Введение. Настоящая работа посвящена уменьшению времени коррекции оценки пространственной ориентации твердого тела в момент включения системы ориентации. Для определения пространственной ориентации твердого тела используются интегрированные показания от трех ортогонально расположенных датчиков угловой скорости. Возникающая при интегрировании разница между реальной пространственной ориентацией и ориентацией, оцененной с помощью датчиков, корректируется за счет информации, получаемой от других датчиков, таких как акселерометры и магнитометры. В большинстве существующих методов информация, полученная от акселерометров и магнитометров и преобразованная с помощью алгоритма, умножается на коэффициент коррекции и вычитается из оценки угловой скорости, тем самым корректируя оценку пространственной ориентации. Чем больше угол наклона твердого тела относительно горизонта в момент включения системы ориентации, тем больше ошибка оценки пространственной ориентации. Предлагаемый в данной работе алгоритм корректирует оценку пространственной ориентации в компонентах кватерниона без использования датчиков угловой скорости, что позволяет за меньшее, по сравнению с существующими алгоритмами, время свести к минимуму ошибку оценки ориентации. Материалы и методы. Для отработки алгоритма коррекции был использован датчик MPU 6050, выполненный по микроэлектромеханической технологии и имеющий в одном корпусе три ортогонально расположенных измерителя угловой скорости и три ортогонально расположенных акселерометра. Информацию, поступающую с MPU 6050, обрабатывает микроконтроллер dsPIC 33 EP 256 MU 806. Пространственная ориентация вычисляется через параметры Родрига-Гамильтона в компонентах кватерниона, результат вычислений передается в программный пакет Matlab, выполняющий программу для визуализации зависимостей от времени четырёх компонент кватерниона в виде графиков. Результаты исследования. В существующих алгоритмах, использующих параметры Родрига-Гамильтона, при начальной инициализации системы ориентации авторами предложено увеличивать значение коэффициента коррекции на время инициализации, либо с помощью тригонометрических формул находить углы Эйлера и переводить их в параметры Родрига-Гамильтона. В первом случае время начальной инициализации остается достаточно большим, во втором случае, из-за использования углов Эйлера, может возникать такое явление как «шарнирный замок». Предложенный в данной работе алгоритм осуществляет начальную инициализацию за время, сравнимое со временем инициализации в углах Эйлера, но при этом использует только параметры Родрига-Гамильтона. Обсуждение и заключения. Использование предложенного алгоритма позволит минимум в 5 раз сократить время начальной инициализации кватерниона пространственной ориентации и, как следствие, общее время, необходимое для приведения системы в рабочее состояние, за счет того, что начальная инициализация необходима при каждом включении системы ориентации. В силу того, что инициализация происходит только по показаниям акселерометра, то для корректного определения пространственной ориентации по предложенному алгоритму необходимым условием является отсутствие любых ускорений на тело кроме ускорения свободного падения.

Бесплатно

Алгоритм обращения эрмитовой матрицы

Звездина Марина Юрьевна, Комова Ольга Валерьевна, Шацкий Николай Валентинович, Шоков Андрей Викторович

Статья научная

Цель работы заключается в повышении быстродействия устройства обращения ковариационной матрицы помех адаптивной антенной решетки за счет сокращения числа выполняемых операций. Это достигается использованием на этапе разработки алгоритма обращения априорной информации о свойстве эрмитовости обращаемой матрицы. В отличие от известных алгоритмов обращения, базирующихся на применении метода Гаусса - Жордана, в основу предложенного алгоритма положен метод окаймления. Актуальность разработки обусловлена сложностью метода Гаусса - Жордана и необходимостью большого числа операций при его использовании. Указанные особенности не позволяют реализовать режим реального времени при обработке сигналов в вычислительных устройствах адаптивных антенных решеток, широко применяемых в системах связи, радиолокации и радионавигации. Предложенный метод, дополняющий известный метод окаймления учетом свойств эрмитовости ковариационной матрицы помех, позволяет построить алгоритм на базе рекуррентных соотношений. Получаемый при этом выигрыш от сокращения объема вычислений составляет не менее 25 % по сравнению с методом Гаусса - Жордана. Уменьшение объема вычислительных затрат, а также более простой вид соотношений, применяемых для построения алгоритма обращения матрицы, дали возможность разработать и более простую схему устройства, которое можно использовать в процессорах адаптивных антенных решеток для получения обратной матрицы.

Бесплатно

Алгоритм повышения быстродействия минимаксной оптимизации решений распределительных задач в однородных системах

Нейдорф Рудольф Анатольевич, Жикулин Артм Александрович

Статья научная

Описывается и обосновывается алгоритм оптимизации решения однородных распределительных задач теории расписаний. Он представляет собой модификацию известного в этой предметной области алгоритма Романовского - классического варианта метода ветвей и границ с односторонним обходом дерева решений. Проведено системное исследование этого алгоритма, которое позволило выявить причины увеличения времени его работы при обходе некоторых ветвей дерева решений. Это даёт возможность предложить свободную от выявленного недостатка модификацию, названную комбинационно-модифицированным алгоритмом Романовского. Сущность данной модификации заключается в следующем. В процедуре решения распределительной задачи избирательно пропускаются те правила, этапы и шаги, которые приводят к перебору на исполнителях наборов заданий, заведомо повторяющих проверенный ранее результат. Сущность нового алгоритма поясняется примером. Приводятся результаты статистически представительных исследований. Они позволили продемонстрировать возможности алгоритма на распределительных задачах высокой размерности. (Решение таких задач классическим алгоритмом невозможно из-за ограниченных временных ресурсов.) Результаты обработки этих решений показали, что новая модификация не позволяет решить проблему NP-полноты распределительных задач, но обеспечивает ресурсно-временной выигрыш, связанный с существенным снижением показателя степени экспоненциальной модели роста среднего времени решения.

Бесплатно

Алгоритм поиска корней многочленов с коэффициентами из кольца k[x,y]

Маевский Алексей Эдуардович

Статья научная

Построен детерминированный алгоритм поиска корней многочленов одной переменной с коэффициентами из кольца k[x,y], где k - произвольное поле. Алгоритм имеет полиномиальные временную и емкостную сложности и может рассматриваться как распространение алгоритма Рота-Рукенштейна [2] поиска корней многочленов с коэффициентами из кольца k[x] на случай многочленов с коэффициентами из k[x,y].

Бесплатно

Алгоритм работы программного комплекса интеллектуальной поддержки принятия решений при проектировании системы защиты информации на предприятии

Витенбург Е. А., Никишова А. В.

Статья научная

Введение. Для повышения оперативности принятия решений на предприятии целесообразно использовать специальный программный комплекс интеллектуальной поддержки. Такой продукт необходим при проектировании системы защиты информации и повышении ее неуязвимости в ходе модернизации или изменения конфигурации. Цели исследования: создание алгоритма и математической модели программного комплекса интеллектуальной поддержки принятия решений.Материалы и методы. Метод поддержки принятия решений при проектировании системы защиты информации базируется на использовании нейронной сети (многослойный персептрон). Для объективной оценки исходной защищенности информационной системы (ИС) сформирована математическая модель анализа событий безопасности.Результаты исследования. Проанализирована статистика злоумышленных воздействий на ИС предприятий. Определена необходимость своевременной и точной модернизации системы защиты информации. Важными характеристиками процесса проектирования системы защиты информации являются скорость получения результата и снижение остаточного риска ИС...

Бесплатно

Алгоритм расчёта величины износа на поверхности зуба во время приработки цилиндрической косозубой передачи

Луконин Артм Юрьевич

Статья научная

При приработке передачи происходит износ зубьев. Описан алгоритм расчёта величины такого износа в косозубой цилиндрической передаче с точечным контактом. Работа алгоритма демонстрируется на примере расчёта косозубой цилиндрической передачи с круговым профилем зуба в торцевом сечении. Задача решается с помощью программной системы конечноэлементного анализа ANSYS. Описано применение разработанного алгоритма для конечноэлементной модели зацепления пары зубьев зубчатой передачи. Проведён анализ изменения поверхностного распределения контактных давлений в зависимости от величины износа, полученного при приработке зубьев. Установлено следующее. Зубчатые передачи с круговым контуром зуба в торцевом сечении обладают новыми свойствами по сравнению с передачами, имеющими точечный или линейный контакт. Рассмотрена приработка зубьев в зацеплении с круговыми контурами. В этом случае при увеличении износа максимальные контактные давления уменьшаются и перемещаются со средней линии зуба в центр пятна контакта.

Бесплатно

Алгоритм технологического процесса клавишного соломотряса

Зубков Виктор Иванович

Другой

Разработан алгоритм технологического процесса клавишного соломотряса, в котором математические операторы, относящиеся к теории виброперемещения, теории упруговязкого поведения соломы и теории сепарации базируются на параметрах свойств частиц вороха и режимов внешнего воздействия. Алгоритм представлен в табличной форме без обоснования и вывода используемых формул со ссылками на источники, в которых даны обоснования этих формул. Приведены результаты численных экспериментов для сухого вороха озимой пшеницы в виде соответствующих графиков.

Бесплатно

Алгоритм управления упруго-вязко-пластичной моделью для исследования процессов ударного взаимодействия тел

Лапшин В. Л., Зеньков Е. В.

Статья научная

Введение. В инженерной практике важное значение имеют динамические процессы, с помощью которых описывают и изучают механику взаимодействия деталей машин и элементов конструкций. Эти динамические процессы являются причиной возникновения больших деформаций, приводящих к разрушению. Целью исследования являлось создание алгоритма моделирования ударного процесса за счет управляемого преобразования механореологической модели ударного процесса из упруго-вязкой в упруго-вязко-пластичную. Материалы и методы. Предложены дифференциальные уравнения движения модели. Рассмотрены условия преобразования модели при переходе от упругих к пластическим деформациям, от этапа нагружения модели к этапу разгрузки при ударном взаимодействии с поверхностью. При расчете деформаций используется допущение о том, что упругие и пластические деформации возникают одновременно с самого начала удара. Подробно рассмотрена методика функционирования модели, составлен алгоритм работы модели, подробно описана логика его функционирования. Результаты исследования. Для исследования ударных процессов была разработана механореологическая упруго-вязко-пластичная модель. Важным параметром модели является усилие, соответствующее началу образования пластических деформаций. В результате исследований был создан более совершенный алгоритм и разработана новая компьютерная программа для исследования ударного процесса с помощью упруго-вязкопластичной модели с регулируемым упруго-пластическим преобразованием. Обсуждение и заключения. Полученные результаты могут быть использованы для повышения точности и достоверности моделирования ударных процессов с целью дальнейшего развития методик и способов определения физико-механических характеристик материалов ударными методами. Знание механических характеристик материалов необходимо при решении различных исследовательских задач путем математического моделирования вибрационных и ударных процессов. При этом важной задачей является адаптация расчетной модели к реальному ударному процессу, для чего необходима разработка соответствующих способов и методик.

Бесплатно

Алгоритм цифровой обработки акустических сигналов аудиофайлов и их распознавание на основе объективных критериев

Сумбатян Межлум Альбертович, Шевцов Станислав Евгеньевич

Статья научная

Разрабатываются алгоритмы цифровой обработки акустических сигналов, характерных для аудиофрагментов, записанных в виде wav-файлов. Вводится понятие автокорреляционной функции для таких сигналов, а также указываются некоторые объективные параметры, характеризующие сигналы такого типа. Исследуются некоторые практические аспекты в приложении к возможной классификации различных аудиофрагментов.

Бесплатно

Алгоритмизация - классическая форма минимизации математического знания

Масалова Светлана Ивановна

Статья научная

В статье проводится анализ алгоритмизации как одной из форм формализации, выполняющей роль логико-гносеологического средства построения абстрактных объектов математики в рамках классической рациональности. Математическое теоретизированное знание рассматривается в статье в качестве объекта применимости принципов уплотнения и минимизации для диалектико-методологического анализа ее формы и содержания. В процессе уплотнения математического знания алгоритмизация представлена как форма его минимизации.

Бесплатно

Алгоритмическая оценка сложности системы кодирования и защиты информации, основанной на пороговом разделении секрета, на примере системы электронного голосования

Черкесова Лариса Владимировна, Сафарьян Ольга Александровна, Мазуренко Александр Вадимович, Архангельская Надежда Сергеевна

Статья научная

Введение. Одной из задач криптографии является обеспечение безопасного и честного проведения электронного голосования. При такой процедуре избиратели подают голоса в электронном виде - например, через электронные терминалы. В работе предложен новый алгоритм порогового разделения секрета для проведения электронного голосования. Материалы и методы. При решении поставленной исследовательской задачи использованы теория конечных полей, теория алгоритмов, проективная геометрия и линейная алгебра. Разработанная криптосистема основана на применении геометрических объектов из проективной геометрии, что позволяет задействовать аппарат линейной алгебры для эффективного решения криптографических задач. Для оценки сложности работы описанных алгоритмов использованы классические результаты из теории алгоритмов. Результаты исследования. В работе описаны криптографические алгоритмы разделения секрета и его последующего восстановления, основанные на использовании особенностей построения проективных пространств над конечными полями и их связи с полями Галуа подходящего порядка. Подробно описаны составные части данных алгоритмов, а именно: метод построения инъективного отображения, действующего из кольца вычетов по простому модулю в проективное пространство над конечным полем определенной размерности; способ генерации секретных долей и секрета; процедура разделение секрета и его последующего восстановления. Приведены алгоритмические оценки временной сложности описанных формальных алгоритмов. Обсуждение и заключения. Предложенная схема может быть применена для проведения электронных выборов, а также в иных областях, где естественным образом возникает необходимость в применении методов пороговой криптографии.

Бесплатно

Алгоритмы теории графов в модели международной торговли

Медведева Татьяна Александровна

Статья научная

Используя теорию графов в рамках модели международной торговли, рассматривали условия существования и способы расчета точного сбалансированного решения.

Бесплатно

Анализ ЭЭГ испытуемых с дисциркуляторной энцефалопатией методом многомерного шкалирования по когнитивным тестам и по отведениям

Новикова Анна Ивановна, Мороз Калерия Александровна, Кижеватова Елена Александровна

Статья научная

Введение. Статья посвящена анализу ЭЭГ-данных больных с дисциркуляторной энцефалопатией и здоровых испытуемых методом многомерного шкалирования. Объектом исследования являлись графики динамики расположения векторов в двумерном признаковом пространстве ЭЭГ-данных здоровых и больных испытуемых, соответствующих каждому из отведений и когнитивных тестов. Цель состояла в проверке возможности использования метода многомерного шкалирования в анализе ЭЭГ для классификации испытуемых на больных и здоровых. Задачи работы: съем ЭЭГ у испытуемых при одновременном тестировании на когнитивные нарушения; многомерное шкалирование корреляционных матриц в системе STATISTICA и визуальный анализ полученных графиков. Материалы и методы. Исследованы возможности многомерного метода статистической обработки экспериментальных данных - многомерного шкалирования - программного пакета STATISTICA. Обрабатываемые данные получены в результате записи ЭЭГ здоровых испытуемых и пациентов с дисциркуляторной энцефалопатией электроэнцефалографом «Энцефалан-131-03» от 16 монополярных отведений. Съем ЭЭГ осуществлялся при одновременном тестировании испытуемых по когнитивным тестам. Результаты исследования. Визуальный анализ графиков многомерного шкалирования здоровых испытуемых показал, что распределение попарных координат, соответствующих тестам (отведениям), для каждого из отведений (теста) характеризуется, в большинстве случаев, близким расположением координат относительно друг друга, в некоторых случаях - совпадением. У пациентов, больных дисциркуляторной энцефалопатией, для двумерных плоскостей многомерного шкалирования характерно более хаотичное распределение пространственных координат каждого из отведений или теста. Обсуждение и заключения. Подтверждена эффективность применения многомерного шкалирования в качестве классификатора испытуемых по ЭЭГ-показателям. Авторами выдвинуто предположение о возможности использования многомерного шкалирования как дополнительного метода в диагностике дисциркуляторной энцефалопатии.

Бесплатно

Анализ возможности влияния изгибных колебаний заготовки на возникновение автоколебаний при глубоком сверлении маложёстких деталей из гетерогенного материала

Лукьянов Александр Дмитриевич, Онойко Татьяна Сергеевна, Верещетин Павел Павлович

Статья научная

Представлена модель технологического объекта, используемого при глубоком сверлении имеющих гетерогенную структуру трубных досок большого диаметра из труднообрабатываемых материалов. Проанализированы динамические свойства объекта как слоистой мембраны с несколькими точками закрепления. С учётом особенности внутренней гетерогенной структуры обрабатываемой заготовки определены моды её собственных колебаний. Изменение структуры объекта в процессе обработки (формирование большого числа отверстий) влияет на его упругие и динамические свойства. Рассмотрены особенности такого влияния. Для упрощения практического использования модели приведены некоторые рекомендации для преобразования глобальных матриц жёсткости и диссипации технологического объекта к локальным точкам, соответствующим местам приложения усилий при обработке отверстий. Результаты исследования ориентированы на создание автоматической системы управления глубоким сверлением труднообрабатываемых и гетерогенных материалов.

Бесплатно

Анализ задачи кручения трансверсально-изотропного полого цилиндра малой толщины с переменными модулями сдвига

Акперова Севда Бакир Кызы

Статья научная

На основе метода однородных решений изучена задача кручения трансверсально-изотропного полого цилиндра малой толщины с переменными модулями сдвига. Получены асимптотические разложения однородных решений и проанализировано напряженно-деформированное состояние цилиндра.

Бесплатно

Анализ и оценка подверженности атомных электростанций природно-техногенным чрезвычайным ситуациям

Булыгин Юрий Игоревич, Богданова Ирина Виссарионовна, Губа Татьяна Сергеевна, Аспидова Светлана Юрьевна

Статья научная

На основе собранной статистики аварий на АЭС и землетрясений в мире выявлена корреляционная связь между рисками аварий на АЭС и рисками возникновения природно-техногенных ЧС, оказывающих влияние на устойчивость и безопасность функционирования таких особо опасных объектов. Осуществлен прогностический расчет во времени рисковых событий по закону Пуассона. Установлено, что сила корреляционной связи между землетрясениями и авариями на АЭС средняя, а значит повторение таких событий в будущем вероятно.

Бесплатно

Анализ контактных давлений при статическом нагружении зубчатых передач эллиптического и эвольвентного типа

Луконин Артм Юрьевич

Статья научная

Описано численное решение задачи упругого контакта двух зубьев косозубой цилиндрической передачи с круговым профилем зубьев в торцевом сечении. Задача решается с помощью программной системы конечноэлементного анализа ANSYS. Сформулированы принципы построения геометрической и конечноэлементной модели зацепления двух зубьев эллиптической передачи. Проведено тестирование конечноэлементной модели по интегральным критериям. Показано поверхностное распределение контактных давлений на рабочей поверхности зуба. Проводится сравнение максимальных контактных давлений в эллиптической и эвольвентной передачах. При решении тестовых задач установлено, что контактные давления в эллиптической передаче с круглым зубом распределяются неравномерно. На периферии пятна контакта располагаются концентраторы напряжений — здесь поверхностное давление может быть выше, чем максимальное давление в эвольвентной передаче.

Бесплатно

Анализ конфигурации валка хлебной массы в зоне подбора в зависимости от кинематического режима работы подборщика

Лесняк Ольга Николаевна, Красноступ Станислав Маркович, Азаров Анатолий Дмитриевич

Статья научная

Описана модель валка в виде цепной линии. Проведён анализ зависимости конфигурации валка от технологического процесса работы полотняно-транспортёрного подборщика.

Бесплатно

Анализ математической модели кольцевой роторной печи

Минкина Татьяна Владимировна

Статья научная

Описана дискретная модель температурных полей кольцевой роторной печи. Составлена компьютерная программа для расчёта тепловых процессов и построена передаточная матрица рассматриваемого объекта. С помощью спектров Гершгорина исследованы характеристики передаточной матрицы тепловых полей рассматриваемой печи как объекта управления.

Бесплатно

Анализ механизмов износа рабочей среды при виброабразивной обработке

Прокопец Анатолий Александрович

Статья научная

Выполнен анализ механизмов износа абразивной рабочей среды при виброабразивной обработке и его влияния на ее режущую способность. Решены основные задачи по стабилизации показателей качества обрабатываемых деталей, обусловленных состоянием рабочей среды.

Бесплатно

1
2
3
4
5
6
7
...
В конец

Журнал