Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника
Все статьи: 1059
Статья научная
В условиях роста объема открытого образовательного контента, повышения требований к профессиональному образованию со стороны рынка труда, развития концепции обучения в течение всей жизни (Lifelong Learning) сегодня крайне актуальной является задача регулярного обновления содержания образовательных программ и отдельных дисциплин. В статье рассматривается метод семантического поиска образовательного контента под заданные требования рынка труда, определяемые профессиональными стандартами. В отличие от традиционных подходов сопоставления и анализа содержания образовательных программ, основанных на онтологических моделях и правилах, предлагается использовать подход к распределенному представлению слов (word embeddings) с помощью известных нейросетевых моделей языка word2vec и fastText. В качестве исходных запросов выступают фрагменты профессиональных стандартов - конкретные требования к знаниям, умениям и описания трудовых действий и трудовых функций, а в качестве искомых документов - описания учебных дисциплин и онлайн-курсов, включающие аннотацию, результаты обучения, структуру и содержание основных тем. Приводятся данные экспертной оценки качества ранжирования по метрике NDCG (Normalized Discounted Cumulative Gain) и точности семантического поиска по метрике MAP (Mean Average Precision) на представительном корпусе программ учебных дисциплин вузов по ИТ-направлениям и массовых открытых онлайн-курсов. Лучшие результаты для поиска показывают модели word2vec и fastText, обучаемые без учителя на больших специально подготовленных корпусах текстов программ учебных дисциплин и описаний онлайн-курсов. Для перехода от векторов слов к векторам текстов исследуются разные способы усреднения векторов слов, полученных от нейросетевых моделей, в сочетании с векторной моделью TF-IDF.
Бесплатно
Сенсоры давления и температуры на основе суспензии эпоксидной смолы и углеродных нанотрубок
Статья научная
Разработан и опробован технологический процесс создания функционального нанокомпозита на основе эпоксидной смолы и многостенных углеродных нанотрубок (УНТ) типа «Таунит-МД». Разработана методика изготовления малогабаритных сенсоров на основе упорядоченных структур нанокомпозита с различной массовой долей УНТ. Представлены результаты испытаний изготовленных образцов при изменении температуры (от 27 до 90 °С) и давления (от атмосферного до 30 бар). Получены коэффициенты термо- и барочувствительности для сенсоров с различной ориентацией углеродных нанотрубок, при массовом содержании 1, 2 и 3 %. Данные проведенного исследования показывают перспективность использования УНТ в качестве токопроводящих частиц в высокочувствительных сенсорах давления и температуры.
Бесплатно
Сервисно-ориентированная модель ИТ-службы крупной организации
Статья научная
Рассматривается модель ИТ-службы, обеспечивающей непрерывное развитие и поддержку корпоративной информационной системы (ИС). Предложена модель ИС, описывающая ее как сеть взаимодействующих друг с другом инфраструктурных сервисов, сервисов поддержки бизнес-приложений и бизнес-процессов. Рассмотрен общий процесс согласованного развития всех сервисов, предложены модели процессов инкрементального развития и значительного изменения ИС. Установлено, что в общем случае организация ИТ-службы, ориентированной на предоставление сервисов, может включать следующие структурные единицы: группы развития сервисов, реализующие процессы изменений; группу развития корпоративной информационной платформы (или несколько таких групп, если не удается ограничиться использованием только одной платформы); комитет по стратегическому развитию ИС и ИТ в организации.
Бесплатно
Сигнально-ориентированная макромодель гидравлических сетей
Статья научная
Рассматривается решение задач оперативного управления сложными гидравлическими сетями при переменных нагрузках с использованием сигнальноориентированной макромодели сети. Предложенная модель позволяет оперативно решать обратные задачи динамики сетей, возникающие при определении объемов подачи дополнительных ресурсов, необходимых для парирования неконтролируемых изменений нагрузок и стабилизации подачи ресурсов потребителям. Приводится пример решения задачи стабилизации подачи пара от паровой сети на электрическую станцию металлургического предприятия при переменной нагрузке технологического потребителя.
Бесплатно
Синтез закона регулирования привода глубинного штангового насоса в автоматическом режиме
Статья научная
Рассматривается задача синтеза закона регулирования нефтедобывающего оборудования. Приведен краткий анализ возможностей использования различных методов управления. Даны формулы и алгоритмы использования прогнозирующего управления и метода прямой минимизации целевого критерия. Показаны результаты цифрового моделирования приведенных алгоритмов, сделаны выводы по возможности использования данных подходов.
Бесплатно
Статья научная
Предложен математический Е-операторный метод для преобразования системы дифференциальных уравнений в систему разностных уравнений математической модели следящего электропривода. В отличие от традиционно используемых громоздких способов численного интегрирования, например, в пакете Matlab-Simulink, он позволяет синтезировать из передаточных функций следящих электроприводов как последовательные, так и параллельные разностные алгоритмы, работающие в реальном времени на основе как программных, так и аппаратных регистров сдвига. Важно отметить, что эти алгоритмы невозможно реализовать средствами пакета Matlab-Simulink. Параллельный алгоритм обеспечивает большее быстродействие чем последовательный и может быть реализован «конвейерным» способом с помощью нескольких сопроцессоров одновременно. Изложенный метод представляет реальную альтернативу имеющимся средствам в пакете Matlab-Simulink для описания и анализа параметров моделей следящих электроприводов. В первой части статьи описан синтез алгоритма управления с использованием традиционных средств дифференциального исчисления и преобразования Лапласа. Во второй части статьи эта же задача решается с применением предложенного Е-операторного метода. Полученные результаты могут быть использованы в мехатронике, робототехнике, в теории управления и автоматического регулирования, в практике построения следящих электроприводов.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Система автоматизированного гидротестирования
Статья научная
Разработана функциональная схема системы автоматизированного гидротестирования труб большого диаметра и построена её математическая модель. По результатам моделирования проведено корректирование алгоритма управления реальной испытательной системы.
Бесплатно
Система автоматического регулирования формы сигнала
Статья научная
Описана интеллектуальная система автоматического регулирования формы временной реализации сигнала. Предложена библиотека инструментов виртуального генератора периодических сигналов прямоугольной, синусоидальной, треугольной и пилообразной формы. В отличие от аналогичных генераторов, входящих в стандартную библиотеку среды LabVIEW, уровень нелинейных искажений сигналов в предлагаемом приборе удалось снизить от 5 до 100 раз.
Бесплатно
Система высокоточных измерений параметров электрической энергии
Статья научная
В статье приводится описание системы высокоточных измерений параметров электрической энергии. Представлена структурная схема устройства и описан алгоритм его работы. Проведен выбор основных элементов устройства: аналого-цифрового преобразователя, микроконтроллера и преобразователя интерфейсов. Также в статье представлен алгоритм работы персонального компьютера и описана производимая в нем цифровая фильтрация данных.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрены вопросы оптимизации и оперативного управления теплоэнергетическим комплексом металлургического предприятия по критериям эффективности снабжения энергетическими ресурсами технологических потребителей. Рассмотрены вопросы оптимизации теплоэлектрических станций и управление режимами пароснабжения технологических потребителей.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается система математического моделирования течений в управляемых газоструйных системах и гидропневмоагрегатах, имеющих в своей конструкции кольцевые сопла различных газодинамических типов и геометрических конфигураций, при течении многокомпонентной среды по тракту кольцевого сопла. Система математического моделирования построена по модульному принципу и содержит инструментальную часть, функциональное наполнение и базы данных. Функциональное наполнение системы представляет библиотеку модулей, предназначенных для решения локальной задачи определения характеристик кольцевого сопла. Входящие в состав системы функциональные модули предназначены для расчета состава и термодинамических характеристик продуктов сгорания, профилирования кольцевого сопла, расчета смешанных и сверхзвуковых течений, расчета параметров турбулентного пограничного слоя и отрывных областей потока. Многофункциональная система математического моделирования позволяет создавать многоуровневые расчетные комплексы, используемые на различных этапах исследования характеристик кольцевых сопел.
Бесплатно
Статья научная
Описаны состав и структура системы управления промышленным робототехническим комплексом, предназначенным для работы в герметичных камерах в условиях сильных радиационных излучений. В связи с превышением рабочей зоны манипулятора робототехнического комплекса над рабочим пространством герметичной камеры и необходимостью останова или уменьшения скорости движения при достижении зон ограничения предложено использование искусственной нейронной сети на основе персептрона с сигмоидальной функцией активации, формирующего на выходе сигнал в диапазоне [0; 1], используемый как коэффициент передачи сигналов от внешних контуров управления и органов ручного управления манипулятором к внутренним контурам системы управления. Приведен вариант структуры системы управления, представлен способ формирования обучающих выборок нейронной сети и результаты математического моделирования работы системы управления.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены вопросы повышения эффективности использования энергетических ресурсов для обеспечения эффективного снабжения энергетическими ресурсами технологических потребителей, а также вопросы управления режимами технологического пароснабжения и потребления энергетических ресурсов.
Бесплатно
Системная модель контроля и диагностики пожарной защиты силовой установки летательного аппарата
Краткое сообщение
Проблема пожарной защиты летательного аппарата, где наиболее энергонапряженным объектом является силовая установка, существует давно и продолжает быть актуальной и в настоящее время ввиду катастрофических последствий возникновения пожара на борту. В статье рассматриваются основные элементы системы пожарной защиты силовой установки в составе летательного аппарата. Описываются структурно-логическая модель работы блока пожарной защиты и принцип работы сигнализатора пожара пневматического типа, которые являются ключевыми элементами системы обеспечения безопасности эксплуатации летательного аппарата. Предлагается проводить системное моделирование процесса перехода силовой установки из нормального состояния в критическое состояние - пожар - на основе анализа законов сохранения и перехода различных видов энергии при пожаре. Отмечается, что разработаны и находят широкое применение методы и модели процессов горения различных материалов, реализованных в виде пакетов прикладных программ. Однако необходимым условием применения указанных пакетов является формализация предметной постановки задачи и задание ее исходных условий. Приводится методика построения структуры нестационарной модели пожара в отсеке силовой установки. Представлен эффективный инструмент при проведении испытаний системы пожарной защиты - комплексный стенд контроля и диагностики, который позволяет моделировать в квазистатическом режиме как процессы нормального функционирования системы, так и отказные ситуации. Приводятся результаты анализа процессов, полученных при испытаниях системы пожарной защиты силовой установки на комплексном полунатурном стенде. Среди преимуществ применения полунатурного стенда авторы выделяют значительное сокращение объема и стоимости натурных испытаний вновь разрабатываемых систем. Результаты работы могут быть использованы для разработки бортовой динамической модели распространения пожара в отсеке силовой установки для перспективной интеллектуальной системы пожаротушения.
Бесплатно
Краткое сообщение
Введение. Парадигма цифровой трансформации ресурсного управления в производственных системах основана на интеллектуальной интеграции виртуальных и реальных процессов с объектами производства (их атрибутивными моделями). При этом платформой (средой) интеллектуальной интеграции виртуальных и реальных процессов выступает информационная среда предметно ориентированной области. Функции специалистов в этом случае сводятся к роли экспертов, которые реализуют формальные предикатные знания, прописанные в соответствующих методиках и должностных инструкциях (документах). При этом обеспечиваются свойства идентифицируемости, прослеживаемости и повторяемости (полного отката) процессов. Временной ресурс - важнейший фактор в организации управления предметно-ориентированными областями (ПОО). Автоматизация процессов организации, планирования и мониторинга временных ресурсов в реальном и виртуальном аспектах является важной и актуальной задачей. Расписание - одна из основных составляющих организации любого процесса. Необходимо отметить, что процесс составления расписания - довольно трудоемкий и объективный. Цель исследования. Рассмотреть системную модель (системное описание) трансформации процесса управления расписанием с использованием цифровой информационной платформы, отвечающей требованиям 4-го уровня зрелости, позволяющей решать актуальные задачи в заданном аспекте в ПОО. Разработать методику реализации данной системной модели. Методы исследования, использованные в работе: - принципы методологии системной инженерии (процессного подхода, жизненного цикла и др.); - комплексный подход и структурный анализ процесса проектирования по методологии SADT (Structured Analyze and Design Technology); - функциональное моделирование (в нотации IDEFO). Результаты. Предложен метод системного моделирования (системного описания ПОО) процессов, связанных временными ресурсами, из условия формализованной идентифицируемости и прослеживаемости их в атрибутивной модели ПОО. На примере УГАТУ показано, что данная интеллектуализированная системная модель (системное описание ПОО) может быть реализована на базе цифровой программной аналитической платформы в информационном пространстве указанных при описании электронных документов функциональных подразделений учебного заведения. Заключение. Разработанный подход системного функционального моделирования на основе цифровой платформы, отвечающей требованиям 4-го уровня зрелости, позволяет решать актуальные задачи интеллектуализированного управления в предметно-ориентированной области.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются принципы организации применения цифрового моделирования на основе интеграции 1D-, 2D-, 3D-, 4D-методов. Показано, что применение перспективных направлений развития информационных систем цифрового моделирования ПП и их интеграция с системами автоматизированного проектирования и управления производством позволяет повысить эффективность работы сотрудников промышленного предприятия за счет создания единой системы хранения и управления данными о продукции и ресурсах предприятия в течение их жизненных циклов, уменьшить затраты и упущенную предприятием прибыль из-за неэффективного использования информации, повысить производительность труда конечных пользователей информационных систем и др. Определяются системные требования и необходимые профессиональные компетенции специалистов для организационно-функциональной деятельности в области цифрового моделирования ПП. Определяется организация базовой кафедры информационных технологий (ИТ) вуза на базе машиностроительного предприятия как необходимое условие для формирования и поддержания указанных компетенций в актуализированном состоянии. Отмечается, что базовая кафедра ИТ позволит формировать набор компетенций у студентов, необходимых для машиностроительного предприятия. Результаты работы могут быть использованы при подготовке специалистов по ИТ и при организации базовых кафедр на машиностроительных предприятиях.
Бесплатно
Системы управления уличным освещением гибкой структуры
Статья обзорная
В статье рассмотрены недостатки современных систем управления уличным освещением традиционной структуры, предложена новая структура автоматизированной системы управления освещением с распределенной силовой частью, рассмотрены технологии связи между элементами распределенной системы управления.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей статье предлагается усовершенствованная методология разработки систем поддержки принятия решений, разработанная на основе ситуационной схемы решения человеком поведенческих задач. В предлагаемой методологии предлагается подход к решению задачи поддержки принятия решений на основе онтологической модели организации (бизнес-процесса), содержащей информацию о типовых ситуациях, их признаках, вариантах (сценариях) решений и показателях для выбора этих решений. Разработан интеллектуальный механизм «узнавания» состояний типовых ситуаций на основе категоризации и использования полученной иерархии их состояний и признаков. Предложен общий подход к поддержанию онтологической модели в актуальном состоянии. Рассмотрены примеры применения методологии для предприятия авиаприборостроения.
Бесплатно
