Том 24, № 2 (2016)

Современные системы автоматизированного динамического анализа вредоносных файлов представляют собой особый класс инструментов в рамках динамического подхода к исследованию функциональности образцов. Целью данной статьи является разработка системы автоматизированного динамического анализа вредоносных программ с использованием платформы динамической бинарной инструментации Pin. Кратко охарактеризован принцип работы систем анализа. Описаны известные системы и сформулированы требования, которым должна удовлетворять разрабатываемая система. Проанализированы возможности Pin, используемые в разработанной системе. Приведено описание структуры предлагаемой системы, а также ее анализирующего компонента, реализованного в виде программы на языке C++.

Определены основные этапы становления и развития системного анализа, рассмотрены возможности его применения для разработки системы управления процессом изолирования кабелей связи. Для решения данной задачи было проведено исследование исторического развития системных идей, описаны этапы исследования сложных систем с использованием системного анализа и принципы системного подхода. На основании проведенного исследования можно говорить о том, что зарождение системного анализа является адекватной реакцией на возникшую потребность в создании и исследовании сложных систем, в принятии решений в условиях неполноты информации, на наличие неопределенностей, а также временных ограничений и ограничений, связанных с ресурсами.

Рассматривается проблема распределения сложных проектов по группам исполнителей (акторам). С целью эффективного управления и оптимального использования ресурсов проводится виртуальный аукцион со многими итерациями, в течение которых акторы предлагают не только контрактную цену, но и календарно-сетевой график выполнения проекта в виде диаграммы Ганта. Предложено использовать имитационные модели на сетях Петри для анализа выполнимости и синхронизации проектов. Сформулированы правила перехода от диаграммы Ганта к сетевой модели Петри, которая учитывает взаимные связи между различными проектами. Приведен пример модели проекта на сети Петри. Предложенная модель может быть использована в рамках теоретико-игрового моделирования виртуального аукциона для описания взаимной информированности акторов о своих возможностях.

Описаны основные подходы и приведены примеры решения задач многокритериальной оптимизации индукционных нагревательных установок. Основной целью исследования является применение различных оптимизационных алгоритмов и методов численного моделирования при решении многокритериальных задач оптимизации, сформулированных для типовых критериев качества, которые обеспечивают максимальную равномерность конечного температурного распределения по объему заготовки, минимальный расход энергии на нагрев и минимум окалинообразования. Представлено решение двухкритериальной задачи оптимизации на базе альтернансного метода процесса индукционного нагрева алюминиевых заготовок, моделируемого двумерной численной моделью, разработанной с помощью специализированного программного пакета FLUX (Cedrat). В качестве примера трехкритериальной задачи рассмотрена оптимизация с помощью стандартных генетических алгоритмов процесса нагрева стальных заготовок, моделируемого двумерной численной моделью, разработанной в мультифизичном пакете ANSYS. Разработанные оптимизационные процедуры планируется использовать для решения различных задач оптимального проектирования и управления промышленными электротехнологическими установками и системами.

Излагаются очередные результаты исследования вопроса о применимости математического аппарата и методов классической теории автоматического управления к построению систем управления производственными и бизнес-процессами предприятий. На основе предложенных ранее математической модели системы в форме дискретных передаточных функций и критерия решения задачи оптимального управления уровнем складских запасов предприятия разработана функциональная модель программной части соответствующей автоматизированной системы управления. Рассмотрены основные программные модули и блоки системы, информационные связи между ними. Приведено описание ключевых алгоритмов и базовых принципов работы системы. Сделан вывод о перспективах практической реализации предложенных моделей.

Исследуются погрешности дискретизации системы измерения радиальных и осевых смещений торцов турбинных лопаток сложной формы, в которой реализованы кластерные методы измерения, предусматривающие применение одновитковых вихретоковых датчиков с чувствительными элементами в виде отрезка проводника. Приводятся результаты исследований погрешности дискретизации в заданных диапазонах изменений частоты импульсного питания и скорости вращения рабочего колеса. Получены результаты аналогичных исследований, отличающихся применением в системе алгоритмов аппроксимации дискретных отсчетов в окрестности экстремума и вычисления экстремальных значений. Показано, что применение алгоритмов аппроксимации выбранных значений кодов с последующим вычислением экстремальных значений полученной аппроксимирующей функции позволяет существенно уменьшить максимально возможные погрешности.

Рассмотрен метод преобразования линейных или угловых перемещений в кодовый сигнал, основанный на пространственной развертке оптического излучения. Показаны функциональные возможности и преимущества этого метода преобразования перемещений. При использовании дискретных оптических линеек частота тактовых импульсов, с помощью которых производится развертка оптического излучения, не влияет на точность преобразования, которая в этом случае определяется только шагом квантования оптической линейки. Представлены структурные схемы преобразователей перемещений с развертывающим и следящим принципами преобразования. Приведены функции преобразования этих преобразователей и показаны их преимущества.

Исследуется новый метод измерения параметров (среднеквадратических значений напряжения и тока, активной и реактивной мощности) по мгновенным значениям гармонических сигналов. Метод предусматривает формирование ортогональной составляющей напряжения и сравнение входного и дополнительного напряжений. В отличие от известных методов, основанных на формировании ортогональных составляющих сигналов, реализация метода обеспечивает возможность начала измерения в произвольный момент времени. Приводятся результаты анализа погрешности метода, обусловленной отклонением реальных сигналов от гармонической модели. Полученные результаты позволяют определить предельные значения погрешностей измерения параметров и выбрать возможную область использования метода.

Предложен подход к комплексному решению задачи моделирования и управления процессом непрерывного индукционного нагрева ферромагнитной загрузки до температур пластической деформации. Моделирование электромагнитных и тепловых процессов осуществляется в двумерной постановке методом конечных элементов с помощью программы COMSOL Multiphysics®. Для синтеза системы регулирования использована аналитическая модель объекта, содержащая инерционное звено и звено транспортного запаздывания. Анализ качества процессов управления осуществляется с помощью численных методов решения обыкновенных дифференциальных уравнений, встроенных в пакет Simulink. Для снижения амплитуды колебаний и времени переходного процесса предложено разделение индуктора на две независимые секции. Исследование динамических режимов системы с разными аппроксимирующими выражениями для звена запаздывания позволило найти параметры системы регулирования с компенсатором, наиболее корректно учитывающие особенности практической реализации. Приведены результаты моделирования системы с учетом распределенных параметров объекта.

Рассматривается моделирование азимутального одновиткового индуктора для поверхностной закалки заготовки сферической формы. Получена модель индукционной установки. Модель учитывает нелинейную зависимость различных теплофизических свойств материалов, а именно теплопроводность, теплоемкость и удельное электрическое сопротивление от температуры. На основе модели определен базовый конструктивный параметр установки - угол наклона индуктора, а также рассчитаны параметры режима нагрева, обеспечивающие достижение его требуемых кондиций. Показана возможность получения требуемой равномерности нагрева в индукторе рассматриваемой конструкции. В качестве результатов приведено распределение температуры по поверхности, по радиусу и по экватору сферы.

Рассмотрен цифровой следящий электропривод с асинхронным исполнительным двигателем, структурное построение которого отличается от традиционных систем подчиненного регулирования. Приведена структурная схема электропривода при переходе к дискретным передаточным функциям. Определены передаточные функции цифровых регуляторов с учетом предполагаемого алгоритма их работы. Получены передаточные функции асинхронного электродвигателя совместно с силовым преобразователем и экстраполятором нулевого порядка. Найдена дискретная передаточная функция замкнутого следящего электропривода для случая, когда в контуре тока применен пропорционально-интегральный регулятор.

Рассмотрены вопросы постановки задач управления процессом газового азотирования. Проведено исследование системных связей, обеспечивающих основную цель этого вида химико-термической обработки - улучшение эксплуатационных характеристик обрабатываемых изделий. Установлены недопустимые области в пространстве состояний. Сформулированы ограничения по концентрациям азота в фазах, по температуре поверхности нагреваемого тела, по термонапряжениям, по мощности нагрева и по предельным значениям азотных потенциалов атмосферы.

Представлен метод нанесения карбида ниобия на инструментальные твердосплавные подложки из парогазовой фазы. Коротко рассмотрены методы, которые применялись для исследования структуры и свойств покрытия из карбида ниобия. Представлены микрофотографии поверхности покрытия с различным увеличением, а также фотографии поперечных шлифов покрытия на твердосплавной подложке. Даны результаты исследования влияния компонентов парогазовой среды на микротвердость и параметр решетки покрытия, а также графические зависимости микротвердости и параметров решетки от соотношения компонентов газовой фазы.

Рассматриваются результаты исследований по оценке точности идентификации передаточной функции человека-оператора в режиме преследующего слежения с применением линейных моделей. Рассмотрены три линейные модели, проведены экспериментальные исследования процедуры идентификации на выборке испытуемых. По результатам экспериментальных исследований найдены численные оценки точности идентификации по двум показателям: модулю среднего отклонения и модулю максимального отклонения. Выявлена возможность объединения рассматриваемых моделей. Установлено, что точность идентификации по модулю среднего отклонения выше, чем точность идентификации по модулю максимального отклонения. Монотонные переходные процессы идентифицируются более точно, чем колебательные. Сформулированы предложения для повышения точности идентификации колебательных переходных процессов.

Рассмотрены вопросы разработки программного продукта, позволяющего проанализировать адекватность моделей, используемых для расчета свойств газовых и жидких сред. Созданный продукт позволяет провести сравнение расчетных значений плотности, энтальпии, теплопроводности, вязкости и поверхностного натяжения с экспериментальными значениями, содержащимися в базе данных. Также имеется возможность проверки расчетных условий наступления фазовых переходов. Данная программа может помочь разработчику технологического процесса выбрать модели фазовых равновесий и свойств газов и жидкостей для каждого конкретного случая. В качестве примера приведены результаты сравнительного анализа результатов расчета плотности пропана с помощью уравнения Пенга - Робинсона со справочными данными.