Том 25, № 1 (2017)

Приведен алгоритм подтверждения местоположения найденных характерных фрагментов в серии снимков, использующий расстояния между искомыми объектами, который позволяет однозначно определить текущее местоположение видеокамеры. Представлена его математическая модель. Рассмотрены основные программные модули, реализующие алгоритм подтверждения, и информационные связи между ними. Представлены результаты экспериментальных исследований разработанного алгоритма в составе системы поиска нескольких характерных фрагментов. Отмечена эффективность использования алгоритма, основанная на экспериментальных временных и вероятностных оценках, в системе поиска характерных фрагментов земной поверхности. Сделан вывод о целесообразности использования разработанного модуля подтверждения местоположения в системах компьютерного зрения.

Объектом исследования является однолинейная ненадежная система обслуживания с потерями, в которой во время обслуживания заявки может нарушиться работоспособность канала. Сразу же начинается восстановление его работоспособности, а обслуживание заявки продолжается за счет временного резерва, который является случайной величиной. Если временного резерва оказывается достаточно для завершения обслуживания заявки, то следующая заявка принимается на обслуживание только после завершения восстановления канала. Если резерва времени недостаточно, то заявка теряется и больше на дообслуживание не возвращается, а следующая заявка принимается на обслуживание только после восстановления работоспособности канала. Если во время обслуживания заявки за счет временного резерва канал успевает восстановиться, то он продолжает обслуживание заявки. Определяются стационарные характеристики системы в предположении, что все случайные величины, описывающие ее функционирование, имеют общий вид.

Рассматривается процесс формирования сигналов в мультидетекторной хроматографической системе. Перечисляются этапы процесса получения результатов качественного и количественного состава сложных смесей. Отмечаются специфические особенности первичной обработки хроматограмм применительно к мультидетекторной хроматографии. Приведен алгоритм разделения совмещенных сигналов с целью повышения достоверности определения состава смеси. Представлена методика сопоставления (дифференциации) мультидетекторных хроматограмм, соответствующих различным образцам, с целью определения их идентичности. Приведены различные варианты последовательного и параллельного размещения детекторов хроматографа при реализации мультидетекторной хроматографической информационно-измерительной системы (ИИС).

Разработана усовершенствованная электростартерная система пуска двигателей внутреннего сгорания на основе стартеров с высокоэнергетическими магнитами с повышенными магнитными свойствами при низких температурах. Разработаны математические модели, структурно-функциональные схемы имитационного моделирования, исследованы характеристики системы пуска с использованием результатов расчетов нестационарных магнитных и тепловых полей при разных температурах пуска. Результаты экспериментов подтверждают расчеты и улучшение динамических характеристик системы пуска при низких температурах. Температура высокоэнергетических магнитов за время трех попыток пуска и в аварийных режимах не превышает максимально допустимых значений.

Разработан метод оптимизации уровня напряжения в иерархическом порядке: от электротехнического комплекса добывающей скважины до крупного узла электрической нагрузки. Данный метод предполагает расчет потерь электрической энергии в установившихся режимах работы промысловой подстанции, позволяющий определять потери электрической энергии на всех иерархических уровнях электрической сети одновременно. Получены новые аналитические зависимости и целевая функция, учитывающие параметры суточных графиков потребления активной и реактивной мощности. Предлагаемый метод оптимизации уровня напряжения существенно снижает трудоемкость расчетов и повышает достоверность полученных результатов, так как в качестве исходной информации используются фактические суточные графики потребления электроэнергии объектом исследования.

Приведены результаты экспериментального изучения массоотдачи в газовой фазе при конденсации паров в присутствии неконденсируемого компонента. Процесс массообмена проводился во фракционирующем конденсаторе с вертикальными контактными решетками (ФКВР). Эксперименты проводились на смесях при различных концентрациях неконденсирующегося компонента. Результаты экспериментов были сравнены с известными данными по конденсации на гладких горизонтальных трубах. Сравнительный анализ показал слабое влияние диффузионного сопротивления инертного газа на процесс конденсации в аппарате ФКВР. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности рассмотренных аппаратов.

Рассмотрена задача энергоэффективного управления тепловым режимом зданий. Предлагается подход, основанный на декомпозиции общей задачи управления на две подзадачи. Задача верхнего уровня - определение оптимального количества тепла, необходимого для поддержания требуемого теплового режима здания. Задача нижнего уровня - выработка заданного количества тепла путем изменения параметров теплоносителя (температуры, расхода). Для решения задачи верхнего уровня предлагается использовать MPC-подход. Для реализации данного подхода были разработаны математические модели теплового режима задания и системы теплоснабжения. В результате сравнения различных алгоритмов управления установлено, что использование MPC-регуляторов обеспечивает наилучшее качество управления и наибольшую энергоэффективность.

Рассмотрена возможность получения методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) композиционного материала, состоящего из пористого каркаса МАХ-фазы карбосилицида титана, пропитанного никелем. Для синтеза карбосилицида титана Ti3SiC2 использовалась шихта СВС, представляющая собой исходную смесь порошков титана, кремния и углерода (сажи) с соотношением компонентов 3Ti + 1,25Si + 2C. Никель для пропитки каркаса Ti3SiC2 вводился в трех вариантах: в первом - с добавлением порошка никеля в шихту СВС, во втором - в виде брикета, прессованного из порошка никеля, между двумя прессованными брикетами шихты СВС, и в третьем - аналогично второму варианту, но с барьерными слоями из бумаги между брикетами никеля и шихты СВС. С использованием рентгенофазового анализа, растровой электронной микроскопии и энергодисперсионного анализа установлено, что во всех трех вариантах наличие расплава никеля препятствует образованию МАХ-фазы карбосилицида титана, уменьшая ее количество или полностью разрушая. Это объяснено высокой химической активностью жидкой фазы никеля по отношению к титану при повышенных температурах, приводящей к образованию интерметаллидов никелида титана вместо МАХ-фазы. При больших количествах никеля продукт синтеза состоит из карбида титана, никелидов титана и никеля. В случае малого количества никеля в интерметаллиды связывается только часть титана, а остальная часть титана идет на образование МАХ-фазы и карбида титана. Таким образом, в исследованных условиях СВС не удается получить каркасный композит Ti3SiC2-Ni.

Методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) получены гранулы композита FeAl-Fe3Al-Al2O3-TiC. Приведены характеристики исходных компонентов, описан способ приготовления гранул и лабораторная установка для проведения синтеза. Рассмотрены продукты реакции, образующиеся при различных соотношениях гранул исходной шихты. Определен оптимальный состав реакционной шихты. Представлены рентгенофазовый, микроструктурный и элементный анализ продуктов реакции. На основании анализов продуктов реакции сделан вывод о механизме протекания процесса образования композита. Полученные гранулы размалывались при помощи конусно-инерционной дробилки и шаровой мельницы. Приведена динамика размола полученных гранул для приготовления порошка. Определено оптимальное время размола гранул для получения порошка композита.

Указываются основные проблемы, возникающие при проектировании, электрооборудовании, электроснабжении и эксплуатации индукционных нагревательных установок. Анализируются продольный и поперечный краевые эффекты. Рассматриваются электродинамические явления при индукционном нагреве. Раскрываются особенности трехфазных индукторов как в отношении равномерности нагрева, так и в отношении электромагнитной совместимости индукционных нагревателей с системой электроснабжения. Даются рекомендации по оптимизации системы электроснабжения электротермических производств с индукционными установками. Анализируются методики расчета индукторов, применяемых в прокатном и прессовом производствах. Указываются особенности использования электромагнитной индукции при нагреве алюминиевых сплавов. Показан комплексный подход к проектированию индукционных нагревательных установок.

При необходимости определять поворот объекта в пространстве на определенный угол могут быть использованы различные устройства. Одно из них разработано на кафедре ИИТ СамГТУ. Оно содержит четыре диафрагмы, образующие камеру, в которой находится шар, выполненный из изоляционного материала. В исходном положении объекта шар давит на одну из диафрагм, а остальных только касается. Затем по мере того, как меняется пространственное положение тела и связанного с ним преобразователя, шар будет давить на ту или иную диафрагму, прогибая ее и тензорезисторы, наклеенные на другую сторону диафрагм, перераспределяя вектор силы притяжения шара к земле между диафрагмами. По этим силам с помощью системы обработки информации определяется угол наклона объекта относительно горизонта.

С целью повышения эффективности, надежности и безопасности работы трубчатых печей существующих установок пиролиза большой единичной мощности выполнена разработка новой системы сжигания топлива на основе серийно выпускаемых горелок типа АГГ-3М. Предложена новая схема размещения горелок на излучающих стенах топки печи. Проведены сравнительные обследования существующей системы и предложенной новой системы сжигания топлива, которые показали эффективность выполненных мероприятий по модернизации печи.