Архив рубрики: 2019 год

ЭВОЛЮЦИЯ СОСТОЯНИЯ НАБЛЮДАТЕЛЯ ОТ ИМПУЛЬСА К ИМПУЛЬСУ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ С БЕСКОНТАКТНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА


УДК 621.313.292
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.27.4.046

С.А. Винокуров, О.А. Киселёва, Н.И. Рубцов


В работе проводится анализ наблюдателя состояния в электроприводе с бесконтактным двигателем постоянного тока, считая, что система управления в нем построена как гибридная, которой присуща как дискретная, так и непрерывная динамика. Идеальное векторное управления бесконтактным двигателем постоянного тока можно описать теоретически и использовать его как шаблон для определения отклонений при различных способах управления и оценки их эффективности. В работе приведено сравнение идеального управления с дискретным управлением, показаны возможности реализации непрерывных законов управления за счет смещения управляющих импульсов в пространстве и времени. При импульсном управлении, которое используется в электроприводе в настоящее время, вычисляются не только длительности импульсов, но и расстояния между ними, то есть начало следующего импульса, а главное выбирается ведущий базовый вектор. Наблюдатель состояния в такой системе выполняет сложную роль, особенно при наличии в звеньях системы запаздывания, которые могут нарушить устойчивость синхронного режима двигателя с наблюдателем состояния. В работе приведена структурная схема математической модели наблюдателя состояния с детектором полного оборота.

Ключевые слова: бесконтактный двигатель постоянного тока, наблюдатель состояния, гибридное управление, ведущий базовый вектор.

Полный текст статьи:
VinokurovSoavtors_4_19_1.pdf

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НАБЛЮДАТЕЛЯ СОСТОЯНИЙ
В БЕСКОНТАКТНОМ ДВИГАТЕЛЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА


УДК 621.313.292
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.27.4.045

О.А. Киселёва, Т.В. Попова, О.А. Киселёва


В работе проводится анализ формирования дискретного векторного эквивалента для управления бесконтактным двигателем постоянного тока. Рассмотрены вопросы применения наблюдателей состояния вместо электромеханических датчиков положения ротора. Показана особенность построения наблюдателя состояния, заключающаяся в том, что информация на его вход поступает от непрерывного рабочего токового поля, а на выходе он формирует дискретное вращающее управляющее поле за счет переключений обмоток синхронного двигателя силовым инвертором напряжения, базируясь на параметрах двигателя и исполнительного устройства. Для обеспечения синхронизации необходимо решать вопрос о частоте опроса датчиков и возможности обработки этой информации, что ведет к запаздываниям сигналов. При этом необходимо учитывать не только временные зависимости, связанные с началом и окончанием импульсов, но и пространственные, связанные с чередованием базовых ведущих векторов. Проведена оценка эффективности управления в электроприводах с бесконтактными двигателями постоянного тока и датчиками наблюдения. В некоторых случаях применение наблюдателей скорости в электроприводе приводит к уменьшению диапазона регулирования скорости. Построены графики переходных процессов в электроприводе при различных значениях параметров регулятора скорости.

Ключевые слова: бесконтактный двигатель постоянного тока, наблюдатель состояния, переходные характеристики, управляющее дискретное поле.

Полный текст статьи:
KiselevaSoavtors_4_19_1.pdf

СТРУКТУРИЗАЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ


УДК 004.9
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.27.4.044

К.А. Федутинов


В статье рассматриваются вопросы разработки управленческих решений по улучшению состояния окружающей среды на основе внедрения геоинформационных технологий, включающих методы оценки и прогнозирования экологической ситуации на основе мониторинговых подходов. Развитие технологий обработки больших данных определило тенденции широкого внедрения систем мониторинга, функционирующих в реальном времени. В связи с этим, задачу мониторинга природных объектов предлагается решать как задачу определения и контроля свойств и состояний сложного объекта в режиме реального времени и активного взаимодействия с окружающей средой, а также выработки управленческих решений и рекомендаций. В качестве математического аппарата для структуризация экологической информации предлагается использовать нейронную сеть Fuzzy ART, хорошо зарекомендовавшую себя при обработке данных в режиме реального времени. Для визуализации получаемой информации и интеграции результатов работы сети сети Fuzzy ART в геоинформационную систему предлагается использовать Python-библиотеку Folium, предназначенную для графического отображения географических данных, и содержащую всю необходимую картографическую информацию. С помощью Folium результаты структуризации экологических данных можно изображать непосредственно на Google-картах, что дает возможность при увеличении масштаба карты визуально определять границы кластеров и возможные буферные зоны.

Ключевые слова: нейронная сеть, кластеризация, машинное обучение, теория адаптивного резонанса, сеть Fuzzy ART, ГИС-система.

Полный текст статьи:
Fedutinov_4_19_1.pdf

ЭФФЕКТИВНЫЙ МЕТОД ПРОЕКТИРОВАНИЯ CAD-МОДЕЛЕЙ С РЕШЕТЧАТОЙ СТРУКТУРОЙ


УДК 658.512.26
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.27.4.043

Н.В. Ципина, О.Н.Чирков, С.А. Слинчук, И.В. Чепрасов, В.А. Мадесов


В данной статье рассмотрен полный этап разработки удобного и простого метода конструирования решетчатых деталей на производстве. Цель исследования состоит в наблюдении, анализе и решении проблем при проектировании CAD-моделей с решетчатой структурой. В работе оценена производительность современных инструментов систем автоматизированного проектирования (САПР), предложен эффективный метод проектирования решетчатых конструкций. Основная идея заключается в замене CAD-модели с решетчатой структурой на твердотельные CAD-модели, обладающие одинаковыми механическими свойствами. Применение таких эквивалентных материалов дает существенный выигрыш в эффективности проектирования. Предлагаемый метод позволяет конструкторам выбрать правильную решетчатую структуру и её плотность. Указаны недостатки и положительные стороны разработанного метода. В сочетании с методом конечных элементов, предложенный подход проектирования CAD-моделей сокращает время моделирования решетчатых конструкций. Оценена производительность современных инструментов систем автоматизированного проектирования в контексте требований аддитивного производства. Результаты показывают, что современные САПР не позволяют легко и быстро проектировать решетчатые структуры для аддитивного производства. Также остается актуальной необходимость развития современного программного обеспечения CAE для проведения анализа методом конечных элементов на 3D-моделях решетчатой структуры.

Ключевые слова: решетчатая структура, эквивалентный материал, метод конечных элементов.

Полный текст статьи:
ZipinaSoavtors_4_19_2.pdf

ОЦЕНКА ХАРАКТЕРИСТИК СОВРЕМЕННЫХ САПР В КОНТЕКСТЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МОДЕЛЕЙ С РЕШЕТЧАТОЙ СТРУКТУРОЙ


УДК 658.512.26
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.27.4.042

Н.В. Ципина, О.Н.Чирков, С.А. Слинчук, И.С. Бобылкин, Э.И. Воробьев


В статье проведена оценка характеристик современных систем автоматизированного проектирования в контексте аддитивного производства моделей с решетчатой структурой, отмечены основные недостатки и предложены пути их решения. Цель всего эксперимента состоит в наблюдении за проблемами, с которыми сталкивается пользователь при проектировании решетчатых структур в программном обеспечении САПР. В ходе эксперимента были выбраны три основных параметра и использованы два разных шаблона решетчатой структуры. Спроектированы стержни решетчатых структур с двумя различными сечениями на четыре размера деталей. Выявлено влияние типа и размера решетчатых структур на размеры использованных файлов. Проанализированы применяемые в САПР форматы файлов с учетом требований аддитивного производства моделей. Полученные результаты эксперимента показывают, что существующие пакеты систем автоматизированного проектирования не способны эффективно проектировать и хранить полные модули моделей с решетчатой структурой. Существующие форматы файлов не позволяют осуществлять быстрый обмен данными с программным обеспечением CAE и CAM. Необходимо проводить новые исследования, чтобы определить наиболее надежные и эффективные методы проектирования решетчатых структур в программном обеспечении САПР.

Ключевые слова: аддитивное производство, октет-ферма, кубическая решетчатая структура.

Полный текст статьи:
ZipinaSoavtors_4_19_1.pdf

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАЩИТЫ ОЧЕРЕДЕЙ ОТ ПЕРЕГРУЗОК В СИСТЕМАХ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ РЕСУРСОВ


УДК 004.7
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.27.4.041

Усама Алькади


Контроль перегрузки сети является весьма актуальной задачей при обеспечении защиты очередей в системах резервирования ресурсов. Это — один из ключевых элементов, так как многие контроллеры вводились с целью контроля перегрузки для решения проблемы. Статья посвящена анализу влияния рабочей нагрузки сети на производительность различных активных контроллеров управления очередями, включая традиционный контроллер Drop Tail, для обеспечения защиты очередей от перегрузок в системах резервирования ресурсов. Данная работа представляет анализ четырех возможных сценариев с одинаковыми сетевыми параметрами за исключением рабочей нагрузки сети. Производительность каждого контроллера измеряется при помощи различных метрик производительности. Влияние нагрузки сетевого трафика на производительность сетевых контроллеров можно легко наблюдать в четырех представленных сценариях. Поведение всех контроллеров четко указывало на влияние нагрузки сетевого трафика на их производительность. Полученные результаты показали, что нагрузка на сетевой трафик прямо пропорциональна пропускной способности, потере пакетов и задержке. Результаты могут быть использованы при создании отказоустойчивых систем резервирования ресурсами.

Ключевые слова: рабочая нагрузка, сеть, очереди, контроллер, резервирование ресурсов.

Полный текст статьи:
OsamaAlkaadi_4_19_1.pdf

МОДИФИКАЦИЯ НЕЙРОСЕТЕВОЙ МОДЕЛИ RKELM С ДООБУЧЕНИЕМ


УДК 681.3
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.27.4.040

Ю.А. Асанов, С.Ю. Белецкая


Целью данной работы является разработка модели искусственной нейронной сети (ИНС), способной работать в динамически меняющихся условиях. Несмотря на большое количество исследований, и разработок в данной области, до сих пор отсутствуют модели, удовлетворяющие ограниченным условиям мобильных систем (прежде всего по производительности). В данной статье предлагается разработанная модификация модели с экстремальным обучением Хуанга (RKELM), отличающаяся от оригинального подхода процессом обучения (обучение на общих признаках, без увеличения матрицы весов и обучающей выборки, с последующим дообучением под конкретные условия). В качестве тестовой выборки данных использовался датасет из открытого репозитория машинного обучения UCI. Были поставлены вычислительные эксперименты, целью которых было выявление наиболее подходящей модели. Выбор производился из RKELM, SVM и ELM, критериями выбора являлись производительность и точность классификации. Наиболее подходящей оказалась модель с экстремальным обучением Хуанга, она и была использована в качестве основы разработанной модификации. Приведены результаты сравнения оригинальной и модифицированной модели. Предложенный подход превзошел конкурентные в скорости и производительности, незначительно уступая при этом лишь в точности классификации данных в изначальных условиях, но оказался значительно точнее в новых условиях, в которых модель не была обучена.

Ключевые слова: искусственная нейронная сеть, модификация RKELM, модель с дообучением.

Полный текст статьи:
AsanovBeletckaya_4_19_1.pdf

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ ПОСРЕДСТВОМ ПРИВЯЗКИ СОБЫТИЙ


УДК 004.855.5
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.27.4.039

И.Н. Колесников

В данной статье рассматривается концепция модификации метода анализа временных рядов, ориентированная на интеграцию с методами кластеризации в режиме обучения в реальном времени. Проанализированы различные методы прогнозирования временных рядов и машинного обучения. Описанный в статье метод дает прогноз поведения временного ряда на основе больших данных, полученных из различных источников, и связанных с существующими транзакциями временного ряда. Такой подход дает возможность находить зависимости изменения определенных показателей рассматриваемых систем в зависимости от различных событий. Выполненное исследование предлагает концепцию автоматизированного обучения системы в режиме реального времени с возможностью дальнейшей программной реализации. Рассматриваемая концепция позволяет строить прогнозы на любые временные ряды, зависимые от различных событий, новостей и данных, находящихся в открытом доступе. Предложен подход, который связывает события с графиком транзакций. Преимуществом подхода является возможность нахождения различных зависимостей между происходящими событиями и различными изменениями показателей, например: цен на биржах, значений социальных показателей и многих других.

Ключевые слова: анализ данных, прогнозирование, временные ряды, большие данные, кластерный анализ, интеллектуальный анализ данных.

Полный текст статьи:
Kolesnikov_4_19_1.pdf

МЕТОД ВЕРБАЛЬНОГО АНАЛИЗА РЕШЕНИЙ ДЛЯ ВЫБОРА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЗАИМООТНОШЕНИЯМИ С КЛИЕНТАМИ


УДК 004.9
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.27.4.038

Е.С. Егорова, Н.А. Поповa


Актуальность статьи обусловлена существующей сложностью при принятии решения в процессе выбора программных продуктов, автоматизирующих бизнес-процессы предприятий, в том числе управление взаимоотношениями с клиентами. Поэтому для разнопланового анализа систем предложено использовать двухэтапную методику формализованной оценки функциональности программного обеспечения и систем. На первом этапе представлены результаты многофакторного анализа программного обеспечения для управления взаимоотношениями с клиентами. В ходе проведения критериальной оценки были выбраны функциональные и инструментальные характеристики, необходимые для продуктов такого типа. Результаты анализа показали, что, используя данный подход, достаточно сложно принять решение о выборе продукта, поскольку все системы обладают примерно одинаковыми наборами функциональных возможностей. На втором этапе исследования в процессе определения оптимальной системы предложено использовать метод вербального анализа решений для поиска лучшей альтернативы. В результате формального анализа систем с использованием разработанного программного приложения был определен потенциальный лидер среди рассматриваемых систем, однако дальнейшее исследование с привлечением эксперта и сравнением всех пар систем по их достоинствам и недостаткам позволило выделить другую альтернативу среди систем управления взаимоотношениями с клиентами. Метод вербального анализа решений на основе мнения экспертов в области проектирования позволяет выбрать наиболее эффективный инструмент в конкретной отраслевой области, а разработанное программное приложение позволяет оптимизировать работу аналитиков.

Ключевые слова: метод вербального анализа решений, программное обеспечение, управление взаимоотношениями с клиентами, CRM-система, формальный анализ множества исходных альтернатив, шкала нормализованных упорядоченных различий.

Полный текст статьи:
EgorovaPopova_4_19_1.pdf

МОДЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ПОСАДКОЙ ВОЗДУШНОГО СУДНА ВЕРТОЛЕТНОГО ТИПА НА НЕПОДГОТОВЛЕННУЮ ЗАСНЕЖЕННУЮ ПЛОЩАДКУ


УДК [621.396.96+53.082.74]
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.27.4.037

В.Г. Машков, В.А. Малышев


Статья посвящена исследованиям в области моделирования посадки воздушного судна вертолетного типа. Анализ штатных средств обеспечения посадки, установленных на воздушных судах вертолетного типа, в настоящее время показал, что в арктических условиях они не способны обеспечить экипаж информацией о подстилающей поверхности (месте посадки), в частности, глубине снега, наклоне земной поверхности под снежным покровом, наличии препятствий. Моделирование процесса управления посадкой воздушного судна вертолетного типа на неподготовленную площадку со снежным покровом с предлагаемой радиолокационной системой посадки показало, что поставленная задача может быть успешно решена. Для этого производится зондирование подстилающей поверхности (места посадки) и выдача информации экипажу о возможности производства посадки либо отсутствии таковой при сравнении измеренных значений с заданными для конкретного типа воздушного судна. Представлена логическая информационная модель, отражающая автоматизацию процесса управления посадкой с целью повышения вероятности правильного выбора площадки как показателя безопасности посадки воздушного судна вертолетного типа путем радиолокационного определения параметров и характеристик плоскослоистых сред, глубины снежного покрова, наличия препятствий и уклона земной поверхности места посадки. Использование модели возможно при разработке радиолокационных систем обеспечения безопасной посадки воздушного судна вертолетного типа на неподготовленную заснеженную площадку в условиях недостаточной информативности закабинного пространства о подстилающей поверхности.

Ключевые слова: плоскослоистая среда, подповерхностное зондирование, посадка вертолета, место посадки, неподготовленная площадка.

Полный текст статьи:
MashkovMalishev_4_19_1.pdf