Математика, механика, информатика. Рубрика в журнале - Сибирский аэрокосмический журнал
Применение ГИС-технологий для мониторинга использования земель
Статья научная
Рассматривается создание информационного обеспечения территориального зонирования, контроля и опре-деления разрешенных видов использования земель на основе современных информационных технологии и комплек-сного подхода к анализу характеристик природной среды c использованием методов картографического моде-лирования и геоинформационного анализа.
Бесплатно
Применение аддитивной технологии при изготовлении каркаса статора электродвигателя-маховика
Статья научная
Снижение себестоимости продукции и сроков ее изготовления всегда актуально, однако с помощью традиционных методов инструментальной обработки материалов достичь его не всегда возможно. Альтернативой здесь может служить аддитивная технология. Первые коммерческие разработки оборудования, позволяющего изготавливать изделия по аддитивной технологии методами 3D-печати, появились более 30 лет назад. Ее бурное развитие в последние годы связано с прекращением действия патентных ограничений. Применение трехмерной печати способно значительно сократить использование инструментальной обработки или полностью отказаться от нее. Одним из главных преимуществ при этом является возможность изготовления изделий сложной геометрической формы, в том числе с внутренними полостями. Разработано множество вариантов 3D-принтеров, отличающихся не только способом печати, но и используемыми материалами, в частности пластмассами, в том числе с наполнением стеклом или углеродом, металлами и керамикой. Для исследования возможностей аддитивной технологии на FDM- и SLS-принтерах напечатаны каркасы статора электродвигателя-маховика, применяемого в системе ориентации космического аппарата. Каркасы подвергались воздействию внешних неблагоприятных факторов, таких как вакуум, повышенные температура и влажность. Наиболее перспективной показала себя печать на SLS-принтере из порошкообразного полиамида.
Бесплатно
Статья научная
Описано применение метода генетического программирования в задачах автоматизированного проектирования нейросетевых моделей и нечетких котроллеров. Приведены примеры решения конкретных практических задач из различных областей принятия решений
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается алгоритм оценки и формирования внутренней среды, способствующей распространению знаний на примере машиностроительного предприятия, что в современных условиях является одной из основных потребностей данной отрасли. Представленный алгоритм включает три направления оценки и позволяет создать в организации условия, позволяющие более эффективно использовать человеческий капитал.
Бесплатно
Применение векторного подхода к распознаванию рукописных символов
Статья научная
Рассматриваются вопросы определения инвариантных признаков рукописных символов и способы их выделения. Приводится алгоритм построения векторной модели. Способы ее нормализации и уплотнения. Предлагается метод распознавания, основанный на сравнении полученной векторной модели с эталонными векторными моделями рукописных символов.
Бесплатно
Статья научная
Проанализирована возможность применения генетических алгоритмов для решения сложных задач оптимизации на примере задачи оценки эффективности региональной промышленной политики. Приведено сравнение расчета по линейной модели региона двумя методами – генетическим и симплекс-методом. Показана возможность применения генетических методов к модели, спрос в которой задается в виде логистической кривой.
Бесплатно
Статья научная
Разработан, реализован и исследован генетический алгоритм с модифицированным оператором обобщенного скрещивания. Алгоритм с оптимальными настройками использован для автоматического формирования математических моделей методами интеллектуальных информационных технологий (символьная регрессия, нейронные сети, нечеткая логика).
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено применение коэволюционного алгоритма генетического программирования к решению задачи аппроксимации рефрактометрических свойств оптически прозрачных кристаллов Rb2MnCl4 и NaMnCl3.
Бесплатно
Применение критериев динамического качества для оценки работоспособности зубчатых передач
Статья научная
Представлена методика оценки динамического качества электромеханического привода как в целом, так и отдельных составляющих его элементов при проектировании. В качестве одного из элементов электромеханического привода выбрана зубчатая передача, которая широко используется в механических приводах космической техники (приводы раскрытия антенн, поворотные механизмы антенн и т. п.). Для механических приводов космической техники при проведении агрегатных испытаний одним из критериев работоспособности является вибропрочность. В результате этих испытаний выполняется частотный анализ в момент запуска и эксплуатации, соответственно, предложенную методику можно использовать и при расчёте приводов космической техники. Рассмотрены динамические модели зубчатых передач, предложенные как российскими, так и зарубежными исследователями, и по результатам анализа предложена динамическая модель зубчатой передачи, позволяющая на этапе эскизного проекта сделать оценку динамического качества изделия с целью улучшения динамических характеристик привода при крутильно-поперечных колебаниях. Предложенная динамическая модель зубчатой передачи учитывает дополнительные степени свободы, что позволяет точнее оценить поведение динамической системы. Сделаны динамический расчет и оценка динамического качества с помощью коэффициента динамичности выбранной зубчатой передачи, которая показала хорошее динамическое качество спроектированной передачи. Предложенная методика позволяет на этапе эскизного проектирования без использования дорогостоящих CAD-, CAE-пакетов сделать быструю оценку динамического качества разрабатываемой конструкции привода с целью ее улучшения. Данная статья является продолжением работ авторов, направленных на составление динамической модели привода методом конечных элементов, состоящей из отдельных динамических элементов (ременных и цепных передач, электродвигателей, муфт, валов).
Бесплатно
Статья научная
В связи с развитием космической отрасли, расширением функций космических аппаратов и увеличением их срока службы все большее значение приобретает вопрос их надежности. Поэтому необходимо обеспечить не только высокое качество электронных комплектующих на космическом производстве, но и уделить большое внимание однородности их технических характеристик для обеспечения высокого уровня согласованности их работы в составе устройства. Для этого необходима комплексная система контроля, испытаний и автоматической классификации поступающих на производство деталей, имеющая целью отобрать из поступающих от поставщика электрорадиоизделий компоненты, изготовленные в рамках одной производственной партии. Кроме того, результаты выборочного разрушающего физического анализа можно распространять на всю партию электрорадиоизделий только будучи уверенными в однородности этой партии. Рассмотрен один из аспектов работы такой системы - определение предполагаемого числа производственных партий в сборной партии комплектующих. Задача определения числа групп является одним из сложнейших аспектов классификации данных. На сегодняшний день в литературе приведено значительное количество различных критериев оценки предполагаемого числа групп. Было проведено исследование эффективности различных критериев, и по его итогам был сделан вывод о том, что метод, основанный на критерии силуэта, весьма эффективен для решения задачи автоматической группировки, в частности, автоматической группировки электрорадиоизделий космического применения по однородным производственным партиям. Отдельное внимание было уделено вопросу «выбросов» - элементов, чьи характеристики далеко отстоят от характеристик основного количества классифицируемых элементов. Была проведена экспериментальная проверка метода на реальных данных. Экспериментально показано, что максимум критерия силуэта соответствует реальному количеству производственных партий в экзаменационной выборке, представляющей собой сборную партию, собранную из элементов, изготовленных в составе нескольких однородных производственных партий. Поскольку предлагаемый метод оценки числа производственных партий не требует проведения дополнительных испытаний электрорадиоизделий и базируется исключительно на данных испытаний, проводимых в специализированном тестовом центре, данный метод может быть внедрен в производственный процесс в целях повышения качества электронной продукции космического применения без значительных затрат.
Бесплатно
Применение метода изменяющихся вероятностей для задач оптимального размещения на сети
Статья научная
Рассматривается p-медианная задача оптимального размещения на графе (сети), являющаяся популярной моделью как в логистических задачах (оптимальное размещение транспортной, телекоммуникационной и иной инфраструктуры), так и опосредованно в задачах кластерного анализа, распознавания образов, в теории оценивания. Цель p-медианной задачи на графе (сети) заключается в нахождении определенного числа вершин (узлов) таких, чтобы суммарное расстояние от всех узлов сети до ближайшей из выбранных вершин (узлов) было минимальным. Для приближенного решения рассматриваемой неразрешимой (в общем случае) за полиномиальное время задачи предложен эвристический алгоритм, основанный на идеях метода изменяющихся вероятностей, являющегося методом случайного поиска с адаптацией. Идея алгоритма заключается в случайном выборе вершин в соответствии с заданными вероятностями выбора каждой из вершин и изменении этих вероятностей для каждой из выбранных вершин и вершин в некоторой ее окрестности в зависимости от достигнутого значения целевой функции (т. е. в зависимости от суммарного расстояния от каждой из вершин графа до ближайшей из выбранных вершин). При создании алгоритма для p-медианных задач с большой размерностью и вычислительной сложностью ставится задача оптимального использования вычислительных мощностей. Эффективность алгоритма подтверждена экспериментальной проверкой на тестовых примерах из библиотеки ORLIB. Также приведены результаты работы комбинированного алгоритма - комбинации предложенного алгоритма с процедурой локального поиска для решения данной задачи. Экспериментально показано, что результаты такой комбинации превосходят результаты оригинального многократных запусков алгоритма, реализующего локальный поиск из случайным образом выбранных вершин. Кроме того, в работе экспериментально показано, что для небольших задач алгоритм способен получить точное решение задачи.
Бесплатно
Применение метода оценок влияния нелинейностей на переходные процессы в нелинейных системах
Статья научная
Рассмотрена возможность анализа стабилизатора напряжения на базе понижающего квазирезонансного преобразователя с коммутацией ключевого элемента при нулевых значениях тока как существенно нелинейной системы автоматического регулирования. В работе использован метод оценок влияния нелинейностей на переходные процессы в нелинейных системах.
Бесплатно
Применение метода улучшения изображений для систем распознавания лиц
Статья обзорная
Представлен алгоритм обработки изображений лиц, включающий три этапа: нелинейное улучшение изображения (сжатие динамического диапазона), локализация лиц на основе цветовой сегментации кожи с последующим выделением антропометрических точек лица. Также рассмотрен процесс распознавания лиц на основе метода главных компонент
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается задача распознавания говорящего. В качестве исходных данных взята задача «Японские гласные» из UCI репозитория. Эта задача была решена с использованием нечеткого классификатора как метода классификации, способного извлекать причинно-следственные закономерности из исходных данных. Был применён новый метод формирования нечеткого классификатора, самонастраивающимися коэволюционными алгоритмами, а именно многошаговый метод формирования нечеткого классификатора, основанный на многократном повторении ранее разработанного метода формирования нечеткого классификатора. Были проведены численные исследования метода формирования нечеткого классификатора для различного числа говорящих и различного числа используемых нечетких правил. Метод показал приемлемую эффективность на тестовой выборке: от 0,985 для двух говорящих до 0,786 для девяти.
Бесплатно
Применение методов непараметрического моделирования в решении задач экологического мониторинга
Статья научная
Рассмотрены основные задачи экологического мониторинга, в том числе решаемые с использованием спутниковых данных дистанционного зондирования. Проведен анализ экологической ситуации в России, существующих методов размещения пунктов наблюдения в системах контроля атмосферного воздуха и программ наблюдений. Охарактеризована система экологического мониторинга в Красноярске и необходимость применения методов моделирования при оценке экологической обстановки с целью комплексного учета многих факторов (параметры источников выбросов, текущее метеорологическое состояние атмосферы, условия рассеивания для данной местности, свойства моделируемых веществ и др.). Исследована проблема создания модели экологической обстановки в г. Красноярске в контексте Н-моделей. Показана необходимость использования соответствующих непараметрических индикаторов при построении обучающихся параметрических моделей «трубчатых» процессов. Проанализирован вопрос идентификации в узком и широком смысле. Рассмотрен стандартный способ моделирования экологической обстановки, описаны сложности, возникающие при моделировании процессов, имеющих «трубчатую» структуру, параметрическими методами. Представлена модель прогноза экологической ситуации в г. Красноярске, разработанная методами непараметрического моделирования с использованием ядерных оценок на основе данных наблюдений государственной сети мониторинга, приведены результаты моделирования пространственного распределения окиси углерода. Обоснована необходимость применения данного подхода в принятии управленческих решений, регулирующих экологическую обстановку в режиме реального времени. В связи с необходимостью развития региональных сетей мониторинга, задачи выбора пунктов наблюдения и оптимизации программы мониторинга качества атмосферного воздуха являются наиболее актуальными, в их решении необходимо комплексное рассмотрение всей совокупности факторов и угроз, а также использование новейших технологий (в том числе применение аэрокосмических (дистанционных) методов экологического мониторинга). Предложенный подход позволит оптимизировать процедуру принятия решений в области управления качеством окружающей среды. В дальнейшем возможно расширение модели, что позволит рассчитывать распространение загрязнения не только в пространстве, но и во времени и увеличить точность прогнозов.
Бесплатно
Применение нейро-нечетких систем в задачах подсчета кредитного балла банковского сектора
Статья научная
В виду сложности и значительных временных затрат проектирования нейро-нечетких моделей вручную с нуля в рассмотрение вводятся эволюционные алгоритмы. С помощью генетических алгоритмов разработка нейро-нечетких систем упрощается и становится автоматической. Предложенная схема применяется к известным задачам о кредитах в Австралии и Германии. Приводится сравнение с другими подходами.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено применение принципов функционирования механизмов иммунной системы в задаче построения адаптивного самообучающегося средства защиты информации и использования нечеткой логики для его улучшения.
Бесплатно
Статья научная
Разработан и протестирован высокоэффективный численный алгоритм, позволяющий решать широкий класс двумерных нестационарных конвективно-диффузионных задач. Проведено математическое моделирование нестационарных процессов, протекающих в канале линейного МГД-ускорителя. В полной постановке решена двумерная задача магнитной гидродинамики с учетом эффекта Холла. В результате моделирования обнаружен эффект отклонения токового слоя от направления, перпендикулярного электродам ускорителя. Полученные результаты качественно согласуются с экспериментальными данными.
Бесплатно
Статья научная
Представлены и сведены воедино теоремы В. А. Котельникова, определяющие условия, при которых аналоговые сигналы s (t ) можно точно восстановить по дискретным отсчетам s1 = s (t1 ) , s2 = s (t2 ) , …, sk = s (tk ) , расположенным через определенные промежутки времени t-t t-t в цифровых системах
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрен метод визуализации структуры взаимосвязей между объектами статистической системы, основанный на модификации физической задачи N тел. Поставлена и решена задача получения новой формы визуального представления структуры взаимосвязей в виде пузырьковой диаграммы.
Бесплатно
