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: 1099
Математическая модель солнечной опреснительной установки с устройством слежения за солнцем
Краткое сообщение
Рассматривается процесс написания математической модели для солнечной опреснительной установки. Описан процесс проведения лабораторных испытаний над опреснительной установкой для выявления коэффициентов, учитывающих влияние начальной температуры и солености воды на производительность установки. Исходя из полученных результатов производительности солнечной опреснительной установки и результатов производительности, полученных в экспериментальных исследованиях, сделаны выводы о возможности использования математической модели для предварительных расчетов в проектировании опреснительных комплексов на солнечной энергии. Приведены рекомендации для увеличения точности расчета.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена разработке математической модели, трансформирующей частоту, фазу, амплитуду двумерного течения в аналогичные параметры для трехмерного течения. В статье представлены результаты выполнения анализа существующей 3D модели, реализованной в пакете ANSYS, используемой для моделирования течения в проточной части вихревого расходомера. По результатам анализа картины течения в проточной части вихревого расходомера определены базовые точки геометрии проточного тракта вихревого расходомера, в которых будет проводиться математическое моделирование. Разработана функциональная структура математической модели определения параметров течения в проточной части вихревого расходомера для варианта двумерного моделирования. Осуществлен выбор математического метода трансформации трехмерной модели расчета проточного тракта вихревого расходомера в двумерную модель. Разработан вычислительный алгоритм математической модели, связывающей трехмерную и двумерную модели проточного тракта вихревого расходомера. Алгоритм основан на использовании быстрого преобразования Фурье и решении задачи минимизации для определения частоты, амплитуды и фазы сигнала. Актуальность исследования связана с выбором оптимального математического алгоритма моделирования процесса срыва вихрей с тела обтекания, находящегося в трубе (проточной части вихревого расходомера), и распространения вихрей ниже по потоку для последующей оптимизации.
Бесплатно
Математическая модель устройства измерения виброускорения подвижных элементов машин и механизмов
Краткое сообщение
Предложено устройство измерения виброускорения подвижных элементов машин и механизмов, проводящее измерение непосредственно с подвижных элементов, в частности с валов и шестерен машин, причем, питание и передача данных осуществляется беспроводным способом. Описана математическая модель данного устройства, выявлены существенные преимущества над существующими аналогами с точки зрения возможностей измерения и разделения по независимым координатам виброперемещения, виброскорости и виброускорения.
Бесплатно
Статья научная
Цель исследования: разработка математической модели и алгоритма формирования вектора состояния многокоординатного задающего органа дельта-типа для осуществления управления манипуляторами с человеком-оператором в контуре управления. Методы исследования. В работе рассмотрены существующие методы дистанционного управления многостепенными манипуляторами (специального назначения) с человеком-оператором в контуре управления, выявлены достоинства и недостатки существующих решений. При этом поставлена задача синтеза задающего органа для обеспечения управления манипулятором в пространстве одной рукой. На сегодняшний день на предприятиях атомной промышленности широко применяются герметичные камеры, в которых устанавливаются электромеханические манипуляторы копирующего типа. В состав таких манипуляторов входят исполнительные органы, устанавливаемые непосредственно в герметичной камере, и их кинематически подобные задающие органы. Оператор вручную перемещает задающий орган, траектория движения звеньев которого повторяется внутри камеры исполнительным органом манипулятора. С учетом физического и морального устаревания данного оборудования требуется введение современных подходов к построению человеко-машинных интерфейсов. В работе предложена математическая модель вычисления вектора состояния (линейных и угловых координат) задающего органа дельта-типа по измеряемой информации об относительном угловом положении в его вращательных кинематических парах. Результаты исследования. Синтезирован алгоритм вычисления координат рукоятки задающего органа на основе априорной информации о взаимном расположении элементов дельта-механизма. С учетом расположенных на рукоятке задающего органа дополнительных дискретных и пропорциональных каналов управления предложенные алгоритм и его практическая реализация позволяют вводить дополнительные режимы управления манипулятором. Заключение. К основным результатам работы относится математическая модель и алгоритм формирования вектора состояния задающего органа дельта-типа, позволяющего оператору осуществлять формирование векторов линейной и угловой скорости движения схвата многостепенного манипулятора одной рукой. Техническая реализация задающего органа и алгоритма, а также опытная эксплуатация задающего органа в составе манипуляционной системы показали высокую эффективность предложенных решений.
Бесплатно
Математические методы многокритериального оценивания привлекательности проектов
Статья научная
Введение. Управление предприятиями и организациями при помощи проектов - это современный подход в менеджменте, который позволит современным предприятиям эффективно развиваться. В результате проектной деятельности предприятия одним из основных этапов является оценка и отбор лучших проектов из имеющихся. Цель исследования. Описание математических моделей и способов их реализации для получения интегральных оценок привлекательности проектов. Материалы и методы. В работе описаны методы многокритериального оценивания проектов. Рассмотрен традиционный аддитивный метод, который широко распространен при оценке привлекательности проектов. Альтернативно аддитивному методу представлены два оригинальных метода. Один из них основан на теориях латентных переменных, другой основан на теории нечетких множеств. Метод оценивания привлекательности проектов, основанный на теории нечетких множеств, применяется при невозможности оценить проекты по критериям, использующим натуральные шкалы. Множество проектов с точки зрения привлекательности проектов по каждому критерию рассматривается как нечеткое множество с заданной функцией принадлежности. Результаты. Приведена методика получения оценок, проанализированы их свойства. Показано, что метод, основанный на теории латентных переменных, имеет ряд преимуществ перед аддитивным методом: линейность полученных оценок, их независимость от множества проектов и набора критериев. Приведена методика получения численного решения оптимизационной задачи, необходимой при использовании метода, основанного на теории латентных переменных. Проведены вычислительные эксперименты, которые показали, что метод, основанный на теории латентных переменных, дает адекватные оценки привлекательности проектов. Для практической реализации методик приведен пример организации вычислений в MS Excel. Заключение. Предложенные методы позволят более объективно оценивать и отбирать проекты, позволяя эффективно развиваться хозяйствующим субъектам.
Бесплатно
Математические модели для задач анализа функционирования БИНС на стендах
Статья научная
В статье рассматриваются испытательные стенды для отработки БИНС, математические модели, описывающие функционирование на стендах, а также критерии близости эталонной и экспериментальной информации, полученной при отработке на стендах.
Бесплатно
Математические модели оценки деятельности промышленных предприятий в условиях нестабильности
Статья научная
В настоящее время управление промышленным предприятием осложняется большой степенью нестабильности мировой политической и финансово-экономической системы. В частности, Соединенные Штаты Америки и их союзников провоцируют межнациональные и религиозные противоречия в различных регионах мира, что влечет за собой развязывание локальных войн и иных военно-политических конфликтов. Благодаря этому США в гораздо большей степени, чем в периоды стабильного экономического развития регионов мира, получают возможность воздействовать на международную обстановку, это позволяет им ухудшить положение своих основных конкурентов (России, Китая, Индии, Ирана и др.) в военном, технологическом, экономическом и социальном развитии. Поэтому требуется разработка новых методов и подходов к выработке стратегических решений, позволяющих осуществлять эффективное управление в промышленности в условиях нестабильности. В статье предлагаются две математические модели принятия решений по стратегическому управлению промышленным предприятием, которые учитывают условия нестабильности. Первая модель является математической моделью комплексной оценки деятельности промышленного предприятия на базе интегрированного показателя и может рассматриваться как процедура проведения экспертного моделирования. Вторая модель описывает цифровую технологию повышения эффективности промышленного предприятия. Обе модели могут быть использованы при принятии стратегических решений по управлению промышленным предприятием.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается процедура нахождения математических моделей функций преобразования измерительных преобразователей давления, объединенных в кластеры. Предложен метод определения сложности математических моделей. Приведен пример выбора математический моделей для кластеров преобразователей давления тензорези-стивного типа.
Бесплатно
Математические модели щелевых антенн
Статья научная
Предложены математические модели односторонних и двусторон-них щелевых антенн. Строгие электродинамические соотношения основаны на интегральных уравнениях Фредгольма II рода. Показано, что применение специальной регуляризирующей процедуры позволяет использовать эти уравнения для моделирования щелевых антенн с очень тонкими пластинами, на которых выполнены щели.
Бесплатно
Краткое сообщение
Предложена методика выбора и обоснования математического и программного обеспечения для построения и реализации системной модели исследуемой предметной области (ПО), с учетом её развития. Предложена схема реализации внешнего контура управления качеством. В качестве примера исследуются две ПО: производственная деятельность предприятии и учебная деятельность вуза. Системные модели указанных ПО основаны на проектном (процессном) подходе и математических методах теории множеств и категорий. Предложено для реализации данной модели применить кросс-платформенную информационную технологию, базирующуюся на программных средствах моделирования SADT (BPwin, ERwin), Web-технологии (Java, Php) BPMN (Runa), Moodle (Html-редактор) и др. На средствах которые реализуются интерактивных сценарии в автоматизированном режиме. В качестве примера приводится описание реализации типового бизнес-процесса в указанных выше ПО.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается математическая модель вычисления значений собственных функций оператора Орра Зоммерфельда. Используя метод регуляризованных следов, получены простые формулы, позволяющие находить значения первых собственных функций возмущенных самосопряженных операторов. Разработанные алгоритмы позволяют, вычислять значения собственной функции возмущенного оператора независимо от того, известны предыдущие значения собственной функции или нет. Получены оценки остатков сумм функциональных рядов «взвешенных» поправок теории возмущений дискретных операторов, и доказана их сходимость. Для вычислительной реализации метода, найдены эффективные алгоритмы нахождения «взвешенных» поправок теории возмущений, используя которые можно приближать суммы функциональных рядов Рэлея Шредингера нужным количеством членов. Проведенные численные эксперименты вычисления значений собственных функций задачи гидродинамической теории устойчивости показывают, что метод хорошо согласуется с другими известными методами (А.Н. Крылова и А.М. Данилевского). Метод регуляризованных следов показал свою надежность и высокую эффективность.
Бесплатно
Математическое моделирование неустойчивости тонкого слоя вязкой жидкости
Статья научная
Осуществлено исследование неустойчивости тонкого слоя вязкой жидкости в линейном и нелинейном приближениях. Получены аналитические зависимости волновых характеристик от физико-химических факторов, оказывающих влияние на течение и его устойчивость. Представлены волновые характеристики и области неустойчивости для воды в диапазоне чисел Рейнольдса Re 12. Исследована эволюция волновых возмущений в окрестности кривой нейтральной устойчивости.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Статья научная
Цель исследования: разработка методов моделирования данных для разработки рекомендательных алгоритмов с использованием дважды стохастических авторегрессионных моделей случайных процессов и проверка их адекватности путем применения алгоритмов машинного обучения для кластеризации пользователей в имитируемом наборе данных и прогнозирования вероятностей интереса. Методы исследования. В статье рассмотрены методы, используемые при построении рекомендательных систем. При этом рассмотрена задача моделирования поведения пользователей с помощью дважды стохастической модели. Данная модель предложена для генерации искусственных данных. Дважды стохастическая модель позволяет генерировать нестационарные процессы, таким образом, создает пользователей с разными вероятностными свойствами в разных группах объектов интереса. После этого искусственно созданные пользователи (и их активность) кластеризуются на основе модифицированного алгоритма K-средних. Основная модификация заключается в необходимости автоматической предварительной оценки числа кластеров, а не его выбора человеком. Далее моделируется поведение представителей каждой группы пользователей для новых событий. На основе сгенерированной информации и обучающих данных решается задача прогнозирования и ранжирования предлагаемых услуг. При этом на первом этапе использования регрессионных моделей достаточно для отнесения пользователя к группе и формирования предложений данному пользователю. Результаты исследования. На обучающих данных в 2 кластерах были достигнуты высокие индексы детерминации, что говорит примерно о 90 % объясненной дисперсии при использовании предложенной дважды стохастической модели. Особое внимание уделено работе современных рекомендательных систем на примере системы «Диско» от Яндекс. Кроме того, выполнена предобработка и предварительный анализ данных реального сектора, а именно: исследуются данные телекоммуникационной компании. С целью выдачи релевантных предложений по услугам связи разработана тестовая рекомендательная система. Заключение. Таким образом, к основным результатам работы относится математическая модель, симулирующая реакцию пользователей на различные услуги, а также модель логистической регрессии, используемая для прогнозирования вероятности заинтересованности пользователя новой услугой. На основе прогнозируемых вероятностей не составляет труда ранжирование новых предложений. Апробация на синтезированных данных показала высокую эффективность модели.
Бесплатно
Математическое описание для процедуры калибровки инерциальной навигационной системы
Статья
Бесплатно
Математическое описание потоков энергоресурсов в сложных сетях с учетом динамики их аккумулирования
Статья
Бесплатно
Метод адаптивного многозонального управления энерготехнологическими объектами в порядковых шкалах
Статья научная
Рассматривается метод адаптивного многозонального управления энерготехнологическими объектами в порядковых шкалах. Метод основан на введении порядковых оценок качества распределенных выходных характеристик многозонального энерготехнологического объекта. Оценки определяются на основе использования дискриминантных функций качества, которые выделяют на множестве распределенных характеристик объекта области их допустимых значений. Предложен алгоритм идентификации дискриминантных функций объекта на основе данных эксплуатации. Для устойчивого решения задачи идентификации использована регуляризация в виде минимизации нормы уклонения текущих оценок структурных параметров дискриминантных функций от их номинальных значений. Нахождение оптимальных значений режимных параметров энерготехнологического объекта осуществляется на основе двух этапов принятия решений. На первом этапе решается задача построения области эффективных значений режимных параметров в порядковых шкалах. Данная задача сводится к нахождению максимально совместных подсистем взвешенных неравенств, выделяющих область эффективных значений режимных параметров объекта. На втором этапе в построенной области определяются оптимальные значения параметров по критерию минимума потребления энергии. В целом на основе указанных задач решается нестационарная задача оперативного принятия решений по управлению режимами энерготехнологического объекта при изменениях его состояния в процессе эксплуатации.
Бесплатно
Метод адаптивного управления освещением распределенных объектов
Статья научная
Рассмотрен метод адаптивного управления распределенными объектами освещения. Изложена методика освещения локальных зон в соответствии с уровнем их приоритета, учитывающая взаимное влияние источников света в системе.
Бесплатно
