Архив рубрики: Выпуск №2(17)

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАЛИЗУЕМОСТИ ПЛАНИРОВАНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО МАРШРУТА СУДНА С УЧЕТОМ СПУТНИКОВЫХ МЕТЕОДАННЫХ

УДК 519.68:15:681.5

В.М. Гриняк, Д.А. Акмайкин, Ю.С. Иваненко

Статья посвящена проблеме получения оперативной метеоинформации при планировании оптимальных путей дальнего плавания морских судов. Указывается, что погодные условия по пути следования оказывают существенное влияние на характер движения судна. В связи с этим представляется целесообразным решать оптимизационную задачу динамически, с учётом текущей и прогнозируемой погоды на маршруте и технических возможностей плавания судна в сложных метеоусловиях. Авторы предлагают использовать для этого информацию о погоде, получаемую с помощью специальных метеоспутников. При таком подходе важным является вопрос о характерном возрасте доступных таким образом метеоданных. С целью получения представления об этом аспекте работы метеоспутников в работе ставится и решается задача моделирования движения искусственного спутника Земли в классических представлениях небесной механики, в результате чего получается оценка среднего возраста данных о погоде в той или иной точке поверхности Земли в зависимости от географической широты места, характеристик датчиков и параметров орбиты спутника. Предложен подход к выбору метеоспутников для сбора данных о погоде по планируемому маршруту следования судна, основанный на представлениях задачи массового обслуживания. По результатам моделирования сделан вывод о конструктивной реализуемости идеи планирования маршрута судна с учётом спутниковых данных о погоде существующими техническими средствами.

Ключевые слова: управление движением судов, планирование маршрута, движение спутника Земли, метеоспутник, метеоданные, возраст данных, экспоненциальное распределение.

Полный текст статьи:
GrinyakSoavtori _2_17_1.pdf

РАЗРАБОТКА ПОДСИСТЕМЫ САПР ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗА РАССЕИВАЮЩИХ СВОЙСТВ ОБЪЕКТОВ С ПОГЛОЩАЮЩИМИ ПОКРЫТИЯМИ НА ОСНОВЕ ФАЦЕТНОЙ
МОДЕЛИ

УДК 621.396

Аббас Джасем Хуссей, А.П. Преображенский

В данной статье рассмотрена проблема рассеяния электромагнитных волн на объекте, который представляет собой пластину, на которую нанесено поглощающее покрытие. Была проведена запись системы интегральных уравнений, на ее основе связываются плотности потенциалов, функция Грина и падающая электромагнитная волна. После того, как решена система уравнений на базе метода моментов были проведены расчеты значений эффективной площади рассеяния при некоторых условиях наблюдения. Исходя из представления объекта на основе фацетной модели, приведены предложения по характеристикам подсистемы САПР, в рамках которой можно осуществлять проектирование объектов, имеющих необходимые значения уровней рассеянных электромагнитных полей. В качестве входных данных в такой подсистеме могут быть использованы размеры фацетов, сектор углов наблюдения, требуемый уровень для характеристик рассеяния радиоволн.

Ключевые слова: рассеяние радиоволн, фацетная модель, САПР, эффективная площадь рассеяния, поглощение радиоволн.

Полный текст статьи:
AbbasPreobrazhensky_2_17_1.pdf

ИССЛЕДОВАНИЕ ГРАНИЦЫ КАСАТЕЛЬНОЙ БИФУРКАЦИИ В ОБНАРУЖИТЕЛЕ ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, ПОСТРОЕННОМ НА ОСНОВЕ ГЕНЕРАТОРА ДЕТЕРМИНИРОВАННОГО ХАОСА

УДК 681.2.08

Т.В. Патрушева, Е.М. Патрушев

В статье рассматривается способ обнаружения периодических сигналов на фоне случайных помех. Предлагается реализация обнаружителя на основе неавтономного генератора детерминированного хаоса. Авторами обоснован выбор касательной бифуркации в качестве основы механизма обнаружения. Предполагается, что при отсутствии обнаруживаемого сигнала на входе генератора хаоса, его режим работы будет хаотическим, а при его наличии устанавливается периодический режим. Составлена численная модель обнаружителя в Matlab/Simulink, которая реализует систему дифференциальных уравнений для генератора хаоса Murali–Lakshmanan-Chua. В качестве информативного параметра обнаружителя было выбрано количество хаотических выбросов за время обнаружения и представлены теоретические зависимости для него. Предложенная модель позволила провести статистические исследования границы хаоса и периодических колебаний для генератора хаоса под действием случайной узкополосной помехи. На основе полученных зависимостей осуществлён выбор оптимальных параметров системы. Исследование в целом позволило сделать вывод о возможности использования предлагаемого обнаружителя в качестве узла приборов, получающих информационный сигнал на фоне нестационарных помех.

Ключевые слова: генератор хаоса, обнаружитель периодических сигналов, перемежаемость, касательная бифуркация, нестационарные помехи.

Полный текст статьи:
Patrushevi_2_17_1.pdf

ТЕСТОВАЯ МОДЕЛЬ ДВИЖЕНИЯ ПЕШЕХОДА

УДК 004.942

А.Г. Ярмолич

Представлены результаты разработки и анализа простой и наглядной модели движения пешехода, предназначенной для формирования измерительных данных
в канале счисления пути пешеходной бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС). Данная модель совместно с моделью измерительных ошибок БИНС позволяет проводить тестирование различных алгоритмов обработки измерений канала и оценивать потенциальную точность определения текущих координат пешехода для различных вариантов его движения. Приведено математическое описание модели. Представлены результаты моделирования, свидетельствующие об удобстве пользования моделью и высокой точности расчетов.

Ключевые слова: модель пешехода, инерциальная навигация, счисление пути, походка человека.

Полный текст статьи:
Yarmolich_2_17_1.pdf

МОДЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ

УДК 681.5.01

С.В. Ипполитов, О.Н. Чопоров, Д.В. Лопаткин, А.В. Сизов

Работа посвящена решению актуальной научно-технической задачи, связанной с обеспечением требуемой точности управления в группе в автоматическом режиме Представлена методика синтеза алгоритма автоматического управления быстродвижущимся динамическими объектами при их совместном движении, основанная на теории ковариационного управления. Суть теории заключается в обеспечении заданного установившегося значения ковариационной матрицы состояния линейной системы с помощью обратной связи. Обоснован подход и разработан численный алгоритм определения достижимой ковариационной матрицы системы, формализующей заданные требования к точности управления в режиме группового полета в терминах СКО ошибок регулируемых параметров. Численный алгоритм решения задачи синтеза достижимой ковариационной матрицы основывается на методе решения линейных матричных неравенств (LMI), c использованием пакета cvx системы Matlab. Разработана общая линеаризованная модель относительного движения в группе с учетом внешних возмущений турбулентности атмосферы и случайного ветра и внутренних возмущений, связанных с влиянием динамики приводов системы управления. Для учета влияния случайного ветра используется модель Драйдена, описывающая турбулентность атмосферы. На основе описанной математической модели и разработанного алгоритма проведено численное моделирование по оценке точности управления при влиянии возмущений.

Ключевые слова: динамические объекты, синтез, алгоритм, управление, матрица, моделирование.

Полный текст статьи:
IppolitovSoavtors_2_17_1.pdf

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СМАЗЫВАНИЯ ФРИКЦИОННОГО КОНТАКТА НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРЕНИЯ

УДК 66.011

А.А.Моисеев

Основной целью проведенного исследования является анализ влияния смазывания на фрикционные характеристики трения с использованием модели граничного трения. В качестве основы указанной модели использовалась кривая Герси – Штрибека, представляющая собой зависимость коэффициента граничного трения от числа Зоммерфельда. Проведенное моделирование влияния показало, что износ и загрязнения трущихся поверхностей вызывают снижение смазочной способности и кпд: при загрязнении – за счет возрастания вязкого трения, а при износе – за счет возрастания граничного. Связанное с этим изменение технико-экономических показателей двигателей обусловлено качеством используемого моторного масла, оптимальным выбором присадок, а также условиями во фрикционных контактах. Для оценки влияния этих факторов были построены математические модели, характеризующие влияние состояния зоны фрикционного контакта на характеристики трения. Для анализа фрикционного износа была построена критериальная модель износа, базирующаяся на соответствующем критерии подобия. Ее использование позволило сформировать квалификационные нормативы в форме требований на прогнозируемый износ в условиях квалификационных испытаний. Влияние смазочной среды на фрикционный износ проявляется через снижение твердости материала за счет эффекта Ребиндера. Была также проведена оценка влияния коррозионного износа. Она базировалась на критерии подобия, характеризующем условие равновесия коррозионного растворения износного материала в смазочной среде и его отвода от поверхности раздела.

Ключевые слова: двигатели внутреннего сгорания, фрикционный контакт, моторные масла, термостабилизируюшие присадки, кривая Герси — Штрибека, эффект Ребиндера, критерии подобия, фрикционный износ, коррозионный износ.

Полный текст статьи:
Moiseev_2_17_1.pdf

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ, РАССЕЯННОГО ТЕЛОМ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ В БЛИЖНЕЙ ЗОНЕ (на англ.)

УДК 621.396

Ю.Стефанович, Е.Ружицкий

В данной статье рассматривается представление тела сложной формы, в виде совокупности граней, на основе такой модели исследуются характеристики рассеянного поля в ближней зоне. Проведено сравнение расчетной угловой зависимости относительной амплитуды поля тела и пластины, имеющей такой же поперечный размер, от расстояния. Анализ полученных зависимостей продемонстрировал, что помимо монотонного затухания поля с увеличением расстояния возникают колебательные затухающие колебания. Считается, что антенна перемещается вокруг тела случайным образом, проведено усреднение для всех углов падения электромагнитной волны. После расчета параметров закона распределения случайной величины, можно сделать вывод о том, как меняются характеристики рассеяния во времени. Показано, что при переходе от дальней зоны к ближней, происходит смещение пиковых значений амплитуд и основного лепестка вторичного излучения расширяется. Анализ гистограмм распределений амплитуд и фаз мгновенных значений амплитуд рассеянного поля объекта показал, что они подчиняются закону Рэлея. В итоге было установлено, что, что закономерности распределения значений амплитуды и фаз рассеянного поля по дальней и ближней зонах будут одинаковыми.

Ключевые слова: тело сложной формы, электромагнитная волна, ближняя зона, рассеяние, дифракция.

Полный текст статьи:
StefanovicRuzitsky_2_17_1.pdf

МОБИЛЬНЫЕ ОПЕРАТИВНЫЕ ГРУППЫ В СИСТЕМАХ СВЯЗИ И УПРАВЛЕНИЯ

УДК 681.3

Д.М. Сонькин, М.А. Сонькин, А.А. Шамин, В.З. Ямпольский

Целью данной статьи является описание структуры и состава аппаратно-программных средств навигационно-телекоммуникационного комплекса нового поколения для связи и управления мобильными оперативными группами. Использованы методы системного анализа, имитационного моделирования. Разработанный комплекс прошел успешные испытания в Томской области и готов к поставке в другие регионы. Актуальность исследований обусловлена необходимостью создания новых аппаратно-программных решений для построения навигационно-телекоммуникационного комплекса нового поколения с целью повышения эффективности систем мониторинга и управления труднодоступными объектами и мобильными группами. Статья направлена на раскрытие проблем построения такого рода систем, на публикации опыта и подходов к построению интегрированных систем мониторинга, связи и управления с целью расширения сферы их применения в экономике и в силовых структурах. Статья содержит обобщение полученного опыта разработки и реализации навигационно-телекоммуникационного комплекса нового поколения, использующего достижения микропроцессорной техники и аппаратно-программных средств современных систем связи, мониторинга и управления.

Ключевые слова: навигационно-телекоммуникационные комплексы нового поколения, мобильные оперативные группы, каналы связи, спутниковые системы..

Полный текст статьи:
Son’kinSoavtori_2_17_2.pdf

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ В СФЕРЕ ПОТРЕБИТЕЛЬСКОЙ КООПЕРАЦИИ РФ

УДК 37.012.85

Е.П. Болдырева

В настоящее время вопросам управления качеством деятельности образовательных организаций уделяется значительное внимание на разных уровнях управления: федеральном, ведомственном, отдельного образовательного учреждения, образовательной программы. Особую актуальность эта деятельность приобретает в свете усиливающейся международной интеграции в сфере образования. Для решения стратегических и оперативных задач управления качеством подготовки специалистов разработан алгоритм оценки эффективности деятельности образовательного учреждения в сфере потребительской кооперации. При проведении отбора значимых критериев проведено анкетирование среди сотрудников и студентов образовательного учреждения. На основе использования метода Саати определены функции полезности по каждой группе.

Ключевые слова: потребительская кооперация, система качества образования, оценка эффективности деятельности, образовательная организация, критерии оценки качества, функция полезности, метод анализа иерархий.

Полный текст статьи:
Boldireva_2_17_1.pdf

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ПОДГОТОВКИ КАДРОВ В ОБЛАСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА НА ОСНОВЕ ПРИНЦИПОВ ДВОЙСТВЕННОСТИ И ЭКСПЕРТНО-СТАТИСТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

УДК 378.1

А.С. Борзова, В.Г.Ципенко

В статье рассматривается задача, связанная с повышением эффективности системы подготовки кадров в области эксплуатации воздушного транспорта. В качестве концептуальных основ модель-ориентированного подхода к прогнозированию и оптимизации такой системы рассматривается принцип двойственности и многометодности использования моделей. Оптимизационное моделирование представляет собой частичную реализацию принципа двойственности за счет механизмов достижения эффективности системы подготовки кадров: редукции и трансформации, а также создания банка моделей профессиональной деятельности, с одной стороны связанных с характеризацией трудовых функций в профессиональных стандартах, а с другой — отражающих в формализованном виде компоненты образовательных ресурсов, которые направлены на формирование определенных компетенций персонала в сфере эксплуатации воздушного транспорта. В качестве основной формы статистической информации, определяющей изменения в системе подготовки кадров, предлагается использовать временные ряды объемных показателей потребности рынка труда в специалистах с высшим образованием и выпуска из вузов. Указаны подходы по вычислению прогностических оценок с различными показателями качества. После получения результатов прогнозирования на основе экспертной информации предлагается проводить построение оценочной модели и проводить выбор метода, имеющего наибольший приоритет по этой модели.

Ключевые слова: оптимизация, подготовка кадров, воздушный транспорт, моделирование.

Полный текст статьи:
BorzovaZipenko_2_17_1.pdf