Математика, вычислительная техника и управление. Рубрика в журнале - Сибирский аэрокосмический журнал
Статья научная
Проектирование признаков в машинном обучении является перспективным, но недостаточно изученным направлением. Создание нового пространства признаков из исходного набора позволяет повысить эффективность алгоритма машинного обучения, применяемого для решения сложных задач интеллектуального анализа данных. Некоторые методы отбора часто способны одновременно при увеличении точности классификации уменьшить исходное пространство, что особенно актуально в эпоху больших данных. В работе предлагается новый подход машинного обучения к решению задачи классификации на основе методов проектирования информативных признаков. Проектирование информативных признаков осуществляется с помощью методов извлечения и отбора. На основании исходных данных созданы новые множества признаков, которые включают исходные признаки и признаки, полученные методом главных компонент. Выбор эффективного подмножества информативных признаков реализуется с использованием генетического алгоритма. Для того чтобы избежать переобучения и создания тривиальных классификаторов, на функцию пригодности генетического алгоритма накладываются ограничения, требующие определенного количества признаков исходной выборки, а также определенного количества признаков, полученных методом главных компонент. Проведен сравнительный анализ эффективности следующих алгоритмов классификации: k-ближайших соседей, метод опорных векторов и случайный лес. Эксперименты по исследованию эффективности проводятся путем решения прикладных задач бинарной классификации из репозитория задач машинного обучения UCI Machine Learning. В качестве критерия эффективности выбрана мера macro F1-score. Результаты численных экспериментов показали, что точность классификации предложенным подходом превосходит решения, полученные на исходном наборе признаков и при случайном отборе (оценка границы снизу). Причем, увеличение точности характерно для всех типов задач (выборки, у которых количество признаков больше числа объектов, а также объемом 500 значений и более). Подтверждена статистическая значимость результатов.
Бесплатно
Кручение призматических ортотропных упругопластических стержней
Статья научная
Законы сохранения введены в теорию дифференциальных уравнений Э. Нетер более 100 лет назад и постепенно становятся важным инструментом исследования систем дифференциальных уравнений. Они не только позволяют качественно исследовать уравнение, но и, как показано авторами этой статьи, позволяют найти точные решение краевых задач. Для уравнений изотропной теории упругости законы сохранения впервые вычислены П. Олвером. Для уравнений теории пластичности в двумерном случае законы сохранения найдены одним из авторов этой статьи и использованы для решения основных краевых задач уравнений пластичности. Позднее оказалось, что законы сохранения можно использовать и для нахождения границ между упругими и пластическими зонами в скручиваемых стержнях, изгибаемых балках и деформируемых пластинах. В предлагаемой работе найдены законы сохранения для уравнений описывающих ортотропное упругопластическое состояние скручиваемого прямолинейного стержня. Предполагается, что сохраняющийся ток зависит линейно от компонент тензора напряжений. В работе найдена бесконечная серия законов сохранения, которая позволяет найти упругопластическую границу, возникающую при кручении ортотропного стержня.
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
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
В статье представлена мультиверсионная модель с ранжированием альтернатив в порядке предпочтения с учетом зависимости атрибутов при проектировании программного обеспечения для системы управления космическими аппаратами различного класса. Применяемое программное обеспечение с набором алгоритмов, базирующихся на общей схеме метода ветвей и границ, позволяет определять точное решение оптимизационной задачи. Для достижения наибольшей надежности программной составляющей систем управления космическими аппаратами, построенной с использованием методологии мультиверсионного программирования, в единую структуру объединяется большое количество версий программных модулей. В то время как программные комплексы даже без введения избыточных элементов характеризуются как сложные системы, говорить о широком использовании переборных методов для их формирования не приходится. Использование предложенного модифицированного метода упорядоченного предпочтения через сходство с идеальным решением позволит решить задачу выбора лучшей вычислительной системы из ряда доступных систем. Данный подход становится все более возможным по причине колоссального прогресса в технологиях проектирования и производства вычислительной техники. Даже так называемые персональные компьютеры предоставляют вычислительные возможности, которые некоторое время назад казались невозможными для компьютеров - представителей значительно более мощного класса вычислительной техники - суперкомпьютеров.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрен подход к решению проблемы обеспечения целостности наборов данных, характерной для задач управления электронными архивами. Данная проблема актуальна для высокотехнологичных производств, где посредством фотофиксации осуществляется обязательный контроль выполнения особо ответственных операций. Фотофиксация позволяет документировать ход выполнения технологического процесса, фиксировать состояние комплектующих на входном и выходном контроле, регистрировать несоответствия. Контроль целостности фотоматериалов необходим для исключения возможной подмены изображения или его повторного использования как в результате непреднамеренных ошибок исполнителя, так и в целях сокрытия дефектов производства. Предложен способ организации электронного архива фотодокументов, который использует метод внедрения стеганографических цифровых водяных знаков (ЦВЗ), основанный на моментах Цернике, вычисляемых для особых точек маркируемых изображений. Данный метод позволяет сохранять ЦВЗ на изображении даже после его геометрических преобразований (повороты, сжатие, отражения и т. д.). В ЦВЗ предложено включать данные идентификации фиксируемого фотодокументом процесса, а также сведения о других фотодокументах, что позволяет контролировать целостность всего набора материалов фотофиксации. При нанесении ЦВЗ данным методом не меняется формат представления фотодокумента и не создается побочных структур в виде метаданных или служебных файлов, файл фотодокумента остается неизменным как внешне для человека, так и технически, что обеспечивает дальнейшую работу с ним в стандартных программных приложениях.
Бесплатно
