные законы, параметризованные уравнения и непараметризованные зависимости». Приводятсяновые алгоритмы, модели, представлены численные исследования. Результаты могут быть применены при моделировании технологических производственных процессов и процессов переработки, а также для описания объектов или процессов, характеризующихся большим числом связей и сложностью вследствие недостатка информации.
Бесплатно
О механизме электрохимической очистки сточных вод переменным током
Статья научная
Широкому внедрению электрохимических методов обработки воды и водных растворов препятствуют энергозатраты, громоздкость оборудованияи необходимость расходных материалов. В статье представлены результаты испытаний электрохимического способа очистки сточных вод промышленных предприятий и механизм этого процесса.
Бесплатно
О многомерном аналоге алгоритма Кули-Тьюки
Статья обзорная
Представлено применение рекуррентных последовательностей ортогональных базисов на n -мерный случай для вывода формул варианта быстрого n -мерного преобразования Фурье, использующего 2п-1 / 2п × Nnlog2N комплексных умножений и nNnlog2N комплексных сложений, где N = 2s - число отсчетов по одной из осей
Бесплатно
О моделировании механизма формирования отказов в невосстанавливаемых и восстанавливаемых системах
Статья научная
Объектом исследования являются сложные функциональные системы воздушных судов. Предмет исследо- вания включает методологический подход к расчету безотказности рассматриваемых систем. Темой статьи является развитие методов оценки безотказности сложных систем. Цель статьи заключается в исследовании правомерности и адекватности методологического подхода традиционной теории надежности в расчетах восстанавливаемых резервированных систем. К традиционным относятся методы, основанные на использовании теоремы умножения вероятностей. В постановочной части решения задачи расчета безотказности рассматриваемых систем указываются усло- вия, выполнение которых определяет отказ системы. В процессе решения задач традиционными методами эти условия игнорируются. Показано, что по традиционному решению системы отказывают только при условии отказа всех элементов. При расчете мажоритарной системы вероятность ее отказа определяется суммированием вероятностей отказа по двум состояниям. Причем предполагается, что второй отказ реали- зуется в уже ранее отказавшей системе. Отказы элементов, определяющие потерю работоспособности сис- темы, реализуются в дискретные моменты времени, но при традиционном решении дискретность не учиты- вается. Предлагаемый методологический подход основан на представлении о том, что при стационарном процессе вероятность отказа элемента в работоспособной части системы определяется суммарной плотностью веро- ятности потоков отказов элементов, составляющих эту часть системы, и их предшествующей наработкой. При решении задач расчета безотказности рассматриваемых систем по предложенным методам теорема умножения вероятностей не используется. Определяются временные интервалы, на которых элементы сис- темы отказывают и снижают ее работоспособность. Предлагаются решения с учетом изменения структу- ры системы по мере развития в ней отказов. Результаты, полученные по предлагаемому подходу, строго соответствуют условиям отказов систем. Правомерность подхода подтверждена результатами экспериментальных исследований. Предлагаемые методы могут быть использованы при расчетах безотказности функциональных систем самолетов и космических аппаратов.
Бесплатно
О модификации быстрого одномерного преобразования Фурье по алгоритму Кули-Тьюки
Статья научная
Рассматривается один из методов нахождения дискретного преобразования Фурье, позволяющий уменьшить затраты машинного времени на вычисления по сравнению с классическим алгоритмом. Быстрые алгоритмы вычисления преобразования Фурье очень востребованы и актуальны, они имеют множество приложений в задачах цифровой обработки одномерных и многомерных сигналов, обработки различных изображений, например космоснимков. Общепринятый алгоритм представляет собой последовательное вычисление одномерного дискретного преобразования Фурье по строкам и столбцам. Существуют различные методы ускорения данного алгоритма, один из которых и реализован в данной статье. Представлена программная реализация модифицированного алгоритма по аналогу Кули-Тьюки дискретного преобразования Фурье для одномерного сигнала с числом отсчетов p · 2 s, p, s N. Для данного алгоритма была разработана программа в системе компьютерной математики MATLAB. Она протестирована на наборе, состоящем из 16384 отсчетов одномерного сигнала. При выполнении программы производится также сравнение времени ее выполнения со временем, затрачиваемым встроенным алгоритмом вычисления быстрого преобразования Фурье. В результате, среднее время выполнения программы по модифицированному алгоритму дает выигрыш около 20 % по времени. Кроме того, приводится общее описание алгоритма дискретного преобразования Фурье, обозначены возможности для увеличения скорости выполнения вычислений, рассматривается модифицированный алгоритм по аналогу Кули-Тьюки быстрого преобразования Фурье для одномерных и многомерных сигналов.
Бесплатно
О научном обосновании оценки уровня эффективности использования региональных ресурсов
Статья научная
Приведен анализ действующих методик оценки эффективности использования ресурсов субъекта РФ -Калининградской области. На основе разнообразных мнений ученых была выполнена характеристика региональных ресурсов с выделением соответствующих групп в графическом виде (материальные, трудовые, финансовые, экологические, интеллектуальные ресурсы). Авторами предложена методика оценки интегральной эффективности региона с выделением материальной, трудовой, финансовой, экологической, интеллектуальной составляющих. Предложен математический аппарат для расчета каждого из данных уровней эффективности. Проведена апробация предложенной методики на примере эксклавного региона России - Калининградской области. На основе статистических данных за 2009-2013 гг. выполнены расчёты частных и интегрального уровней эффективности с графическим отражением полученных результатов.
Бесплатно
Статья научная
Приводится краткий обзор развития физики и обсуждаются общепринятые представления о началах ее истории.
Бесплатно
О некорректном представлении ударного процесса на ударных полярах в вязком теплопроводном газе
Статья научная
Рассматриваются ударные газодинамические процессы, нашедшие широкое применение в ракетно-космической технике при конструировании и оптимизации устройств, энергетических установок. Производится анализ известных точных и асимптотических соотношений/условий на ударной волне, в частности - обобщенных дифференциальных соотношений (ОДС) на криволинейном косом скачке уплотнения для модели вязкого теплопроводного газа при больших числах Рейнольдса. Показаны преимущества использования дискретно-аналитического подхода, например: 1) возможность максимально использовать гладкость ударного газодинамического образования (скачка) в касательном направлении; 2) строить эффективные вычислительные алгоритмы, лишенные негативного действия аппроксимационной/искусственной вязкости на схематизированном разрыве. Параллельно рассмотрен весьма распространенный графический способ отображения результатов газодинамических расчетов на плоскость ударных поляр, предложенный Буземаном, и объёмный (3D) поляроид, предложенный В. Н. Усковым. Сам математический аппарат ударных поляр построен на точных соотношениях типа Ренкина - Гюгонио и неплохо зарекомендовал себя даже при моделировании течений вязкого теплопроводного газа. Однако в многочисленных литературных источниках присутствуют результаты (ударные решения) как физического, так и вычислительного экспериментов, которые не отображаются строго на ударных полярах. В настоящей работе показано, что в редких случаях данный и весьма распространённый способ такого отображения может быть и некорректным. Доказано, что основными причинами такого дефекта является совместное действие трех основных факторов: неравномерность течения перед ударным образованием, краевой эффект за ним, действие внешних фактора вязкости и механизма теплопроводности.
Бесплатно
О непараметрических алгоритмах идентификации нелинейных динамических систем
Статья научная
Рассматривается задача идентификации нелинейных динамических процессов с использованием моделей Винера и Гаммерштейна, в которой линейная динамическая часть объекта находится в условиях непараметрической неопределенности. Вид нелинейности предполагается неизвестным или известным с точностью до параметров. Приводится алгоритм для создания адекватных в смысле среднеквадратичного критерия моделей систем. Предложенный способ моделирования динамических объектов основан на непараметрическом оценивании линейной и нелинейной частей системы.
Бесплатно
О непараметрических алгоритмах моделирования и управления дискретно-непрерывным процессом
Статья научная
Предложены схема и алгоритмы управления дискретно-непрерывными процессами. Рассмотрены модификации алгоритмов, учитывающие взаимодействие с JJIJP, наличие вещественных, целочисленных и булевых переменных.
Бесплатно
О непараметрических алгоритмах принятия решений
Статья научная
Рассматриваются особенности и параметры, влияющие на деятельность организаций, осуществляется постановка задачи моделирования и управления организационной системой. Приводятся математические непараметрические модели организационных систем.
Бесплатно
О непараметрических алгоритмах управления дискретно-непрерывными процессами
Статья научная
Предложены схема и алгоритмы управления дискретно-непрерывными процессами. Рассмотрены модификации алгоритмов, учитывающие взаимодействие с лицом, принимающим решение, наличие вещественных, целочисленных и булевых переменных.
Бесплатно
О непараметрических оценках функции регрессии и ее производных при наличии пропусков данных
Статья научная
Рассмотрены непараметрические методы оценивания регрессии и ее производных по выборкам случайных величин с некоторыми особенностями при их измерении. Представлен бутстреп-метод, применяемый для решения задачи заполнения пропусков в неполных данных или устранения пустот в пространстве наблюдений.
Бесплатно
О непараметрической диагностике и управлении процессом изготовления электрорадиоизделий
Статья научная
Рассматривается комплекс задач диагностики электрорадиоизделий (ЭРИ) по данным испытаний неразрушающего контроля. В частности, рассматриваются результаты диагностики некоторых видов интегральных микросхем, транзисторов и диодных матриц. В результате обработки диодных матриц выявлены различные группы годных изделий. Приводятся некоторые численные результаты обработки диагностических параметров. В этой связи анализируется задача ведения технологического процесса изготовления ЭРИ заданного качества. Приводятся непараметрические модели дискретно-непрерывных процессов для различных технологических этапов производства. Излагается также последовательность формирования управляющих воздействий для всего технологического цикла. Непараметрические оценки, модели, алгоритмы управления и принятия решений базируются на непараметрических статистиках Надарая–Ватсона. Приводятся конкретные непараметрические модели и алгоритмы, которые могут быть положены в основу при проектировании компьютерных систем диагностики ЭРИ по результатам испытаний неразрушающего контроля, а также при разработке компьютерных систем управления технологическим процессом при изготовлении ЭРИ.
Бесплатно
О непараметрической идентификации системы управления конвертерной плавкой
Статья научная
Рассматривается задача непараметрической идентификации дискретно-непрерывного процесса кислородноконвертерной плавки стали. Отмечаются особенности идентификации в условиях параметрической и непараметрической неопределенности. Подчеркивается целесообразность использования непараметрических методов в условиях малой априорной информации. Построен ряд непараметрических моделей процесса кислородноконвертерной плавки стали по важнейшим выходным переменным, определяющим химический состав металла на повалке: углероду (С), сере (S), фосфору (P) и марганцу (Mn). Приводятся некоторые результаты моделирования процесса кислородно-конвертерной плавки стали, которые показывают, что процесс ведется в рамках технологического регламента, однако этого не достаточно для качественного управления процессом плавки.
Бесплатно
О непараметрической идентификации частично-параметризованного дискретно-непрерывного процесса
Статья научная
В работе рассматривается новый класс моделей в условиях неполной информации. Речь идет о многомерных дискретно-непрерывных процессах для случая, когда компоненты вектора выходных переменных стохастически зависимы, причем характер этой зависимости априори неизвестен, но по некоторым каналам априорная информация соответствует одновременно как непараметрическому, так и параметрическому типу исходных данных об исследуемом процессе. Подобная ситуация приводит к системе нелинейных уравнений, одни из которых будут неизвестны, а другие известны с точностью до вектора параметров. Главное назначение модели состоит в определении прогноза выходных переменных при известных входных, причем для неявных нелинейных уравнений известно лишь то, что та или иная компонента выхода зависит от других переменных, определяющих состояние объекта. Таким образом, возникает довольно нетривиальная ситуация решения системы неявных нелинейных уравнений в условиях, когда по одним каналам многомерной системы самих уравнений в обычном смысле нет, а по другим они известны с точностью до параметров. Следовательно, модель объекта не может быть построена с помощью методов существующей теории идентификации в результате недостатка априорной информации. Если бы можно было параметризовать систему нелинейных уравнений, то при известном входе следовало бы решить эту систему, поскольку она в данном случае известна, раз этап параметризации преодолен, правда, в этом случае необходимо еще выполнить оценку параметров. Основным содержанием настоящей статьи является решение задачи идентификации при наличии частично-параметризованного дискретно-непрерывного процесса, при этом этап параметризации не может быть преодолен без дополнительной априорной информации об исследуемом процессе. В этой связи схема решения системы нелинейных уравнений может быть представлена в виде некоторой последовательной алгоритмической цепочки. Сначала на основании имеющейся обучающей выборки, включающей наблюдения всех компонент входных и выходных переменных, формируется вектор невязок. А уже после этого оценка выхода объекта при известных значениях входных переменных строится на основании оценок Надарая - Ватсона. Таким образом, при заданных значениях входных переменных такого процесса предлагается осуществить процедуру оценивания прогноза выходных переменных в соответствии с разработанной алгоритмической цепочкой. Многочисленные вычислительные эксперименты по исследованию предлагаемых моделей частично-параметризованных дискретно-непрерывных процессов показали достаточно высокую их эффективность. В статье приводятся результаты вычислительных экспериментов, иллюстрирующих эффективность предлагаемой технологии прогноза значений выходных переменных по известным входным.
Бесплатно
О непараметрической оценке нестационарной функции регрессии по наблюдениям
Статья научная
Рассматривается проблема восстановления функции регрессии по наблюдениям со случайными ошибками. Предлагаются непараметрические оценки нестационарной функции регрессии. Приводятся результаты статистического моделирования непараметрических алгоритмов. Рассматривается задача моделирования статических многомерных нестационарных систем с запаздыванием.
Бесплатно
