Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника
Все статьи: 1059
Образовательная, научная и прикладная составляющие мехатроники
Статья научная
Показано формирование мехатроники в качестве фундаментальной технической науки, представляющей компьютерную парадигму технической кибернетики. Рассмотрены образовательная, научная и прикладная составляющие мехатроники. Предложены логотипы, раскрывающие структуру электромехатронного преобразователя (ЭМТП) и мехатронной системы (МС). Приведен пример МС, в котором используются передовые технологии управления.
Бесплатно
Объективные факторы и их смыслы
Статья научная
Рассматривается метод построения факторов и новый метод вычисления их смыслов. Предложенный подход к теории факторного анализа тесно связан с комитетными конструкциями, такими как совместные подсистемы неравенств, а также с математической лингвистикой. Рассматривается комитет как коллективное решение. Фактор - латентный источник динамики взаимозависимых признаков объектов и явлений. В одном из популярных методов факторного анализа исследуется структура матриц ковариаций и корреляций. В ниже изложенном подходе используются семантические окрестности признаков. Также в данной статье приводятся элементы математической статистики и распознавания образов. Рассматривается проблема имён и значений факторов как функций имён и значений признаков.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена задаче как классификации противоречивости условий в проблемах управления в медицинских учреждениях, так и их решению при помощи метода комитетов. В проведенных ранее исследованиях было установлено, что медицинская проблематика требует использования метода «мягкого моделирования», который часто сводится к решению систем линейных уравнений и неравенств из-за своей трудноформализуемости. Здесь и возникают ограничения разного рода. Цель работы. Целью данной работы является изучение противоречий при решении задач управления медицинскими учреждениями, возможность их устранения с помощью метода комитета, а также подхода построения максимально совместных подсистем. Материалы и методы. Предлагается использовать метод максимально совместных подсистем, модифицированный под конструкции задачи, обусловленный вероятностью модели, то есть когда вектор состояния считается некоторым случайным вектором (случайной величиной). Здесь же возникает ситуация, связанная с принципом неопределенности, которая хорошо решается с помощью p-комитета. Рассмотренные методы показывают результативность, так как приближенное решение несовместной системы оказывается достаточно близко к истинному. Однако классификация противоречий раскрывает новые проблемы, связанные с размерностью и числом членов минимального комитета. Результаты исследования. В ходе формулирования видов противоречий становится понятно, что задача о количестве членов комитета сводится к уже решенной проблеме о построении максимально совместных подсистем, что, с одной стороны, полностью обосновывает рассматриваемый авторами подход, а с другой - делает его достаточно простым в условиях современной цифровизации, так как решение систем линейных неравенств не является трудоёмким для современных компьютерных программ. Обсуждение и заключение. Полученные результаты позволяют утверждать, что использование «мягкого моделирования» в задачах управления медицинскими учреждениями является более простым, так как сводится к понятным и простым системам неравенств, пусть и несовместным, но эта проблема решается при помощи метода комитетов. Однако стоит отметить, что в конечном итоге задача имеет простые решения при использовании выпуклых функций и остаётся открытым вопрос в общем случае.
Бесплатно
Одна задача импульсного преследования при ограниченной скорости убегающего
Статья научная
Преследователь управляет реактивной силой точки переменной массы. Убегающий управляет ограниченной по величине скоростью. Найдены оптимальное время преследования и оптимальные управления игроков.
Бесплатно
Оперативное регулирование экономичности горения в энергетических котлах
Статья научная
Рассматривается способ автоматической оптимизации процесса горения в топке энергетического котла на основе прогнозного значения КПД котла, позволяющего понизить инерционность автоматической системы регулирования экономичности процесса горения. Приводятся временные характеристики поиска оптимального значения КПД.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается подход к оперативному управлению потоками энергетических ресурсов в производственных сетях с учетом динамики их аккумулирования на основе использования математической модели. Приводится пример реализации предложенного подхода к управлению для системы пароснабжения крупного металлургического предприятия.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются модели и методы оперативного управления технологическими процессами (ТП) с прогнозом текущих значений показателей энергетической эффективности, предложена схема системы оперативного управления ТП с контуром оптимального управления по показателям энергетической эффективности, имеющая достаточно общий характер, позволяющая оптимизировать режимы ТП широкого класса.
Бесплатно
Оперативное управление экономичностью водяных тепловых сетей на основе макромоделирования
Статья научная
В работе рассматривается актуальная задача разработки методов оперативного анализа экономичности систем теплоснабжения, основанных на построении упрощенных макромоделей тепловых сетей по данным эксплуатации, позволяющих производить расчеты с достаточной для практического использования точностью в режиме реального времени.
Бесплатно
Операционализация технического качества мобильных операционных систем и встроенных приложений
Статья научная
Проводится анализ технического значения качества мобильных операционных систем. Целью статьи является операционализация данного понятия, а также формирование параметров качества, которые его формируют. Ранее в научной литературе данное понятие никак не формализовалось и не определялось. Производители мобильных операционных систем используют концепцию всеобщего менеджмента качества - TQM. В связи с этим список параметров качества был сформирован на основе проведенных ранее исследований, а также архивов создателей мобильных операционных систем, Apple и Google, а также авторитетных аналитических ресурсов. Для достижения поставленной цели в статье использовался логистический регрессионный анализ, методика Альфа Кронбаха, t-статистика и кластерный анализ. В результате проведенного исследования было выявлено, что все ключевые параметры качества мобильных операционных систем являются внутренне несогласованными на всем горизонте существования. Было сформировано 5 кластеров мобильных операционных систем, параметры качества которых обладают внутренней согласованностью. Сформированные кластеры представляют собой различные версии мобильных информационных систем, фактически существовавшие в разное время. В результате понятие технического качества мобильной операционной системы нельзя считать итоговым определением, формализованном в каком-либо виде. Существует динамика развития самого понятия, соответствие которому отражает фактическое качество мобильной операционной системы в каждый момент времени. В каждый момент времени понятие качества максимально близко к удачной инновационной версии мобильной операционной системы. Развитие данного понятия опирается на фактически существующие в разное время наиболее удачные версии мобильных операционных систем.
Бесплатно
Описание и анализ квазистационарных стохастических систем на основе обратных частотных характеристик
Статья
Бесплатно
Определение вероятности устойчивости систем импульсного регулирования по методу Г. С. Черноруцкого
Статья научная
Предложено развитие метода Г.С. Черноруцкого для определения вероятности устойчивости стохастических нелинейных систем импульсного регулирования (СИР). Рассмотрены два случая определения выполнения условий устойчивости мехатронных систем (МС), когда число параметров, имеющих «большие» вариации, не превышает двух. Произведена квадратичная суммарная оценка качества системы в плоскости ее случайных параметров. Приведены области устойчивости для ряда простейших СИР.
Бесплатно
Определение границ участков динамограммы при ее обработке
Статья научная
Рассматривается задача определения границ участков динамограммы на основе обработки вейвлетных преобразований сигналов. Проводится анализ различных вариантов базисных функций и их пригодность для локализации границ участков динамограмм. Сформулированы принципы нового метода определения границ характерных участков динамограммы.
Бесплатно
Определение дефектов оборудования нефтяной скважины по динамограмме
Статья научная
Рассматривается задача анализа динамограммы с целью обнаружения дефектов скважинного оборудования. Приведен обзор разных методов диагностики скважинного оборудования по динамограмме. Дан простой алгоритм, позволяющий определять различные дефекты с возможностью реализации его в контроллере системы управления привода насосной установки.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Существуют различные практические способы реализации магнитной левитации как метода удержания или подъема объекта с помощью одного только магнитного поля. В работе рассматривается следующий принцип создания равновесия тела. Небольшой цилиндрический неодимовый магнит удерживается при электромагнитном взаимодействии с пульсирующим током, протекающим через катушку. Для возникновения парящего эффекта при приближении магнита к катушке ток через нее отключается электронным ключом, срабатывающим от цифрового датчика Холла, расположенного на оси катушки. Вызывает практический интерес разработка простых рекомендаций, позволяющих прогнозировать факт удержания тела при данной конструкции катушки, токе через нее, размерах и свойствах постоянного магнита. Мало инженерных методик, позволяющих определять положение тела, его устойчивость и характер движения во взвешенном состоянии. Целью исследования является теоретическое и экспериментальное исследование динамических параметров постоянного магнита при его удержании в импульсном магнитном поле и создание упрощенной расчетно-экспериментальной методики для определения характеристик поведения тела во взвешенном состоянии. Материалы и методы. При выполнении работы применялись методы математического и компьютерного моделирования, а также экспериментального исследования. Созданное программное обеспечение с использованием средств разработки пакета Mathcad основывалось на известных методах численного интегрирования системы дифференциальных уравнений. Результаты. Предложена упрощенная расчетно-экспериментальная методика по определению магнитных моментов для постоянного цилиндрического магнита и катушки с током, а также примерного значения координаты положения тела во взвешенном состоянии. Разработана математическая модель одномерного движения магнита под действием силы тяжести и электромагнитной силы взаимодействия с импульсным магнитным полем при известном расстоянии, на котором происходит выключение тока. Заключение. Экспериментально и посредством компьютерного моделирования установлено, что чем выше частота пульсаций, тем при удержании тела наблюдается его меньшая амплитуда пульсаций и устанавливается более устойчивое равновесие. Частота пульсаций уменьшается с увеличением массы постоянного магнита, причем есть критическая масса, которая уже не удерживается в электромагнитном поле. При увеличении напряжения, подаваемого на коммутатор катушки, возрастает частота пульсаций тела и потребляемая электрическая мощность, при этом коэффициент заполнения импульсов тока снижается.
Бесплатно
Определение достижимых коэффициентов инжекции и степени сжатия струйного парового компрессора
Статья
Бесплатно
Статья научная
Предлагаются методы повышения точности наведения целевой аппаратуры космического аппарата, учитывающие характер решаемых с помощью целевой аппаратуры задач, на основе выбора критерия точности наведения целевой аппаратуры и определения оптимальных для этого критерия конфигураций звезд, визируемых системой астроориентации космического аппарата.
Бесплатно
Статья научная
Биметаллы во многом являются заменителями дефицитных металлов, при этом они представляют самостоятельную группу материалов, необходимых при создании новых машин, приборов и других различных изделий. Возрастающий объем производства биметаллов и изделий из них требует повышения их эксплуатационных характеристик и, соответственно, повышения качества готовых изделий. Одной из сложных технологических задач является соединение алюминия и его сплавов со сталями различных классов, так как возникает много проблем, связанных с качеством соединения металлов с разными свойствами. Для повышения надежности и долговечности работы машин и других изделий, изготавливаемых из биметаллов, необходимо проводить непрерывный контроль их качества, и наиболее эффективными являются методы неразрушающего контроля. Довольно перспективным в плане простоты и доступности является метод активного теплового контроля, при котором исследуемое изделие подвергается импульсному тепловому воздействию посредством источника теплового нагружения. Амплитуда, форма и изменение во времени температурных сигналов служат информативными параметрами, которые позволяют оператору или автоматической системе обнаруживать те или иные дефекты и оценивать их параметры. При всей доступности импульсного теплового контроля наиболее сложным остается компонент, связанный со специализированными компьютерными программами обработки экспериментальных данных и определения параметров дефекта расслоения. Целью исследования является создание компьютерной модели теплового состояния биметаллической пластины при наличии воздушного пузыря между слоями и посредством компьютерного моделирования определение размеров дефектов при активном импульсном тепловом неразрушающем контроле сталеалюминиевых пластин. Материалы и методы. При выполнении работы применялись методы математического и компьютерного моделирования. Созданное программное обеспечение с использованием средств разработки пакета MATLAB основывалось на известных методах получения приближенного решения краевой задачи на ЭВМ с применением метода конечных разностей. Результаты. Разработана математическая модель алгоритма решения краевой задачи и создана компьютерная программа, позволяющая моделировать проведение импульсного теплового контроля для определения параметров дефекта расслоения биметаллической пластины. Заключение. Установлено, что более эффективным является измерение разности температур со стороны, где располагается дефект и произведен нагрев многослойной пластины. Нагрев пластин со стороны, противоположной дефекту, и их дальнейшее охлаждение показали существенно меньшую эффективность с точки зрения получения полезного температурного сигнала. Показано, что при наличии дефекта чем больше тепловой поток нагружения и размер дефекта, тем больше величина полезного сигнала, определяемая разностью температур на измеряемой поверхности.
Бесплатно
Определение параметров эксплуатационной надежности элементов систем управления уличного освещения
Статья научная
Рассматриваются вопросы нахождения параметров эксплуатационной надежности элементов систем управления уличного освещения. Представлено два варианта решения задачи: без учета ограничений и с ограничениями.
Бесплатно
Краткое сообщение
При выявлении скрытых дефектов соединения слоев в изделиях из многослойных материалов используют различные методы неразрушающего контроля, в том числе активный тепловой контроль. Одна из основных трудностей при использовании этого метода заключается в обработке и интерпретации полученных данных теплового изображения. Особенностью исследуемых дефектов нарушения сплошности соединения слоев биметаллических пластин является то, что глубина нахождения дефекта известна, и основной задачей становится определение его размеров. Для этого применяют различные методы, в том числе анализ пространственных профилей температуры. Цель исследования: анализ использования различных подходов к определению поперечного размера дефекта расслоения между металлами при моделировании процесса активного теплового неразрушающего контроля сталеалюминиевых пластин. Материалы и методы. Используются методы математического и компьютерного моделирования, численного дифференцирования. Размер дефекта определяется по проекциям половины высоты амплитуды сигнала и экстремума производной функции температурного сигнала. Вычисления и графические построения производятся с использованием математического пакета GNU Octave. Результаты. Выполнено моделирование для различных значений мощности теплового потока, времени нагрева и охлаждения. На основе полученных расчетных данных построены графики распределения температурного сигнала по поверхности многослойной биметаллической пластины. Определены значения радиуса дефекта по проекциям характерных точек. Заключение. Результаты моделирования позволяют сделать вывод, что использование проекции экстремума производной функции температурного сигнала позволяет точно оценить размер дефекта, а в случае с проекцией точки, соответствующей половине высоты амплитуды сигнала, оценка получается заниженной. Полученные результаты могут быть использованы для дальнейших экспериментальных исследований процессов активного теплового контроля изделий из многослойных биметаллических материалов.
Бесплатно
Определение рационального времени освоения материала обучающимся при тестировании
Статья научная
На основе теории информационных цепей изложена методика определения рационального времени изучения материала обучающимся с учетом информационных характеристик человеческого фактора.
Бесплатно
