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
Об алгоритме численного моделирования волн Буссинеска - Лява
Статья научная
Представлено описание программного комплекса «Моделирование волн Буссинеска - Лява», который состоит из четырех модулей и реализует алгоритм численного решения задачи Шоуолтера - Сидорова (Коши) с условием Дирихле на отрезке, на графе, в прямоугольнике или в круге (по выбору пользователя) для уравнения Буссинеска - Лява, в зависимости от заданных коэффициентов и начальных данных. Указанное уравнение моделирует продольные колебания в стержне (случай отрезка), в конструкции (случай графа), распространение волн на мелкой воде или в диспергирующих средах (случай прямоугольника или круга). В алгоритме реализован метод фазового пространства и модифицированный метод Галеркина. В каждом из четырех модулей вычисляются собственные значения и собственные функции для оператора Лапласа в соответствующей области, находится решение в виде га-леркинской суммы по нескольким первым собственным функциям. Программа позволяет строить график численного решения указанных задач. Результаты могут быть полезными для специалистов в области математической физики и математического моделирования.
Бесплатно
Об анализе погрешностей интегрированной навигационной системы и методах их оценивания
Статья научная
Анализируются погрешности измерительной информации астро-инерциально-спутниковой навигационной системы, рассматриваются подходы к описанию погрешностей и методы их оценивания, соответствующие предложенному описанию. Анализ проводится на основе научно-технической информации, эмпирических данных и выводов, изложенных в некоторых отечественных и зарубежных публикациях за последние 15 лет.
Бесплатно
Об использовании производственных функций для моделирования функционирования региональной экономики
Статья научная
Представлены результаты построения неоклассических производственных функций типа CES-функция и VES-функция, описывающих функционирование региональной экономической системы Ханты-Мансийского автономного округа - ЮГРА. Производственные функции являются важным элементом достаточно большого количества моделей регионального развития и позволяют не только в явном функциональном виде описывать поведение экономики региона, но и проводить количественный анализ ее эффективности, используя сопутствующий расчетно-аналитический аппарат. Неоклассические производственные функции типа CES-функция чаще всего используются для описания функционирования различных экономических систем, в том числе и экономической системы региона. Применение же неоклассических производственных функций типа VES-функция для решения указанной задачи встречается крайне редко. Производственные функции обоих типов были представлены в классической двухфакторной форме, однако с учетом современных тенденций в данной области в качестве факторов затрат рассматриваемой экономической системы использовались экономические показатели, отличные от канонических. Для построения производственных функций использовались статистические данные, характеризующие социально-экономическое состояние Ханты-Мансийского автономного округа - ЮГРА, опубликованные в открытой печати.
Бесплатно
Об одной переопределенной задаче тепловой диагностики
Статья научная
Обобщенным методом проекционной регуляризации решена переопределенная обратная смешанная граничная задача для уравнения теплопроводности и получены точные по порядку оценки погрешности этого решения.
Бесплатно
Статья научная
Повышение эффективности процессов токарной обработки на станках с ЧПУ требует разработки специального математического и информационного обеспечения для реализации адаптивного управления. Предлагается в качестве моделей процесса резания использовать нейросетевые аппроксиматоры, построенные на основе экспериментальных данных, полученных на конкретном станке с ЧПУ при обработке конкретного материала с помощью фиксированного инструмента. Цель исследования: проработка вопросов применения методов искусственного интеллекта для адаптивного управления процессом токарной обработки на основе полученных данных о вибрации инструмента.
Бесплатно
Об одном подходе к реализации информационной инфраструктуры обновляемого информационного поиска
Статья научная
Основные задачи в сфере информационных технологий, стоящие перед бизнесом сегодня, так или иначе касаются обработки информации и поиска новых сведений в ней. Используются статистические методы, модели машинного обучения и более простые методы и модели. Однако всем решениям, направленным на поиск информации, необходима информационная инфраструктура, которая была бы адекватна основным требованиям, предъявляемым к системам такого рода. Цель исследования: описание основных функциональных и технических требований, которые предъявляются к современным системам, в задачи которых входит реализация обновляемого информационного поиска; формирование основополагающих архитектурных предложений по дизайну системы в целом и ее ключевых частей в частности; выявление основных составляющих частей информационной системы и подходов к решению ключевых задач для решений, построенных на основе механизма обмена сообщениями. Материалы и методы. Рассматривается современная постановка задачи по созданию корпоративных информационных систем обновляемого информационного поиска. Сравниваются наиболее интересные в рамках рассматриваемой постановки задачи брокеры обмена сообщениями. Результаты. В статье обосновывается актуальность задачи создания информационных систем обновляемого поиска информации. Делается постановка задачи по созданию систем такого рода. Дается обзор дизайна архитектуры решения на высоком уровне абстракции. Раскрывается модульный состав рассматриваемой информационной системы. Обосновывается и принимается решение использовать в качестве брокера обмена сообщениями инструмент Kafka. Разбираются нюансы технических решений для устранения проблем дублирующихся записей и фильтрации последних результатов поиска информации.
Бесплатно
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
