Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника @vestnik-susu-ctcr
Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника
Все статьи: 1119
Краткое сообщение
В статье кратко рассматриваются общие для различных современных программных средств возможности, которые позволяют создавать и поддерживать предметно-ориентированные языки программирования. Среди возможностей рассматриваются возможности среды создания предметно-ориентированных языков и среды редактирования программ на таких языках. При рассмотрении возможностей сред редактирования основное внимание уделяется описанию проекционных сред редактирования, которые используются в современных языковых инструментальных средствах и позволяют привнести возможности интеллектуальных редакторов современных интегрированных сред разработки. В качестве вывода в данном кратком сообщении приводятся проблемы использования современных языковых инструментальных средств и разработки в языково-ориентированном стиле без их применения. Основное внимание в заключении уделено проблеме представления семантики предметно-ориентированных языков и отображения семантики на синтаксис. Делается предположение о возможности использования различных способов представления знаний для описания семантических моделей предметноориентированных языков.
Бесплатно
Возможности использования инкрементного обучения нейронной сети
Статья научная
Настоящее время характеризуется беспрецедентным ростом объемов информационных потоков. Обработка информации лежит в основе решения многих практических задач. Спектр приложений интеллектуальных информационных систем чрезвычайно обширен: от управления непрерывными технологическими процессами в реальном времени до решения коммерческих и административных задач. Интеллектуальные информационные системы должны обладать таким основным свойством, как способность быстро обрабатывать динамические входящие данные в реальном времени. Кроме того, интеллектуальные информационные системы должны уметь извлекать знания из ранее решенных задач. В последние годы инкрементное обучение нейронной сети стало одной из актуальных тем в области машинного обучения. По сравнению с традиционным машинным обучением, инкрементное обучение позволяет усваивать новые знания, поступающие постепенно, и сохранять старые знания, полученные от предыдущих задач. Такое обучение должно быть полезно в интеллектуальных системах, где данные поступают динамически. Цель исследования. Рассмотреть концепции, проблемы и методы инкрементного обучения нейронной сети, а также оценить возможность его использования при разработке интеллектуальных систем. Материалы и методы. Рассматривается идея инкрементного обучения, полученная при анализе обучения человека в течение жизни. Представлены термины, которыми описывается инкрементное обучение в литературе. Описаны препятствия, которые возникают при достижении цели инкрементного обучения. Приводится описание трех сценариев инкрементного обучения, среди которых выделяют инкрементное обучение по классам. Дается анализ методов инкрементного обучения, сгруппированных в семейство техник в соответствие с решением проблемы катастрофического забывания. Представлены возможности, которые дает инкрементное обучение в сравнении с традиционным машинным обучением. Результаты. В статье делается попытка оценить текущее состояние и возможность использования инкрементного обучения нейронной сети, выявить отличия от традиционного машинного обучения. Заключение. Инкрементное обучение полезно для будущих интеллектуальных систем, поскольку оно позволяет поддерживать существующие знания в процессе обновления, избегать обучения с нуля, динамически регулировать способность модели к обучению в соответствии с новыми доступными данными.
Бесплатно
Статья научная
Выявление дефектов расслоения в изделиях из многослойных биметаллических материалов является актуальной задачей. Для ее решения широко применяют различные методы неразрушающего контроля, в том числе метод активного теплового контроля. Его суть заключается в дистанционной регистрации, визуализации и анализе тепловых (температурных) полей объектов, которые зависят от теплофизических, геометрических характеристик, параметров тепловой нагрузки и особенностей внутренней структуры объекта. Дефекты внутренней структуры вызывают появление аномальных температурных зон на поверхности объекта, анализ которых позволяет судить о наличии изменений в материале в целом или на отдельных участках. Понять, есть ли дефект под аномальным участком и каковы его параметры, можно при наличии адекватной математической модели, описывающей зависимость результатов контроля от свойств объекта и выбранных технологических режимов. Такая модель является неотъемлемой составляющей существующих систем теплового контроля. Для одного и того же объекта или процесса может быть составлено некоторое множество математических моделей, отличающихся числом учитываемых факторов, принятых допущений, полнотой и точностью описания состояния объекта или условий протекания процесса. Набор факторов определяется целью проводимого исследования, при этом для однозначного определения модели теплового состояния необходимо описать геометрические характеристики, теплофизические свойства материала, условия теплообмена и характеристики источников тепла. Цель исследования: анализ существующих математических моделей для исследуемого объекта - многослойной биметаллической пластины с дефектами в виде плоских воздушных промежутков между наружными и внутренним слоями, выявление общих подходов к моделированию процессов теплового контроля многослойных объектов. Материалы и методы. Определена структура математической модели теплового состояния объекта. Выполнен аналитический обзор существующих математических моделей теплового контроля многослойных объектов. Результаты. Сформулированы требования, допущения и ограничения для математической модели теплового контроля многослойной биметаллической пластины с дефектами расслоения. Заключение. На основе рассмотренных подходов к математическому моделированию теплового состояния многослойных объектов с идеальным контактом слоев и дефектами расслоения определены необходимые факторы для разработки модели процессов активного теплового контроля исследуемых объектов.
Бесплатно
Возможности использования онтологии предметной области для определения семантической модели DSL
Краткое сообщение
При интенсивном информационном развитии остро становится проблема быстрого и качественного создания информационных систем, а также поддержки уже созданных систем. Затраты на модернизацию и расширение системы зачастую оказываются больше чем при первичном создании этой системы. Существующие паттерны проектирования информационных систем сводят процесс проектирования и модернизации к оперированию внутренними составляющими системы, а не всей системой в целом. В данной статье рассматриваемые подходы применяются в рамках платформы, адаптирующей информационную систему под конкретную предметную область путем преобразования входных данных в виде формального описания предметной области в объектную модель и дальнейшей работы с ней. Рассматривается возможность использования онтологии как инструментария для формального описания предметных областей и рассмотрен собственно процесс перехода от формального описания к объектной модели. Полученная объектная модель затем используется языковым модулем платформы уже для написания бизнес-логики полученной системы.
Бесплатно
Статья научная
Обеспечение надежного безударного заряжания пусковой установки ракетами за минимальное время требует автоматизации этого процесса. Предложена математическая модель, позволяющая вырабатывать с помощью компьютера и телекамеры необходимые для этого управляющие воздействия.
Бесплатно
Вопросы оптимизации алгоритмов проверки летательных аппаратов
Статья научная
Рассматривается порядок проверки готового изделия в процессе производства. Целью проверки является обнаружение отказов в блоках. Предлагается общий подход к назначению последовательности проверочных тестов для сокращения времени проверки.
Бесплатно
Вопросы разработки мощных импульсных СВЧ-передатчиков на биполярных транзисторах
Статья научная
Приведены результаты компьютерного моделирования и экспериментальной отработки мощного задающего СВЧ-автогенератора и усилителя импульсного передатчика радиолокационной станции на биполярных транзисторах.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена постановке задачи векторного согласования для бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС), позволяющей осуществить тарировку датчиков угловой скорости (ДУС) и акселерометров БИНС, а также вопросам реализации алгоритма векторного согласования на цифровой вычислительной системе (ЦВС), оперирующей с числами с фиксированной запятой, примером которой является ЦВС «Малахит-3» разработки НПО автоматики имени академика Н.А. Семихатова. Представлены результаты, полученные с помощью математического моделирования, тарировки 4 ДУС БИНС на основе волоконно-оптического гироскопа (ВОГ) при векторном согласовании с высокоточной инерциальной навигационной системой на основе гиростабилизированной платформы (ГСП). Представлены результаты реализации алгоритма векторного согласования на ЦВС «Малахит-3» с использованием 32-разрядной арифметики, показаны оценки временных затрат на выполнение алгоритма.
Бесплатно
Выбор базовых представителей направления техники нового поколения
Статья научная
Цель исследования. Процесс развития предприятия предполагает реализацию последовательности проектов, каждый из которых имеет свой жизненный цикл. Одной из главных задач менеджмента предприятия является обеспечение условий для того, чтобы каждый из проектов начал окупаться. Учитывая тот факт, что современные проекты, как правило, имеют достаточно длительный срок реализации, следует признать, что решение о реализации проекта в полном объеме будет, наверное, не самым оптимальны. Как правило, в этом случае предпочитают разбивать проект на стадии или, как это принято в промышленном строительстве, на очереди. Материалы и методы. Приведена формальная постановка задач, определяющих: минимальное число базовых представителей, минимизацию сроков подготовки производства новых видов техники и минимизацию времени производства базовых представителей новой техники. Для случаев небольшой размерности задачи предлагается точный алгоритм, основанный на полном переборе вариантов. Для случая задач большой размерности предлагается композиционный алгоритм, заключающийся в разбиении всего множества изделий на несколько подмножеств, к каждому из которых применяется точный алгоритм. Результаты. В основу рассмотренных алгоритмов положена пороговая схема решения оптимизационной задачи, когда вводится пороговое значение времени создания одного из изделий, которое будет совпадать с одной из компонент вектора, задающего нормативное время создания каждого из изделий. В этом случае также могут быть использоваться переборный и декомпозиционный алгоритмы. Отдельно рассмотрен случай решения данной задачи как задачи о частичном покрытии двудольного графа. Приведен алгоритм получения нижней оценки задачи на основе метода сетевого программирования. Заключение. Проведен анализ и разработана процедура выбора базовых изделий нового поколения техники, позволяющая в зависимости от условий, устанавливаемых лицом, принимающим решение (ЛПР), определить базовое изделие направления техники, наиболее полно соответствующее функциональным, конструктивным и технологическим признакам поколения техники.
Бесплатно
Выбор и исследование двухфакторной модели функции преобразования вихреакустических расходомеров
Статья научная
Представлена методика поиска двухфакторной математической модели функции преобразования вихреакустического расходомера по результатам специальных испытаний. В соответствии с предложенной моделью результирующий расход зависит от частоты образования вихрей за телом обтекания и температуры измеряемой среды. Выбор модели выполнен с помощью метода всех возможных регрессий, расчет коэффициентов производился по взвешенному методу наименьших квадратов. Предложен способ адаптации найденной двухфакторной функции преобразования для использования ее при серийном производстве расходомеров. Приведены результаты применения предлагаемой функции на примере данных с серийного производства вихреакустических расходомеров.
Бесплатно
Выбор методов оценки при формировании кадрового состава проектных команд
Статья научная
Введение. Важным условием успешного развития бизнеса в современных условиях является применение методологии проектного управления, использующей принципы командной работы. Несмотря на то, что подходы к оценке претендентов в проектную команду определяются в рамках определенной организации и учитывают ее специфику, вызывает затруднение однозначная количественная оценка компетентности таких специалистов. В связи с большим количеством имеющихся методов оценки возникает необходимость выбора более узкого и точного набора тестового материала, соответствующего конкретной организации и модели компетенций участника команды. Цель исследования. Целью работы является решение задачи формирования оптимального пакета тестов, удовлетворяющих условиям максимизации их качества и минимизации временных затрат. Методы. Для разработки алгоритма, оптимизирующего данный процесс, необходимо проанализировать существующие тесты и методики оценки компетентности претендентов в проектную команду и разработать алгоритм формирования оптимального пакета тестов с условием минимизации затрачиваемого на их прохождение времени и максимизации степени соответствия теста качеству. Для определения оптимального решения задачи о минимальном покрытии множества компетенций тестами с учетом минимизации времени и максимизации степени соответствия используется модифицированный метод ветвей и границ. Для решения задачи о выборе сотрудника на должность предлагается модификация метода TOPSIS. Результаты. В работе предложена многокритериальная математическая модель формирования оптимального портфеля тестов для оценивания компетенций претендентов в члены проектной команды. Заключение. Предлагаемый механизм может быть применен в деятельности любой компании, использующей методы проектного управления.
Бесплатно
Выбор модели функции преобразования вихреакустических расходомеров
Краткое сообщение
Использование алгоритмических методов коррекции погрешности предполагает знание функции преобразования расходомера. Авторами проведен выбор и исследование однофакторной модели функций преобразования вихреакустических расходомеров. Показана необходимость перехода от однофакторной функции преобразования к двухфакторной модели.
Бесплатно
Выбор оптимального подхода к управлению проектами цифровой трансформации в строительной отрасли
Статья научная
В настоящее время идет активный процесс цифровизации различных сфер и отраслей. Сфера строительства не исключение. Применение технологий BIM-моделирования, цифровых двойников позволяет сократить сроки реализации проектов, снизить количество ошибок, повысить безопасность, в целом оптимизировать управление объектами капитального строительства на всех этапах жизненного цикла. Но сам процесс трансформации, перехода предприятий строительной отрасли на новый уровень четко не прописан и не структурирован. Отсюда более двух третей проектов цифровых преобразований оказываются неудачными. Как правило, предприятия реализуют данный переход методом проб и ошибок, несмотря на имеющийся в настоящее время задел в области проектного управления. Цель исследования состоит в выборе наиболее подходящей для управления проектами перехода к цифровому управлению строительными проектами. Методы. В работе проведен сравнительный анализ трех наиболее распространённых в настоящее время подходов к управлению проектами: каскадный (Waterfall водопадный), гибкий (Agile), гибридный (Hybrid). Учитывая специфику строительных проектов, были выделены наиболее важные критерии для сравнения методологий: четкость и понятность алгоритмов, документирование, время, адаптивность (гибкость). С помощью метода анализа иерархий определен лучший вариант. Результаты. Наиболее предпочтительным является применение именно классического (водопадного) подхода для проектов цифровой трансформации в области управления строительными проектами. Заключение. Выбор именно каскадного (водопадного) подхода связан в первую очередь со сложностью процесса цифровизации и необходимостью описания и фиксации дальнейших алгоритмов работы с виртуальными моделями. Далее по мере приобретения необходимого опыта и компетенций организации могут переходить к гибридному и даже гибкому подходам. Для зрелых облачных организаций гибкий подход становится стандартным режимом работы.
Бесплатно
Выбор оптимального режима работы светодиодных излучателей
Статья научная
В работе проведен анализ тепловых режимов светодиодных источников света, поставлена задача проектирования светодиодных источников света с оптимальными весогабаритными и ценовыми характеристиками. В статье рассмотрена методика оптимизации весогабаритных характеристик для тепловыделяющих элементов с нелинейными температурными свойствами. Данная методика применима для нахождения значения потребляемого тока светодиодным источником света с различными нелинейными характеристиками.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается задача выбора оптимальных режимных параметров в областях взаимного поглощения линий равного значения показателя качества изделий. Решается задача построения обобщенного показателя качества функционирования подсистемы термообработки композиционных изделий в условиях неопределенности.
Бесплатно
Выбор поворачивающих множителей в алгоритме монобитного быстрого преобразования Фурье
Краткое сообщение
Приводятся результаты исследования алгоритма монобитного быстрого преобразования Фурье. Рассматриваются варианты реализации алгоритма на основе различных наборов поворачивающих множителей. Выбор поворачивающих множителей влияет на качество результата монобитного быстрого преобразования Фурье и на ресурсы ПЛИС, необходимые для реализации алгоритма. Количественная оценка такого влияния в открытой литературе не приводится. Предметом исследования является уровень нежелательных составляющих в спектре анализируемого сигнала. Приводятся результаты расчетов числа ресурсов ПЛИС, требуемых для реализации различных вариантов алгоритма монобитного быстрого преобразования Фурье. Расчеты проведены для 1024-точечного преобразования. Результаты исследований могут быть использованы при разработке и практической реализации устройств цифровой обработки сигналов на ПЛИС, использующих алгоритм монобитного быстрого преобразования Фурье.
Бесплатно
Выбор решений при оперативном нейроуправлении процессом помола шихты в цементном производстве
Статья научная
Предлагается метод нейроуправления технологическим процессом помола шихты в цементном производстве с целью повышения его энергоэффективности. Необходимость применения нейроуправления вызвано тем, что качество помола и потребление ресурсов зависит от многих факторов, которые представляют большие трудности их измерения и прогнозирования показателей эффективностей. Достоверное измерение влияющих факторов необходимо для решения задачи определения наилучшего сочетания объема шаровой нагрузки помола и необходимого количества твердых веществ для оптимизации показателя уменьшения размера частиц шихты при минимальном удельном расходе энергии. Нейроуправление строится на основе обучения нейронной сети с учителем, в роли которого выступает опытный оператор мельницы, реализующий эффективное управление процессом помола. Контроллер, построенный на основе нейронных сети, должен работать в реальном времени и отражать текущее состояние процесса помола. Выбор решений при решении задачи оперативного управления с использованием нейронной сети относится к классу многокритериальных задач. В работе предложен метод принятия решений, исходя из множества допустимых технических условий, накладываемых на процесс помола. Подобная постановка задачи в общем случае является противоречивой. В работе предложен подход к решению данной задачи на основе определения максимального числа совместных взвешенных условий, налагаемых на процесс. Подобный подход позволяет организовать интерактивную процедуру выбора допустимого решения при оперативном управлении процессом помола. Предложена оперативная компьютерная модель процесса помола клинкера при производстве цемента.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается задача выборочного контроля качества металлических функциональных материалов, которые должны обладать строго определенными и настраиваемыми физическими и химическими свойствами, дающими возможность реализовывать служебные характеристики конструкций и устройств, недостижимые при использовании других материалов. Предлагается проверять соответствие получаемых потребительских свойств создаваемого материала заданным значениям путем сравнения параметров микроструктуры, определяемым по фотографиям шлифов с помощью автоматизированной информационной системы. Именно проверка микроструктуры является отличительной особенностью производства функциональных материалов. Проверка их свойств на макроуровне производится лишь для подтверждения результатов анализа микроструктуры с целью повышения достоверности проведённого анализа. Рассматриваемая система поддержки принятия решений является информационно-аналитической системой, и предназначена для информационного сопровождения процедуры контроля качества функциональных материалов на уровне распознавания и расчета параметров образов по фотографиям микрошлифов, а также интеллектуальной поддержки процедуры контроля качества материалов на уровне формирования и применения специализированной базы знаний с возможностью объяснения полученных логических выводов. В качестве контролируемых величин выступают параметры фазового состава (объемные доли фаз) и зеренной структуры (размеры и степень анизотропии зерен) исследуемого материала. Предполагается, что построение метрик для сравнения комплексной оценки фазового состава и комплексной оценки зеренной структуры осуществляется экспертом материаловедом на этапе построения интеллектуальной системы в процессе разработки технологического процесса изготовления функционального материала в виде правил, которые сохраняются в экспертной системе. Далее полученные метрики будут использоваться на предприятиях по производству функциональных материалов для проведения контроля его качества. Принятие решения о качестве произведенного ФМ является многокритериальным решением, поскольку производится по совокупности результатов одновременного сопоставления целого ряда свойств произведенного материала с критериями, сформулированными его разработчиками. Приводится демонстрационный пример выборочного контроля качества арматурной стали с заданными прочностными свойствами, получаемыми за счет термообработки материала. Показывается, что путем сравнения значений трех параметров зеренно-фазовой структуры можно контролировать значение твердости исследуемой стали.
Бесплатно
Выделение гироскопических инерционных сил из центробежных и кориолисовых инерционных сил
Статья научная
Целью исследования является выделение в уравнениях динамики механических систем обобщенных гироскопических инерционных сил, состоящих из части центробежных и кориолисовых инерционных сил, с указанием тел, движения которых формируют эти силы. Методы исследования относятся к механике систем тел, системному анализу и робототехнике. Результаты исследования позволяют выписывать общие формулы вычисления обобщенных центробежных, кориолисовых и гироскопических инерционных сил через частные производные по обобщенным координатам от элементов матрицы инерционных коэффициентов в выражении кинетической энергии произвольной механической системы. В процессе анализа этих формул для систем тел со структурой открытого дерева, например, орбитальных станций с манипуляторами на борту или шагающих аппаратов в одноопорной фазе ходьбы, выделены тела, движения которых влияют на возникновение перечисленных инерционных сил. Для манипуляционных систем роботов приведены примеры уравнений динамики, в которых выделены все возможные инерционные силы и указаны тела, их формирующие.
Бесплатно
