Статьи журнала - Инженерные технологии и системы
Все статьи: 2029
Анализ управляемости и устойчивости приближенной модели теплопереноса в автоклаве
Статья научная
Введение. Обеспечение продовольственной безопасности страны по длительности хранения и качеству продуктов невозможно без стерилизации продуктов в автоклавах. Эффективность процессов стерилизации во многом зависит от степени их автоматизации. В 2000-2010-е гг. совершенствование автоматических и автоматизированных систем управления базировалось в основном на развитии технических средств автоматики без теоретического обоснования принимаемых решений. Предлагаемая работа направлена на выявление связей между параметрами и связями процесса стерилизации и выбором структурно-параметрических особенностей системы управления. Материалы и методы. Проведен качественный анализ с позиций современной теории автоматического управления приближенной модели теплового процесса нагрева воды паром в автоклаве с учетом законов теплопереноса и достаточности использования двумерной модели в зависимости от ее структурно-функциональных особенностей, учитывающих параметры и связи процесса, - свойств управляемости по Калману во временной области в пространстве состояний (отдельно показан переход от передаточной функции с нулями в числителе к нормальной системе дифференциальных уравнений); свойств устойчивости модели в частотной области с помощью передаточных функций и структурных преобразований; учета соотношения параметров в виде неравенств и последующим выбором составляющих пропорционально-интегрально-дифференциального закона регулирования для реального автоклава с помощью матрицы экспертных оценок. Результаты исследования. Показано, что для качественного исследования вопросов управляемости и устойчивости приближенной модели теплового процесса нагрева воды паром в автоклаве в зависимости от параметров процесса необходимо совместное представление модели как во временной (в пространстве состояний), так и в частотной (в виде передаточных функций) областях. Анализ управляемости процесса основывается на трех подходах: первый (формализованный) основан на представлении модели в виде нормальной системы обыкновенных дифференциальных уравнений в форме Коши с развитием способа понижения порядка старших производных координат и введения дополнительных сигналов по управлению, учитывающих производные по управлению; второй (неформализованный) - на исключении производных по управлению путем структурных преобразований; третий (прямой) использует полученные из физических соображений уравнения теплового баланса и теплопроводности первого порядка. По условиям управляемости Калмана получены зависимости между параметрами процесса и степенью его управляемости. Анализ устойчивости процесса основан на исследовании полюсов передаточных функций в частотной области и характеристических корней уравнений состояния во временной области. На основе структурных преобразований выделен замкнутый контур нагрева банок водой с инерционностью, зависящей от параметров загрузки автоклава. Переходные процессы в этом контуре принимают усилительный, апериодический или интегральный характер, что сказывается на характере переходных процессов системы управления в целом. Формализованный выбор составляющих пропорционально-интегрально-дифференциального закона регулирования проводится в зависимости от частоты применения степени загрузки и необходимости составляющих пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора с помощью матрицы экспертных оценок. Обсуждение и заключения. Результаты исследования послужат материалом для разработки реальной модели процесса автоклавирования с учетом статических и динамических характеристик измерительных, преобразовательных и исполнительных элементов, исследования влияния и компенсации инерционностей и нелинейностей реальных элементов с последующей разработкой автоматизированной системы управления процессом стерилизации в автоклавах. Результаты работы могут быть использованы для исследования общих и прикладных проблем оптимального управления как в пищевой, так и в других отраслях промышленности, например, в производстве стройматериалов и резинотехнических изделий.
Бесплатно
Анализ управляемости нелинейных аффинных систем управления в системе MATLAB
Статья научная
Рассматриваются вопросы управляемости нелинейных по состоянию и линейных по управлению систем, которые принято называть аффинными системами управления. Анализ локальной управляемости определяется на основе вычисления детерминанта или ранга матрицы управляемости заданной нелинейной аффинной системы. Формирование матрицы управляемости осуществляется с привлечением алгебры Ли. Для решения данной задачи используется система математических вычислений MATLAB, с помощью которой, в частности, выполняется оценка времени заключения об управляемости систем с последовательным соединением нелинейных звеньев.
Бесплатно
Анализ устойчивости перевернутого маятника в среде MATLAB /Control System Toolbox
Статья научная
В статье рассмотрена динамическая модель перевернутого маятника. Для моделей класса LTI рассмотрены методы, алгоритмы и программы анализа и синтеза систем управления. Линеаризованные уравнения позволяют исследовать рассматриваемые модели на устойчивость.
Бесплатно
Анализ устойчивости систем предикатного управления на основе метода мягких функций Ляпунова
Статья научная
В статье получены теоремы об асимптотической устойчивости состояний равновесия управляемых систем с одним выходом на основе метода мягких функций Ляпунова, а также теоремы об устойчивости состояний равновесия систем с мягкими регуляторами на основе разрывных мягких функций Ляпунова и дивергентных мягких функций Ляпунова.
Бесплатно
Анализ характеристик источников питания
Статья научная
В статье рассматриваются результаты исследования конкурентоспособности однофазных источников бесперебойного питания мощностью 1 000 Вт (критерии оценки основаны на предпочтениях, высказанных потребителями продукции); приводятся рекомендации для повышения конкурентоспособности отечественной продукции.
Бесплатно
Анализ энергоемкости процесса вспашки почвы мотоблоком в агрегате с лемешно-отвальным плугом
Статья научная
Введение. Вспашка почвы является одной из главных операций при возделывании сельскохозяйственных культур. Она представляет собой одну из самых трудоемких операцией в растениеводстве, на которую расходуется около 40 % всех энергетических затрат. Основная часть этих издержек приходится на обеспечение мощности, необходимой для эффективного функционирования мотоблока с лемешно-отваль-ным плугом. Поэтому определение затрачиваемой мощности мотоблока является актуальной задачей. Материалы и методы. Для решения проблемы определения энергетических характеристик мотоблока при проведении вспашки почвы был проведен теоретический анализ, включающий в себя значение крутящего момента, силу тяги на ходовых колесах, силу сопротивления при их перекатывании, а также силу сопротивления на лемешно-отвальном корпусе плуга с учетом геометрических параметров пахотного агрегата на базе мотоблока. В результате чего были получены искомые зависимости затрачиваемой мощности и удельной энергоемкости, методика нахождения которых изложена в материалах статьи. Результаты исследования. В результате проведенного анализа баланса были получены зависимости для нахождения потребляемой мощности, а также для удельной энергоемкости вспашки почвы мотоблоком с лемешно-отвальным плугом, позволяющие дать энергетическую оценку функционированию пахотного агрегата. Обсуждение и заключение. На основании установленных расчетных зависимостей требуемой мощности и удельной энергоемкости с учетом экспериментальных данных взаимодействия плуга с почвой, конструктивных параметров и технологических режимов работы пахотного агрегата, состоящего из мотоблока «Нева» МБ-2С-7,5 Pro и лемешно-отвального плуга П1-20/3, были получены их частные решения, способствующие выбору оптимальных режимов его функционирования.
Бесплатно
Статья научная
Введение. По применяемым интенсивным технологиям переработки свиного навоза в органическое удобрение недостаточно данных для точного расчета содержания питательных элементов в конечных продуктах и, соответственно, их доз внесения. Цель статьи. Определить эффективность технологии переработки свиного навоза, в которую включена ректификация жидкой фракции, по количественным и качественным характеристикам навоза и конечных продуктов, а также проследить перераспределение общего азота между конечными продуктами на примере пилотного свиноводческого комплекса. Материалы и методы. Для исследования выбран типовой свиноводческий комплекс, на котором внедрена технология переработки свиного навоза, включающая подкисление навоза, флокуляцию навоза, разделение навоза на фракции в декантерной центрифуге, ректификацию жидкой фракции, пассивное компостирование твердой фракции, длительное выдерживание жидкой фракции. Технология позволяет получать три вида конечных продуктов: твердое органическое удобрение, концентрированную жидкость (аммиачную воду) и жидкость для удобрительных поливов. Расчет количественных и качественных характеристик свиного навоза и полученных из него продуктов сделан на основании методических рекомендаций по технологическому проектированию систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета РД - АПК 1.10.15.02-17. Для сопоставления результатов осуществлены экспериментальные исследования. Анализ проб проведен в аналитической лаборатории Института агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства в 2022 г. Пробы отбирались с трехкратной повторностью. Статистическая обработка экспериментальных данных осуществлялась в программе MS Excel. Результаты исследования. Рассчитаны количественные и качественные характеристики свиного навоза, его твердой и жидкой фракции, а также конечных продуктов. Расчетные значения сравнивались со значениями из протоколов лабораторных анализов. Различие между расчетными и фактическими значениями не превышает 10,2 %, что говорит о достоверности расчетов. Обсуждение и заключение. Внедрение на свиноводческом комплексе новой технологии позволило снизить эмиссии в атмосферу на 10 % за счет сохранности азота, сократить эксплуатационные затраты на транспортировку органического удобрения на 47 % посредством концентрации питательных веществ в меньшем объеме и повысить плодородие почв с помощью удобрительных поливов.
Бесплатно
Аналитическая оценка силового сопротивления железобетона, поврежденного коррозионными воздействиями
Статья
Бесплатно
Статья научная
В статье представлен сравнительный анализ программно-методических материалов традиционной образовательной системы «Школа России» и образовательной системы «Школа 2100» по проблеме становления психологической культуры школьников. Автором рассматриваются возможности использования средств учебных предметов в процессе формирования компонентов психологической культуры школьников.
Бесплатно
Антигистаминный препарат II поколения кларидол в лечении сезонного аллергического ринита
Статья
Бесплатно
Краткое сообщение
Болотный ирис Iris pseudacorus L. является основным кормовым растением для долгоносика Mononychus punctumalbum (Hbst.). Взрослые жуки, преимущественно самцы, в весенне-летний период часто встречаются на цветах и соцветиях неродственных ирису растений - молочая и лютика. Поведение жуков на цветах свидетельствует об их активном питании нектаром, причем способ питания не отличается какими-либо существенными особенностями и соответствует таковому у долгоносиков, питающихся вегетативными частями растений обычным образом. Единственным отличием является то, что челюсти жуков совершают скользящие грызущие движения, не захватывая ткани нектарника молочая. Предполагается, что привлекающим фактором для жуков является желтая окраска генеративных органов растений, а значение такого поведения - подкормка углеводами при отсутствии или недостатке цветков основного кормового растения в весенний период после выхода из зимней диапаузы.
Бесплатно
Антропосоциогражданственная образовательная технология
Статья научная
Автор статьи с 2003 года по настоящее время является научным руководителем Анастасиевской средней школы Матвеево-Курганского района Ростовской области. В 2004 году для школы была разработана программа развития «Добрый дом», рассчитанная на период до 2015 года, с которой в 2005 году школа приняла участие в конкурсе «Лучшие школы России» и стала победительницей. При разработке программы развития нами была сконструирована совершенно новая по своей сущности образовательная технология, удачно встраиваемая в структуру образовательного пространства современной России. В предлагаемой статье раскрыта сущность и основные черты новой антропосоциогражданственной образовательной технологии. Детальное описание указанной технологии представлено в монографии В. Н. Вараксина - «Педагогическая мысль современной России. Антропосоциогражданственная образовательная технология».
Бесплатно
Статья научная
Построены специальные продолжения функций из R+ в Rn, на основе которых, а также теории псевдодифференциальных операторов доказана априорная оценка в пространствах С. Л. Соболева для рассматриваемого дифференциального оператора. Эта оценка позволяет исследовать краевые задачи в полупространстве, на границе которого эллиптический оператор может вырождаться.
Бесплатно
Статья научная
Введение. В работе представлены априорные оценки точности решения однородной краевой задачи для параболического уравнения методом Галеркина с разрывными базисными функциями на разнесенных сетках. Материалы и методы. Для решения поставленной задачи применяется унифицированный подход по исследованию ошибок аппроксимации уравнений диффузионного типа с помощью метода Галеркина с разрывными базисными функциями, предложенный в 2002 г. P. Castillo, B. Cockburn и др. Результаты исследования. В статье приводятся ошибки аппроксимации, зависящие от характеристического размера ячеек и степени используемых в базисных функциях полиномов; формулируются необходимые для решения задачи леммы; проводится полное доказательство сформулированных лемм. В результате исследования была сформулирована и доказана теорема, в которой приводятся априорные оценки для решения параболических уравнений с помощью метода Галеркина на разнесенных сетках. Обсуждение и заключения. Полученные результаты согласуются с аналогичными исследованиями других авторов и дополняют их. Дальнейшая работа по данной тематике предполагает исследование уравнений диффузионного типа порядка выше единицы и получение апостериорных оценок погрешности.
Бесплатно
Артериальная ригидность при некоторых обструктивных заболеваниях легких
Статья научная
В статье отражены данные по обследованию и изучению артериальной ригидности у больных ХОБЛ и бронхиальной астмой на различных стадиях заболевания. B результате обследования было выявлено увеличение артериальной ригидности при ХОБЛ независимо от обострения и ремиссии болезни. При среднетяжелой бронхиальной астме в фазу обострения наблюдается транзиторное повышение ригидности центральных и периферических артерий.
Бесплатно
Статья научная
На протяжении тысячелетий архитектурный морфотип древнейшего центрического жилища непрерывно преобразовывался и развивался, ибо индоевропейские мастера особое внимание уделяли совершенствованию идеи купольности, т. е. плановой композиции и пространственно-тектонической структуры и формы. Изначальное местозарождение и месторазвитие творческой идеи «купол на квадрате» происходило в архитектуре древнейшего центрического жилища с последующим воплощением в центрально-купольных сооружениях мемориальной и культовой архитектуры раннесредневековых стран христианского Востока, исторической Византии. В течение многих веков и тысячелетий происходила кристаллизация зародившейся в глубокой древности художественно-творческой мысли и идеи купола на квадрате. Свидетельством тому являются архитектурные творения центрической композиции, структуры и формы, возведенные из местного строительного материала и составляющие с ландшафтом Кавказско-Памирского горного мегарегиона нерасторжимое единство, органическое целое. Без сомнения, архитектурный морфотип древнейшего центрического жилища с пирамидально-уступчатым перекрытием и светодымовым отверстием в зените над открытым очагом явился исходной генерирующей основой и творческим импульсом процесса формирования композиции плана, структуры внутреннего пространства и архитектоники наружных масс цешрально-купольных мемориальных и культовых сооружений эпохи раннего Средневековья, т. е. в странах и регионах христианского и мусульманского Востока, в том числе в архитектуре таких государств эпохи раннего и зрелого Средневековья, как Агвания, Армения, Грузия, Абхазия и Алания (Кавказ), а также Азербайджан, Средняя и Центральная Азия.
Бесплатно
