SCI Библиотека

Статья посвящена компьютерному анализу эффективности алгоритма упреждающего следящего управления движением квадрокоптера в условиях параметрических возмущений модели его динамики. Синтез алгоритма упреждающего управления квадрокоптером основан на одном из перспективных методов современной теории управления – методе управления с прогнозирующими моделями (MPC – Model Predictive Control). Эффективность синтезированного алгоритма управления анализируется методом компьютерной апробации в среде Python с параметрическим возмущением массы квадрокоптера.

На сегодня практически стандартным способом обследования работы сердца является электрокардиография - неинвазивная методика регистрации и исследования электрических полей, образующихся при работе сердца. Мобильные электрокардиографы - это легкие переносные аппараты ЭКГ для регистрации электрокардиографического сигнала на месте нахождения пациента (не обязательно в больнице). Мобильный электрокардиограф предполагает использование смартфона для сбора, анализа и передачи данных ЭКГ, при этом замеры происходят с использованием внешнего устройства - кардиофлешки. ООО «Алтайский геофизический завод» [1] для решения проблемы слабой насыщенности рынка доступными российскому потребителю домашних и мобильных ЭКГ собирается выпустить ряд подобных мобильных устройств.

Многие несущие элементы энергетических установок находятся под воздействием локальных тепловых потоков и конвективных теплообменов. Вследствие чего в несущих элементах в виде стержней ограниченной длины возникает термо-напряженно деформированное состояние. Поэтому разработка специальных вычислительных алгоритмов и соответствующих программ автоматизирующих исследования стержня ограниченной длины является актуальной. При этом разработанная система должна учитывать физико-механические и геометрические характеристики исследуемого стержня и одновременного наличия локальных конвективных теплообменов. В данной работе применяются фундаментальные законы сохранения энергии. Разработанный вычислительный алгоритм реализуется на IBM PC в виде Python программы. Полученные результаты представляется в виде таблиц и графиков.

Исследуется влияние погрешностей измерений на эффективность алгоритма управления синхронизацией для виброустановки (ВУ) с неидентичными роторами. Разработана математическая модель в пространстве состояний для описания двухроторной ВУ с неидентичными роторами с учетом допустимых погрешностей датчиков. Компьютерное исследование показало, что учет погрешностей измерений практически не влияет на показатели качества работы ВУ во всем диапазоне рабочих зарезонансных скоростей. Однако, при скоростях, находящихся на нижней границе диапазона допустимых рабочих скоростей, учет погрешностей измерений может привести к потере устойчивости синхронного режима.

Отмечена важность проведения мероприятий по обеспечению пожарной безопасности (ПБ) на объектах топливно-энергетического комплекса (ТЭК), в частности, при течении непрерывных технологических процессов нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ). Благодаря специальному программному обеспечению в составе автоматизированных систем управления технологическими процессами лица, принимающие решения, способны управлять процессами планирования и выполнения данных мероприятий. В качестве объекта исследования выбрана подсистема предупреждения пожаров и взрывов для управления процессами контроля газоанализирующего оборудования.

Теоретические основы. Процесс обеспечения ПБ на объектах нефтепереработки, составной частью которого является процесс технического обслуживания датчиков газоанализаторов, характеризуется такими случайными подпроцессами, как климатические и погодные изменения на объекте. Данный процесс предлагается разбить на два встречных подпроцесса: разрушительный и созидательный. События, связанные с проведением калибровки, поверки или замены чувствительных элементов в термохимических датчиках (ТХД), составляют суть восстановительного подпроцесса. События разрушительного подпроцесса связаны с появлением регистрируемых дежурной сменой сведений об отклонении в работе ТХД от нормированных значений. Случайность этого подпроцесса предлагается описать марковским процессом. Поведение системы датчиков моделируется в виде двух потоков. ТХД имеют два состояния: готов или не готов.

Результаты исследования. Модель готовности газоанализаторов рассчитана как отношение числа потенциально готовых к использованию в соответствии с нормативно-технической документацией ТХД к их общему числу с учетом случайности событий, которые выводят ТХД из состояния готовности. Исследован частный случай, на примере которого проиллюстрирована схема построения марковской модели. Рассчитано возможное число состояний совокупности ТХД для такой ситуации. Динамика перехода между группами состояний в совокупности ТХД подсистемы оповещения о пожаре определяется предлагаемой системой дифференциальных уравнений Колмогорова, которая для частного случая представлена пятью равенствами. Выполненный расчет может быть обобщен на любое количество выносных датчиков.

Выводы. Рассмотрен способ оценки готовности к использованию ТХД газоанализаторов на открытых площадках НПЗ. Метод может быть применен в процессе функционирования автоматизированной системы предотвращения пожаров и взрывов.

The implementation of unmanned train control systems offers a number of advantages, such as increasing the capacity of railway lines and traffi c volumes, reducing the ‘human factor’, as well as reducing operatingcosts. The paper considers the challenges arising from the use of automatic train control systems, and presents the prospects for the implementation of automatic technologies in railway transport for various railway systems. The social and economic aspects of changing professional activities in railway transport are described. Grades of automation applicable to surface urban railway transport are presented. The issues of proving the functional safety of machine vision systems as part of the train traffi c control system and determining their level of safety completeness are discussed. Examples of railway transport automation in Russia and other countries are given. Basic scenarios of automatic control system operation describing normal and abnormal situations are formulated. In conclusion, the levels of technological readiness of the reviewed solutions in the fi eld of train traffi c automation are defi ned. The tasks faced by railway companies in implementing these technologies are outlined, and possible ways of overcoming obstacles to the introduction of automatic systems are proposed, taking into account the current political situation.

Рассматривается задача построения наилучшей внешней оценки предельного множества управляемости для линейной дискретной системы с выпуклыми ограничениями на управление. Построение оценки базируется на принципе сжимающих отображений. Оптимальные параметры оценивания определяются на основе анализа результатов численного моделирования. Приведены примеры.

Изложены системные подходы к моделированию системы «Коронавирус–переносчик–окружающая среда». Рассмотрены модели эмиссионных процессов коронавирусной инфекции. Приведены технологические ре-шения по проектированию автоматизированного анализатора на РНК и антигены коронавируса. Рассмотрена технологическая схема портативного прибора. Приведен анализ и синтез логических моделей управления приводом оборудования экспресс-анализатора.

В настоящее время непрерывно расширяется область применения беспилотных воздушных судов. Перспективной областью совершенствования беспилотных воздушных судов является осуществление при выполнении управляемого полета некоторых групповых действий. В настоящей работе рассмотрены некоторые вопросы группового применения беспилотных воздушных судов, связанные с организацией согласованного планирования и управления беспилотными воздушными судами, выполняющими задачи наблюдения. Выполнение поисковых работ с воздуха технически осложнено необходимостью распознать объект поиска в произвольных условиях, которые могут быть как простыми, так и сложными. Область поиска ограничена техническими возможностями беспилотного воздушного судна, поэтому с целью повышения эффективности поисковых работ беспилотные воздушные суда объединяются в группы. Предлагается алгоритм решения задачи поиска объекта в произвольных условиях группой беспилотных воздушных судов. Преимуществом группового поиска беспилотными воздушными судами является охват района поиска большей площади за условную единицу времени. В настоящей работе рассматривается технический облик беспилотного воздушного судна, содержащий как средства осуществления группового полета, так и систему технического зрения. Изображение, получаемое системой технического зрения, является одновременно источником навигационной информации и средством, достоверно определяющим результат поисковых работ. В зависимости от условий проведения поисковых работ изображение, получаемое системой технического зрения, может потребовать дополнительной обработки для применения по назначению. Предложен алгоритм комплексирования, отличающийся адаптивной настройкой параметров в каждом кадре индивидуально для различных фрагментов изображения. На основе полученных результатов планируется создать новый продукт для коммерческой эксплуатации беспилотных воздушных судов.

Статья посвящена актуальной теме имитации качки катамарана и программному обеспечению, алгоритмам позволяющим реализовать эту имитацию. Актуальность вытекает из необходимости тестировать навигационные устройства и их алгоритмы, строить большие тренажёрные комплексы имитации объектов надводного, воздушного и наземного базирования. Данная статья будет сосредоточена на описании программного и алгоритмического обеспечения для создания имитатора качки катамарана, находящегося на поверхности воды, при воздействии на него ветроволновых воздействий. Имитационный стенд для воспроизведения качки катамарана включает в себя платформу Стюарта, датчики, микроконтроллеры и персональный компьютер оператора. Верхняя часть платформы перемещается подобно палубе катамарана, а нижняя часть жёстко закреплена. Результаты экспериментов учитываются датчиками, закреплёнными на подвижной части, и обрабатываются микроконтроллером-прототипом навигационной системы. Считается, что навигационная система должна получать данные об объекте качки и возвращать оператору вектор состояния, содержащий угол и скорость крена, угол и скорость дифферента, высоту и скорость вертикальной качки. Применяемые математические модели описывают динамику катамарана и системы управления, уменьшающую амплитуду качки, внешние возмущения морской волны, формируемые по спектру Пирсона-Московица. Для получения траекторий качки катамарана реализован алгоритм Рунге-Кутта 4-го порядка с фиксированным шагом, а для фильтрации и восстановления полного вектора состояний катамарана реализован фильтр Калмана по схеме с «с задержкой». Разработано программное обеспечение для воспроизведения крена катамарана на имитационном стенде, фильтрации и восстановления вектора состояния, графического отображения результатов эксперимента в виде графиков, сохранения результатов в файлах. Для лучшей интерпретации результатов входные параметры графического интерфейса и алгоритмов имеют простые наглядные параметры: скорость и направление ветра, начальное состояние катамарана и служебные, а результаты представляются в виде графиков. В статье представлено подробное описание взаимосвязи модулей программ, применяемых математических алгоритмов, указаны входные и выходные параметры. Результаты имитации показывают достаточное качество воспроизведения качки катамарана. Однако были выявлены незначительные погрешности, связанные с механическими ограничениями применённой кинематической модели.