Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника
Все статьи: 1059
Об одном решении задачи построения общей модели теплового режима здания и его системы отопления
Статья научная
Выводится структура математической модели теплового режима здания (ТРЗ), учитывающая нестационарное распределение температуры по толщине его наружного ограждения. Подключением к данной модели разработанной ранее динамической модели системы отопления (СО) определили общую структуру математической модели ТРЗ и его СО. Входными управляющими воздействиями для общей структуры модели являются температура и расход теплоносителя на входе системы отопления, а выходными величинами - температура внутреннего воздуха и температура обратной воды. Отмечается, что ранее полученные статические и динамические модели ТРЗ и СО являются частными случаями данной структуры. Приводятся данные по решению задачи параметрической идентификации модели. Результаты работы могут быть использованы как для исследования особенностей режимов работы СО и ТРЗ, так и для разработки высококачественных управляющих устройств, в частности, для настройки погодного регулятора в системах отопления.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается проблема выбора и настройки автоматических регуляторов отдельных контуров адаптивной системы управления температурным режимом отапливаемых зданий. Динамические свойства регулируемых каналов представлены типовыми передаточными функциями. Исследованы устойчивость и качество переходных процессов в системах, сконструированных методом эталонной передаточной функции. Рассматриваются вариации как параметров настройки регуляторов, так и параметров объектов управления.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается одномерное интегральное уравнение Фредгольма I рода с замкнутым ядром, имеющим решение в классе W 12[ a,b] с однородным граничным условием первого рода в точке a. Задача сводится к новому интегральному уравнению относительно производной искомого решения. Полученное интегрального уравнение подвергается конечномерной аппроксимации специального вида, которая позволяет при использовании вариационного метода регуляризации А.Н. Тихонова с выбором параметра регуляризации по обобщенному принципу невязки свести задачу к специальной системе линейных алгебраических уравнений. Проводится также априорная оценка точности полученного устойчивого конечномерного приближенного решения, учитывающая точность конечномерной аппроксимации задачи. Использование данного подхода приводится на примере задачи определения фононного спектра по его теплоемкости, зависящей от температуры, которая, как известно, сводится к интегральному уравнению первого рода.
Бесплатно
Об оптимальном управлении отоплением зданий как процессом с распределенными параметрами
Статья научная
Рассматривается задача оптимального управления тепловым режимом отапливаемых зданий. Получены необходимые условия оптимальности, сформулированные в форме принципа максимума. Проанализированы вычислительные аспекты и указан способ приближенной реализации оптимального управления.
Бесплатно
Об оптимальном управлении температурой теплоносителя в тепловых сетях
Статья научная
Рассматривается проблема выбора оптимальной температуры теплоносителя по критерию минимума затрат электрической энергии на перекачку и сокращения тепловых потерь при его транспортировке по теплопроводам. Задача решена до конца аналитическим методом с учетом характеристик теплопотребляющего оборудования объекта теплоснабжения. Приведены результаты расчета оптимальной температуры для конкретных условий.
Бесплатно
Об особенностях вывода уравнений регулирования систем централизованного теплоснабжения
Статья научная
Приводится детальная «расшифровка» процедуры вывода и обоснования алгоритмов, предложенных Е.Я. Соколовым для регулирования систем централизованного теплоснабжения как по отопительной (погодное регулирование), так и по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения. Анализируются особенности данного подхода к решению задачи регулирования, его достоинства и недостатки. Показано, что полученные алгоритмы обладают большей общностью, чем у Е.Я. Соколова, так как позволяют вычислять требуемые значения температуры теплоносителя при любом значении показателя отопительных приборов, установленных в здании. Отмечается, что централизованное регулирование является достаточно грубым, не учитывающим теплозащитные свойства конкретного здания и теплотехнические характеристики его системы отопления. В связи с этим более предпочтительным является индивидуальное для каждого здания погодное регулирование, реализуемое либо при независимой схеме подключения его системы отопления к тепловым сетям, либо при наличии на вводе регулируемого узла смешения. Приводятся алгоритм индивидуального погодного регулирования и структурная схема разработанной адаптивной системы управления тепловым режимом здания, реализующая комбинированный принцип управления с настройкой погодного компенсатора по эксплуатационным данным. Отмечается, что реализация именного погодного графика для зданий с элеваторной системой отопления также возможна, но только для этого необходимо применить импульсный способ управления.
Бесплатно
Об оценке достоверности информации, преобразованной нелинейным методом
Статья научная
Методом проекционной регуляризации решена обратная задача для уравнения теплопроводности и получены оценки точности этого решения.
Бесплатно
Статья научная
При математическом моделировании многих процессов и явлений, происходящих в природе и обществе, приходится сталкиваться с задачами, не удовлетворяющими условиям корректности Адамара. Основной трудностью решения таких задач является то, что их математическая модель и метод должны быть увязаны друг с другом. Такие задачи называют некорректно поставленными. Основы теории моделирования и решения таких задач были заложены в трудах академиков А.Н. Тихонова, М.М. Лаврентьева и чл.-корр. РАН В.К. Иванова.Для эффективного решения неустойчивых задач к настоящему времени созданы специальные регулярные методы, основанные на замене исходной некорректной задачи задачей или последовательностью задач, корректных в обычном смысле.Настоящая статья посвящена оценке погрешности регуляризующего алгоритма, основанного на обобщенном методе невязки. Данная задача является некорректной. При оценке погрешности методов решения некорректно поставленных задач приходится сталкиваться с трудностью, связанной с неопределенностью точного решения, поэтому необходима разработка новых эффективных методов решения таких задач, оценки их эффективности и разработки на их основе программ для численного решения соответствующих задач. В настоящей статье на основе обобщенного принципа невязки получена оценка погрешности для дискретизированного решения.
Бесплатно
Об экономичном управлении нагревом металла в промышленных печах
Статья научная
Рассматривается проблема оптимального управления нагревом металла в промышленных печах. Анализируются данные как собственных исследований автора, так и данные других литературных источников. Указывается принцип экономичного управления нагревом металла, обсуждается его обоснованность. При этом учитывается как утилизация теплоты продуктов сгорания в пределах собственно печи, так и потери теплоты через кладку. Отмечается наличие в литературе работ, в которых, к сожалению, до настоящего времени продолжается переписывание давно известных выводов и результатов по оптимальному управлению и якобы вновь устанавливается закономерность экономичного нагрева. Приводятся рекомендации по реализации принципа экономичного управления в рамках автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП) методических печей. Описаны особенности предложенного автором алгоритма расчета уставок (заданий) регуляторам температуры в зонах методических печей. Расчет всегда начинается с томильной зоны печи. Реализация алгоритма обеспечивает такое распределение температуры по зонам печи, при котором достигается заданное качество нагрева заготовок, но при этом область наиболее высоких температур рабочего пространства смещается, насколько это возможно, к концу печи. Приводятся типичные графики распределения температуры по зонам печи, получаемые с помощью алгоритма расчета. Подчеркивается, что АСУ ТП должна содержать в своем составе подсистему контроля фактической температуры слябов, которая должна быть инструментально-расчетной подсистемой.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются некоторые аспекты применения метода главных компонент и линейного дискриминантного анализа для решения задачи распознавания изображений. Технология распознавания изображений на основе этих методов состоит из двух этапов: сначала изображение лица проецируется из исходного пространства признаков в редуцированное подпространство главных компонент, а затем линейный дискриминантный анализ используется для построения классификатора. В статье основное внимание сосредоточено на разработке эффективного алгоритма вычисления главных компонент для больших наборов изображений. Метод линейной конденсации представляет новую технологию расчета главных компонент больших матриц. Для повышения эффективности метода линейной конденсации предлагается использовать процедуру блочной диагонализации матрицы. Оценивается точность и быстродействие разработанного алгоритма.
Бесплатно
Статья научная
Предложен и исследован способ подавления помех в системе передачи информации по радиоканалам от приборов учета энергоресурсов в жилых квартирах путем их дополнительной частотной модуляции.
Бесплатно
Краткое сообщение
Работа посвящена актуальным вопросам оснащения технологических процессов, протекающих под управлением систем автоматизации, современными телекоммуникационными функциями, обеспечивающими удаленный доступ и мобильный контроль. Показаны механизмы реализации таких функций, а также затронуты вопросы обеспечения их информационной безопасности. В работе представлены особенности построения web-приложения системы автоматики, выполненного по технологии ASPX на базе бесплатной версии web-сервера под управлением службы MS IIS 7.5 Express. Приведены возможности разработанного на базе FTP-сервера мобильного обозревателя, обеспечивающего удаленный доступ и контроль технологического процесса с помощью мобильных устройств. Практика использования разработанных телекоммуникационных средств дала положительный результат и показала возможность применения их на других объектах автоматизации.
Бесплатно
Краткое сообщение
Рассмотрен вопрос управления надежностью подвижного состава метрополитена. Предложен вариант построения контрольно-диагностической системы мониторинга текущего состояния узлов и систем вагонов метро в эксплуатации.
Бесплатно
Обзор и анализ подходов и практических областей применения распознавания эмоций человека
Статья научная
Человеческие эмоции сложны и многогранны, что делает их сложными для количественной оценки и анализа. Однако с развитием технологий исследователи изучают возможности использования искусственного интеллекта для лучшего понимания и классификации человеческих эмоций. В частности, нейронные сети становятся все более популярными для распознавания и анализа эмоций благодаря их способности обучаться и адаптироваться на основе больших массивов данных.
Бесплатно
Обзор современных средств создания и поддержки предметно-ориентированных языков программирования
Статья научная
Приводится обзор современных средств создания предметно-ориентированных языков программирования и языкового инструментария для их поддержки.
Бесплатно
Обобщение комбинированного метода «факторный анализ + таксономия»
Краткое сообщение
Рассматривается обобщенный метод анализа данных наблюдений, необходимый для обнаружения закономерностей, оценки важности признаков объектов и нахождения скрытых факторов. Предлагаемый метод основан на использовании дискриминантного анализа, таксономии и оценки информативности подсистем признаков. Анализ данных предполагает не только поиск глубинных факторов, но и обнаружение скрытых закономерностей. Предложена модель задачи обнаружения закономерностей, заключающаяся в ее сведении к дискриминантному анализу - задаче разделения множеств. При этом оказалось достаточным рассмотрение случая разбиения на два класса. При отсутствии аналитического описания этого разбиения работать с объектами можно только по их взаимодействию с приборами и экспертизами. Тогда восстановление классов производится по соответствующим прецедентным множествам. Конкретные приложения полученных результатов - задачи поиска закономерностей в неформализованных задачах математической экономики, математической биологии и медицины. В статье показано, что теория алгоритмов позволяет анализировать не только неформализованные задачи, но и в принципе неформализуемые.
Бесплатно
Обоснование численного метода, использующего дополнительную априорную информацию о решении
Статья научная
Во многих обратных задачах математической физики имеется дополнительная априорная информация о точном решении, которую необходимо использовать для качественного улучшения приближенного решения. В настоящей работе предлагается один из возможных методов решения данного класса задач, позволяющий учесть дополнительную априорную информацию в виде данного конуса и принадлежности решения данному конусу.
Бесплатно
Обработка дискретных составных частотно-модулированных сигналов посредством нейросетевого анализа
Краткое сообщение
Описывается алгоритм обработки составных частотно-модулированных сигналов с использованием нейронных сетей. В качестве исследовательской задачи определена попытка оценить характеристики нейросети, при которых бы обеспечивалось максимальное качество обнаружения сигнала. Также описывается алгоритм пошагового построения нейронной сети, выполняющей задачу «сжатия» сигнала. Работа имеет междисциплинарный характер на стыке радиолокации и статистической радиотехники. Стоит отметить, что такой алгоритм сжатия имеет схожую аналоговую модель, реализованную в виде согласованного фильтра. Достоинствами нашего цифрового алгоритма являются быстродействие и более высокая точность. Отметим, что динамические нейронные сети способны обрабатывать многомерные наборы распределенных во времени последовательностей радиоимпульсных сигналов. Они позволяют распознавать нестационарные многомерные образы, приходящие на входы сети. Приведены результаты работы программно реализованной динамической нейронной сети для обработки дискретных составных частотно-модулированных широкополосных сигналов, иллюстрации работы алгоритма, структурная схема динамической нейронной сети и схема узла нейросети, осуществляющая временную задержку. Планируется реализация данного алгоритма на программируемых логических интегральных схемах.
Бесплатно
Статья научная
На основе существующих алгоритмов обработки радиолокационных сигналов с использованием методов решения некорректных задач проведен анализ и сделано предположение, что задача редукции в определении регуляризированного решения является перспективным направлением и позволит получить повышение в точности (разрешения), помехоустойчивости как минимум в два раза по сравнению с существующими методами обработки. Рассмотрены три варианта постановки обратной некорректной задачи и методы ее регуляризации (такие как методы регуляризации Тихонова, фильтр Калмана и так далее) применительно к радиолокации. Разобран и исследован пример использования регуляризированного решения для преобразования Фурье, на основе которого построено решение интегрального управления Фредгольма первого рода типа свертки, которое применяется для математической обработки сигналов в радиолокации, радионавигации и других областях.
Бесплатно
