Математика, механика, информатика. Рубрика в журнале - Сибирский аэрокосмический журнал
Анализ свойств смеси непараметрических оценок плотности вероятности многомерной случайной величины
Статья научная
Исследуются асимптотические свойства смеси непараметрических оценок плотности вероятности многомерной случайной величины. Проводится их сравнение со свойствами традиционной непараметрической оценки плотности вероятности типа Розенблатта-Парзена в зависимости от количества составляющих смеси и размерности случайной величины.
Бесплатно
Анализ структур имитаторов электрических характеристик систем электропитания космических аппаратов
Статья научная
Проведен сравнительный анализ результатов моделирования в пакете MicroCAP 7.1 двух возможных структур имитаторов электрических характеристик систем электропитания космических аппаратов.
Бесплатно
Анализ тепловых и рекомбинационных потерь фототока в солнечных элементах космических аппаратов
Статья научная
Эффективность фотопреобразования света в электрический ток ограничена рекомбинационными, тепловыми и другими потерями энергии в структурах солнечных элементов (СЭ), используемых, в том числе, в космических аппаратах (КА). Уравнения, описывающие потери, уточнены с учетом рассредоточения омических потерь в лицевом слое (ЛС). Впервые проведена оценка тепловых потерь, обусловленных эффектом Пельтье, в контактах электрической цепи СЭ. Обсуждаются также способы минимизации рекомбинационных потерь в ЛС за счет электрического поля контактных зарядов.
Бесплатно
Анализ частот продольных и поперечных колебаний сетчатой цилиндрической оболочки с отверстиями
Статья научная
На протяжении тридцати лет композитные сетчатые цилиндрические оболочки, обладающие высокой удельной прочностью и жесткостью, находят применение в ракетной и космической технике. В последнее время композитные сетчатые цилиндрические оболочки широко применяются в качестве корпусов космических аппаратов. Сетчатая оболочка является несущей конструкцией, к которой присоединяются приборы и механизмы космического аппарата. Один край такой оболочки прикреплен через адаптер к ракетоносителю. Сегодня используемые в качестве корпусов космических аппаратов сетчатые цилиндрические оболочки не имеют вырезов и отверстий в своей структуре. Это существенно затрудняет монтаж оборудования, стыковку кабельных разъёмов и трубопроводов, расположенных внутри сетчатого цилиндра. Очевидно, что наличие вырезов в сетчатой оболочке облегчит процесс монтажа оборудования, но вместе с тем повлияет на её жесткостные характеристики. Описан алгоритм создания конечно-элементной модели сетчатой цилиндрической оболочки, изготовленной из композитного материала, структура которой содержит отверстия. Решена задача определения первой частоты продольных и поперечных колебаний оболочки, один край которой жестко закреплен, а к другому краю прикреплен абсолютно жесткий диск. Выполнен анализ влияния размеров отверстия и жесткости окаймляющего ребра на величину первой частоты колебаний. Приведены значения первой собственной частоты продольных и поперечных колебаний сетчатой оболочки с отверстиями различных размеров. Представлены графики изменения первой частоты продольных и поперечных колебаний в зависимости от ширины окаймляющего ребра. Значение первой частоты продольных или поперечных колебаний оболочки является характеристикой жесткости конструкции. Поэтому результаты модального анализа позволяют сделать определенные выводы о влиянии параметров вырезов на жесткость сетчатой оболочки. Очевидно, что вырезы уменьшают первую частоту продольных и поперечных колебаний оболочки. Окаймляющее ребро позволяет повысить жесткость оболочки с вырезами. По мере увеличения ширины этого ребра происходит увеличение соответствующих первых частот колебаний. Влияние ширины окаймляющего ребра тем заметнее, чем большими размерами обладает вырез в сетчатой структуре. Полученные результаты могут применяться при проектировании силовых конструкций космических аппаратов.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены вопросы передачи энергии в зарядно-разрядном устройстве, выполненном по схеме реверсивного понижающе-повышающего преобразователя с режимом коммутации силовых транзисторов при нуле напряжения. Разработаны методика и алгоритм вычисления зависимости действующего тока через элементы силовой цепи преобразователя от параметров элементов силовых цепей и параметров процесса преобразования энергии.
Бесплатно
Анализ этапов предпроектного обследования информационной системы персональных данных
Статья научная
Рассмотрены основные этапы, входящие в первую стадию создания системы защиты персональных данных, которая носит название «Предпроектное обследование».
Бесплатно
Статья научная
Предложен метод оценки эффективности квазирезонансного преобразователя с коммутацией ключевого элемента при нулевых значениях тока в сравнении с классическим широтноимпульсным преобразователем.
Бесплатно
Анализ эффективности применения термоэлектрических модулей в системах охлаждения радиоэлементов
Статья научная
Рассматривается процесс теплопередачи в обычной системе теплоотвода и термоэлектрической системе охлаждения. Проведены расчеты характеристик процесса. Получены зависимости эффективности охлаждения от интегральных параметров теплоотводящей системы, тепловой мощности радиоэлемента, нагрузочных характеристик и энергопотребления термоэлектрического модуля. Установлено, что при заданных значениях тепловой мощности радиоэлемента и термического сопротивления теплоотводящей системы существует оптимальное значение силы тока питания термоэлектрического модуля, при котором эффективность охлаждения является максимальной.
Бесплатно
Анализ эффективности функционирования многопараметрической системы
Статья научная
Для оценки эффективности функционирования бурового станка необходимо рассматривать множество структурно взаимосвязанных и функционально взаимодействующих разнотипных систем. В данных условиях сложная система образована при взаимодействии всех систем бурового станка, предназначенных для бурения, и горной породы. Со стороны бурового станка особое влияние на процесс оказывают усилие подачи и частота вращения рабочего органа, а также устройство и свойства материалов бурового инструмента. Со стороны горной породы наиболее важное значение имеют прочностные характеристики, которые могут выражаться через показатель буримости, а также структура массива горной породы. Разработана методика определения стойкости шарошечного долота и скорости бурения в зависимости от прочностных характеристик и структуры массива горной породы. Представленная методика позволяет проанализировать соотношение производительности бурового станка шарошечного бурения и ресурса бурового долота при бурении пород, характеризующихся различными показателями буримости, количеством и размером трещин и слоями породы с различными физико-механическими свойствами.
Бесплатно
Аналитико-имитационная процедура формирования структуры АСУ космических систем связи и навигации
Статья научная
Представлено описание моделей и методов поддержки принятия решений при выборе пунктов управления космическими аппаратами связи и навигации, в частности, аналитико-имитационная процедура формирования базового множества пунктов управления космическими аппаратами, включающая имитационную модель отсева варианта структуры по алгоритмически заданным ограничениям на атрибуты.
Бесплатно
Аналогия перемагничивания обменно-связанной магнитной структуры и изгиба упругого стержня со сжатием
Статья научная
Рассмотрено точное аналитическое решение задачи о перемагничивании магнитной структуры с учетом одноосной анизотропии. Получена зависимость средней по толщине слоя намагниченности от постоянного поля. Найдено точное пороговое значение параметра одноосной анизотропии, при котором начинается раскрытие петли гистерезиса. Перемагничивание магнитной структуры аналогично изгибу со сжатием упругого стержня.
Бесплатно
Аппаратная реализация кодирования информации систематическими полярными кодами
Статья научная
Кодирование информации с помощью корректирующих кодов позволяет осуществлять контроль целостности передаваемых сообщений, а в ряде случаев - исправлять ошибки, возникшие при передаче информации по каналу с шумом. Рассматриваются полярные коды - двоичные линейные блоковые корректирующие коды, достигающие пропускной способности симметричных каналов без памяти. В основе полярных кодов лежит операция поляризации N-разрядного двоичного симметричного канала без памяти. Рассматриваются операции несистематического и систематического кодирования информации полярными кодами с прямым порядком битов и с битовой перестановкой, приводится метод реализации систематического кодирования через двукратное несистематическое кодирование полярными кодами. Вводится операция прекодирования - преобразования K-разрядного информационного вектора в N-разрядный вектор в соответствии с некоторым полярным кодом С. Предлагается схема прекодера, построенная с использованием регистров сдвига, которая позволяет осуществлять прекодирование для любого (N, K)-полярного кода. Приводится обзор вариантов аппаратной реализации несистематических кодеров полярных кодов с прямым порядком битов и с битовой перестановкой и их сравнительные характеристики. Приведенные варианты реализации основываются на конвейерном способе организации вычислений и имеют разрядность входного сигнала P, кратную длине кодового слова N. Предлагается схема систематического кодера (32, 16)-полярного кода с прямым порядком битов, включающая в себя блок прекодера и два блока несистематического кодирования и реализующая конвейерный способ организации вычислений, приводится временная диаграмма конвейера предлагаемого кодера. Рассматриваются варианты масштабирования предлагаемой схемы с целью реализации систематического кодирования полярными кодами с практически значимыми значениями длины кодового слова N. Масштабирование в ширину предполагает увеличение разрядности входного сигнала P, масштабирование в длину предполагает увеличение числа стадий конвейера для каждого блока несистематического кодирования. Приводятся результаты моделирования предлагаемого систематического кодера в пакете Altera Quartus II 13.0 с использованием системы ModelSim 10.1. Результаты полностью совпадают с результатами моделирования в пакете MATLAB R2016b.
Бесплатно
Аппаратно-программные средства контроля сердечно-сосудистой системы
Статья научная
Представлен разработанный в лаборатории медицинского приборостроения института инженерной физики и радиоэлектроники (ИИФиРЭ) Сибирского федерального университета (СФУ) аппаратно-программный комплекс на базе холтеровских кардиомониторов МКМ-09 с возможностью дистанционной передачи информации о функциональном состоянии организма в диагностический центр.
Бесплатно
Аппаратурная погрешность относительных измерений
Статья научная
Определено влияние параметров временной шкалы аппаратуры радионавигации на работу систем слежения за сигналом навигационного космического аппарата. Сформированы оценки радионавигационных параметров сигнала.
Бесплатно
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
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
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
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
