Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника
Все статьи: 1059
Статья научная
Тензорный подход, который использован в статье для математического описания телекоммуникационных сетей (ТКС), позволил сформулировать в аналитическом виде условия обеспечения качества обслуживания одновременно по двум показателям: требуемой скорости передачи трафика и допустимой межконцевой задержке. Описанная модель предназначена для решения задач маршрутизации, но может быть адаптирована и под ряд других задач управления трафиком и проектирования ТКС. Предлагаемое решение является инвариантным относительно анализируемых сетевых структур, дисциплин обслуживания и моделей трафика. Все перечисленные особенности сказываются лишь на размерности и содержании метрических тензоров и матриц координатного преобразования. Основным объектом исследования были выбраны задачи многопутевой маршрутизации. В этой связи, произведено моделирование и сравнительный анализ предлагаемого из ранее известных решений по ключевым показателям качества обслуживания. Результаты численного анализа продемонстрировали преимущества тензорного подхода к моделированию маршрутных задач, что проявлялось в улучшении межконцевой многопутевой задержки, вероятности своевременной доставки пакетов и джиттера.
Бесплатно
Результаты моделирования задачи идентификации погрешностей инерциальной навигационной системы
Статья научная
Изложены результаты численного моделирования процедуры калибровки инерциальной навигационной системы на движущемся объекте, где в качестве критерия точности принята относительная погрешность калибровки платформы и акселерометров, и исследовалось влияние на эту погрешность исходной информации о кинематике объекта, времени калибровки, моментах времени съема сигналов датчиков, расположении на объекте эталонной и калибруемой инерциальных навигационных систем.
Бесплатно
Статья научная
Приводятся результаты отработки алгоритмов функционирования комбинированного радиолокационного измерителя (КРИ), измеряющего высоту полета и составляющие вектора скорости летательного аппарата. КРИ используется в составе бортового комплекса управления в качестве датчика внешней информации для коррекции бесплатформенной инерциальной навигационной системой, управления движением в вертикальной плоскости и в КЭНС по рельефу местности. Результаты летных испытаний КРИ на борту самолета ЯК-52 подтвердили достижимость требуемых точностных характеристик и показали перспективность применения КРИ для решения указанных задач.
Бесплатно
Рекомендации по оценке эффективности инновационных проектов
Статья научная
Инновационные проекты предполагают большое количество ресурсов и времени, необходимых для реализации и достижения требуемых параметров продукта. Известные методы экономической оценки эффективности проектов могут предоставить точный анализ на первые несколько лет, не учитывая все возможные факторы. Из-за важности как можно более точной постановки оценки эффективности для реализации инновационных проектов независимо от продолжительности используемые на данный момент методы недостаточно проработаны. Объём ресурсов, необходимый для создания инновационного проекта, может достигать таких уровней показателей, что существенным образом будет влиять на финансово-экономические показатели предприятия. Предложенный в статье новый метод, основанный на вычислении социофизического потенциала проекта, учитывает как экономические, так и неэкономические факторы независимо от продолжительности проекта. В отличие от других методик он учитывает параметры создаваемого продукта, что позволяет получить более корректные оценки и обеспечить правильное распределение ресурсов при реализации. Метод использования социофизического потенциала позволяет найти новый и более точный подход к оценке эффективности инновационных проектов. Цель исследования. В работе рассматривается вопрос сравнения оценки эффективности расчётов с использованием социофизических потенциалов и существующих подходов. Констатируется, что оценка эффективности должна учитывать разноплановые факторы качественного и количественного характера. На основании приведенного анализа существующих подходов делается вывод о том, что достоверность оценки является низкой. Невозможность правильной оценки приводит к сверхнормативным затратам, сопровождающим процессы разработки и эксплуатации продукта.
Бесплатно
Статья научная
Сформулированы варианты решения обратной задачи рентгеновской томографии по реконструкции внутренней структуры объектов с применением голографических методов визуализации объемных изображений. Рассматривается вариант решения: томографическая реконструкция внутренней структуры сечений объекта в рентгеновских лучах (показателя поглощения) на основе двумерного преобразования Радона с последующим получением голограмм этих сечений для оптической реконструкции объемного изображения (для макрообъектов исследования). Для решения задачи проведено численное моделирование по получению томограмм (слоев) математического фантома на разработанном программном реконструкторе томографических изображений с последующим получением цифровых голограмм этих слоев и синтезированием из них объемного изображения. Исследования показали возможность получения объемных изображений на основе томографической реконструкции внутренней структуры сечений объекта в рентгеновских лучах (показателя поглощения) с применением двумерного преобразования Радона с последующим получением цифровых голограмм этих сечений.
Бесплатно
Краткое сообщение
Дается систематическое описание ресурсно-временного анализа при автоматизированном управлении сложными системами с учетом потребления ресурсов. Необходимость учета альтернатив по ресурсам в существующих моделях вынуждает отказаться от сетевой постановки задач, что затрудняет использование метода ветвей и границ в случаях, когда требуется выбрать последовательности выполнения работ неделимыми ресурсами. Поэтому требуется преобразование ресурсной модели для упрощения временного анализа и определение наиболее рациональных способов ветвления при назначении ресурсов, обладающих различными свойствами. В основе предлагаемого подхода и построений лежат определяемые ресурсные модели, элементами которых являются обобщенные сетевые модели и более общие временные модели. Ставится задача аппроксимации исходной ресурсной модели более простыми временными при ограничении на их количество. Показано, что ветвление должно рассматриваться в тесном единстве с обратной операцией - агрегированием. Ресурсно-временной анализ представляется в виде гибкого процесса, в ходе которого должен происходить диалог с одной стороны с потребителями - специалистами в области организации, технологии и управления производством работ с целью корректировки ресурсных и сетевых ограничений, с другой - с ЭВМ при проведении ресурсного и временного анализа РМ, ее частей или их преобразований.
Бесплатно
Ретроспектива развития веб-технологий в создании корпоративных информационных систем
Статья научная
Введение. Первые упоминания о корпоративных информационных системах появились в 60-х гг. XX в. Со временем эти системы развивались, становились более сложными, но при этом позволяли решать широкий круг задач. Начиная с 90-х гг. XX в. стали активно развиваться веб-технологии. Естественным образом они нашли свое применение и при разработке корпоративных информационных систем различного назначения. Цель исследования. Описание основных этапов развития веб-технологий, начиная от появления языка гипертекстовой разметки до современных одностраничных веб-приложений, а также их влияния на подходы к созданию корпоративных информационных систем. Выявление перспективных направлений развития решений на базе веб-технологий, которые могут успешно использоваться при построении корпоративных информационных систем. Материалы и методы. Рассматриваются современные веб-технологии, анализируется процесс их развития от этапа появления до настоящего времени, рассматриваются примеры инструментов, которые были признаны устаревшими, и причины невозможности дальнейшего развития этих технологий. Результаты. В статье приводится история появления различных технологий, описывается их влияние на подходы к реализации корпоративных систем, а также приводится способ перехода от настольной версии системы к ее онлайн-версии. В том числе дается оценка перспективности отдельных технологических направлений, которые имеют хорошие шансы успешно развиваться в дальнейшем. Дается оценка растущей сложности веб-приложений, их сращивания с подходами и инструментами разработки серверной части. Выявляется актуальность разработчиков программного обеспечения, которые могут разрабатывать как серверную, так и клиентскую часть приложения.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Статья научная
Предложена методология и рассмотрен способ решения задачи выбора варианта беспроводного взаимодействия управляющей и управляемой аппаратуры системы управления космическим аппаратом по нескольким критериям с учетом неполноты требований технического задания. Задача обоснованного выбора варианта сети широкополосного доступа обусловлена необходимостью учитывать совокупность технических, экономических и нормативных требований их построения относительно заданных территориальных районов. Выполнение этих требований, в первую очередь, связано с сокращением сроков и затрат на проектирование и эксплуатацию сетей. Выбор оптимальных решений при проектировании и развертывании таких сетей с учетом совокупности технико-экономических показателей является актуальной проблемой при управлении космическим аппаратом. Предложенный подход к построению сетей широкополосного доступа позволяет существенно повысить обоснованность принимаемых решений при выборе наиболее подходящего варианта аппаратно-программных средств.
Бесплатно
Статья научная
В современной горнодобывающей промышленности актуальной технической задачей является внедрение автоматических систем, обеспечивающих ориентирование и позиционирование горно-выемочных машин при отработке промышленных пластов. Существует несколько основных технологий, применяемых для позиционирования комбайнов под землей, однако сфера их применения ограничена различными горно-геологическими и технологическими факторами. В условиях отработки промышленных пластов ВКМКС подавляющее большинство из них не подходит. Цель работы: разработать новый подход к задаче одометрического позиционирования горно-выемочной машины под землей, а также создать имитационную модель, позволяющую с необходимой степенью точности определять текущее и прогнозируемое удаление комбайна от начала выработки в условиях зашумленности измерений. Материалы и методы. В качестве технического решения поставленной задачи предлагается применение технологии BLE (Bluetooth Low Energy): iBeacon-маячки будут сбрасываться по ходу движения комбайна, а датчик, прикрепленный сзади бункера-перегружателя, будет считывать расстояния до маячка. Для имитационного моделирования неопределенности при движении комбайна рассматривалась гипотеза о нормальном распределении скорости движения на участках случайной длины. При моделировании сбрасывания маячка использовалась гипотеза о том, что величина рассеяния маячка при падении является двумерной нормально распределенной случайной величиной. Зашумленные измерения генерировались стохастическим процессом с возрастающими границами разброса при удалении датчика от маячка. В качестве инструмента, обрабатывающего зашумления измерения, применялся фильтр Калмана. Результаты. Создана модель, имитирующая случайные скорости движения комбайна на участках случайной длины, а также смоделирован случайный разброс при скидывании Bluetooth-маячков. Для генерации измерений датчика разработан алгоритм, позволяющий учитывать увеличение зашумленности показаний при удалении от ближайшего сброшенного маячка. Для обработки моделируемых измерений и правильного определения дистанции маячок-датчик использован алгоритм Калмановской фильтрации. Заключение. Предлагаемый подход и созданная имитационная модель позволяют с заданной степенью точности определять и прогнозировать расстояние до удаляющегося комбайна при отработке промышленных пластов.
Бесплатно
Решение задачи распределения ресурсов дискретного типа методами линейного программирования
Статья научная
Введение. При планировании проектов, комплексов работ часто приходится решать задачи распределительного типа, связанные с оптимальным распределением ресурсов. Существующие методы решения подобных задач предполагают наличие аналитической зависимости непрерывного типа между объемами распределяемого ресурса и показателями эффективности. Однако оптимизационные задачи становятся не применимыми, когда ресурс дискретный и зависимости задаются табличными способами. Цель исследования. Разработать математическую модель решения задачи оптимального распределения ресурсов дискретного типа с таблично заданными критериями оптимальности методами линейного программирования. Описать методику численного решения задачи с использованием вычислительной техники. Материалы и методы. Решить поставленную задачу удается путем формирования аналитической зависимости кусочно-непрерывного типа между объемом распределенного ресурса и критерием оптимальности. Это позволяет сформулировать оптимизационную задачу, решаемую методами математического программирования. Построить аналитическую целевую функцию удается с помощью введения дополнительных параметров и ограничений. Численное решение задачи можно получить как с помощью математических пакетов прикладных программ, таких как, например, Mathcad, так и с использованием систем программирования. В работе описана методика решения задачи в среде MS Excel с использованием надстройки «Поиск решений». Результаты. Разработана математическая модель решения дискретной распределительной задачи для критерия оптимальности, заданного таблично, методами целочисленного линейного программирования. Описана методика численного решения в среде MS Excel. Заключение. Ранее подобные задачи решались методами динамического программирования, что более затруднительно в вычислительном плане. Проведенные вычислительные эксперименты показали высокую точность вычислений по модели и устойчивость к изменению исходных данных.
Бесплатно
Робастные методы обработки космических радиолокационных сигналов и изображений
Статья научная
Рассматриваются робастные методы обработки космических радиолокационных сигналов и изображений, позволяющие повысить помехоустойчивость радиотехнических систем на фоне мощных аддитивных помех. Приводится численное математическое моделирование нелинейного робастного обнаружителя, синтезированного с помощью построения отдельных парциальных каналов, а также представлены его рабочие характеристики. Анализируются полученные результаты, основывающиеся на явлении стохастической накачки и характеризующиеся более высокой информативностью по сравнению с известными оптимальными байесовскими линейными методами. Отмечается более высокая помехоустойчивость по сравнению с согласованной фильтрацией.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены российские торговые автоматы (ТА) продуктов питания. Предложены схемы построения роботизированных технических комплексов для автоматической продажи товаров и принципы их действия. Обоснован выбор манипуляторов, осуществляющих доставку оплаченного товара со склада в зону выдачи покупателю. Приведены примеры X3D-моделей складов и полок, на которых размещается товар. Разработана SVG-модель ручной и автоматической анимации программных движений манипулятора в процессах доставки товара от склада к покупателю. Предложен алгоритм автоматической генерации программных последовательностей для электроприводов с системой команд, задающих абсолютные и относительные положения валов электродвигателей, максимальные и маршевые скорости, а также ускорения разгона и торможения. Приведены примеры сгенерированных программных последовательностей для линейных приводов фирмы FAULHABER. Предложены схемы компоновки приводов манипулятора, при которых его уравнения динамики являются линейными с постоянными коэффициентами, то есть позволяют элементарно решать задачи оптимального управления манипулятором в смысле быстродействия. Описана трехуровневая система управления ТА, в которой на нижнем уровне используются контроллеры или драйверы электроприводов, средний уровень реализован на платформе Arduino, на верхнем уровне используется планшетный персональный компьютер. Описаны возможные программно-аппаратные средства общения ТА с покупателем, учета продаж и остатков товара на складе, приема платежей от покупателей и взаимодействия ТА с информационными системами его владельца. Рассмотрены варианты интеграции Arduino с мобильными приложениями и информационными системами на платформе 1Сv8. Приведен и описан код SVG-моделей ТА, позволяющий размещать оборудование, подбирать геометрические размеры складов, полок, корзин, выбирать типы кинематических пар и длины звеньев манипуляторов, строить программные движения манипуляторов и решать другие задачи в процессе проектирования ТА.
Бесплатно
Статья научная
Отражены результаты кафедры технологии машиностроения по разработке и применению инновационных технологий обучения в образовательном процессе специалистов в области метрологии, стандартизации и сертификации. Показана необходимость радикальных изменений содержания и методов обучения для формирования базовых, ключевых компетенций. Приведены результаты анализа и выбор различных типов инновационных подходов к образовательным технологиям: радикальных, комбинированных, модифицирующих. Разработана инновационная модель обучения, связанная с несколькими видами деятельности: поиски по линии репродуктивного обучения; поиски по линии исследовательского, инновационного обучения, в рамках которого учебный процесс строится как поиск познавательно-прикладных практических сведений; использование модели учебной дискуссии; организация обучающей деятельности на основе игровой модели. Созданная обобщенная модель обучения с применением инновационных технологий предусматривает: активное участие студентов в процессе обучения; возможности прикладного использования знаний в реальных условиях; представление концепций и знаний в самых разнообразных формах (а не только в текстовых); подход к обучению как к коллективной, а не индивидуальной деятельности; акцент на процесс осмысливания, а не на запоминание информации и др. Описаны инновационные технологии, используемые на кафедре, основанные на концепции развивающего обучения. Показан опыт методических инноваций кафедры, связанный с внедрением интерактивных форм обучения. Отражены традиции кафедры по проведению производственных и преддипломных практик студентов. Приведены результаты оценки удовлетворенности студентов адекватными условиями обучения и самостоятельной работы студентов. Внедрение современных методов и технологий в образовательный процесс кафедры позволяет повысить объём и доступность предоставляемой информации, способствует эффективному усвоению информации, активизирует познавательную деятельность студентов, развивает навыки творческой работы в процессе углубленного изучения научной информации по проблеме, позволяющей студентам развить их творческий потенциал, продемонстрировать свои способности и талант и, соответственно, повышает заинтересованность студентов и позволяет им почувствовать востребованность получаемых знаний при освоении будущей специальности и способствует в конечном счете повышению качества подготовки студентов.
Бесплатно
Статья научная
На текущий момент существует множество программных продуктов или пакетов с открытым исходным кодом, и их количество с каждым днем увеличивается. Из этого можно сделать вывод о том, что публикация исходного кода становится все более и более популярным веянием в мире разработки программного обеспечения. Особое внимание при публикации исходного кода программного решения или пакета для его использования в сообществе разработчиков следует уделить типу лицензии - от этого зависит то, какие сценарии будут доступны для использования с применением опубликованного пакета или программного решения. Также необходимо составить полную и подробную документацию и определиться со способами продвижения публикуемого пакета в среде разработчиков. Цель исследования. Обосновать целесообразность и необходимость публикации программных продуктов, пакетов и библиотек для использования их другими разработчиками для построения собственных систем и сервисов. Привести описание основных типов лицензий открытого программного обеспечения, выявить их особенности и отличия, а также описать те ситуации, для которых тот или иной тип лицензии подходит в большей или меньшей степени. Обосновать необходимость написания документации. Описать способы продвижения и популяризации в сообществе разработчиков публикуемых программных продуктов, пакетов и библиотек. Материалы и методы. Рассматриваются официальные документы лицензий с описанием условий использования, воспроизведения и распространения. Анализируются основные пути и способы продвижения программных продуктов с открытым исходным кодом. Результаты. В статье автором обосновывается актуальность публикации и использования исходного кода разработанного программного продукта, пакета или библиотеки. Описываются основные положения наиболее распространенных типов лицензий. Также приводятся советы по выбору типа лицензии при публикации исходного кода для свободного использования. Обосновывается необходимость написания документации по публикуемому программному продукту. Описываются некоторые способы для продвижения опубликованных пакетов, например, такие как грамотный выбор имени, выступление на конференциях или публикация статьей с примерами использования.
Бесплатно
Краткое сообщение
При проектировании авиационных комплексов для получения заданного уровня эффективной поверхности рассеяния радиопоглощающих материалов и покрытий имеют строго заданные параметры: переменную по профилю толщину, сложную структуру с меняющимися значениями комплексных диэлектрической и магнитной проницаемостей. Реализовать в полной мере свойства современных покрытий возможно только при строгом соблюдении технологических режимов и допусков при их нанесении. Такие же жесткие ограничения накладываются и на допуск по значениям диэлектрической и магнитной проницаемостей радиопоглощающих покрытий. Задача обеспечения надежной адгезии радиопоглощающих покрытий к обшивкам самолета, выполненным из различных материалов и подвергнутых разнообразной поверхностной обработке, достаточно сложна. При недостаточной адгезии высокие внутренние напряжения приводят к отслоению, а при высокой адгезии - к растрескиванию радиопоглощающих покрытий. В ходе эксплуатации образцов авиационных комплексов, особенно в сложных условиях и при предельных механических и температурных нагрузках, неизбежны ситуации, когда в радиопоглощающих покрытиях будут возникать различные дефекты в виде отслоений, растрескиваний, сколов, царапин и т. п., что приведет к увеличению эффективной поверхности рассеяния и снижению боевых возможностей. Разработан СВЧ-способ обнаружения неоднородностей диэлектрических и магнитодиэлектрических покрытий на металле и оценки их относительной величины, заключающийся в создании над поверхностью диэлектрического или магнитодиэлектрического покрытия поля поверхностной медленной волны СВЧ-диапазона, измерении напряженности поля по всей поверхности материала в нормальной относительно направления распространения волны плоскости, определении по величине затухания поля электрофизических параметров, а по степени отклонения коэффициента затухания поля от среднего значения - границы отслоения покрытия и величину его отслоения от подложки.
Бесплатно
Самокалибрующийся термометр на основе точек плавления. Конструкция и алгоритмы работы
Статья научная
В связи с широким использованием микропроцессоров в средствах измерения возникает задача совершенствования характеристик средств измерения за счёт появившихся вычислительных возможностей. Наиболее перспективным направлением этого развития сегодня считается создание средств измерения с оценкой собственного состояния в процессе работы, в том числе самостоятельная калибровка и градуировка средства измерения. В данной работе предлагаются конструкция и принцип работы самокалибрующегося сенсора температуры на основе точек плавления.
Бесплатно
