Том 27, № 1 (2019)

Применение алгоритмов машинного обучения, в частности метода опорных векторов, является перспективным направлением для прогноза продуктивности скважин при уплотняющем бурении (расчета рейтинга). Существенным условием применения метода является наличие обширной цифровой базы с представительными результатами, позволяющей провести обучение модели. В работе рассмотрено применение метода опорных векторов для крупного месторождения в Западной Сибири, а также предложен алгоритм для формирования списка скважин-кандидатов для бурения с последующим ранжированием по совокупности факторов, определяющих дальнейшую эффективность реализуемой системы разработки. В алгоритме ранжирования также существенным образом применяется диаграмма Вороного, хорошо зарекомендовавшая себя как приближение к зоне дренируемых запасов скважины. Методика позволяет комплексировать такие параметры, как продуктивность и обводненность продукции окружающих скважин, плотность текущих запасов, параметры проведенных гидроразрывов пласта и энергетическое состояние потенциального участка для уплотняющего бурения, не прибегая к фильтрационному моделированию, которое в данном случае не позволяет уточнить и подтвердить параметры пластовой системы. Использована двойная модель: первая модель обучается на фильтрационных параметрах пласта, вторая – на емкостных параметрах. При этом ранг первой модели является одним из обучающих параметров для второй, что и позволяет учесть практически всю геолого-промысловую информацию. Метод будет особенно перспективен в осложненных коллекторах, например в двухпоровой среде, где связь между пластовыми параметрами (проницаемость, пористость, нефтенасыщенность) и промысловыми показателями разработки традиционными методами установить затруднительно, а также при наличии техногенных трещин, в частности от гидроразрыва пластов.

Предложено использовать в качестве входных распределений для описания систем массового обслуживания два закона распределения достаточно общего вида: гиперэкспоненциальный и гиперэрланговский с широким диапазоном изменения коэффициентов вариаций. Выявлена главная характерная черта этих законов распределений, заключающаяся в том, что они однозначно могут описываться как двумя первыми моментами, так и тремя. Предложен механизм их аппроксимации с использованием известного метода моментов как с использованием двух первых моментов, так и с использованием трех первых моментов. Использование этих законов распределений в теории массового обслуживания расширяет и дополняет известную незавершенную формулу для среднего времени ожидания для систем массового обслуживания при произвольных законах распределения интервалов входного потока требований и времени обслуживания. Полученные результаты важны для современной теории телетрафика.

Разработана математическая модель, позволяющая оценивать энергетические характеристики информационно-измерительной флуорометрической системы, предназначенной для измерений интенсивности флуоресцентного излучения кожного покрова человека in vivo. Модель реализована в пакете компьютерной математики Mathcad и состоит из блоков, моделирующих энергетические характеристики пассивных оптических элементов, излучателей и фотоприемников на основе законов фотометрии. Для построения моделей элементов используются справочные, литературные и экспериментальные данные по ним. Основное назначение модели – оперативное количественное сравнение конструктивных решений прибора по энергетическому критерию (выходному сигналу фоточувствительного элемента – фотодиода). Заданные явно математические функции обеспечивают открытость модели и доступность ее модификации пользователем.

Цель работы заключается в разработке теоретических и прикладных подходов, которые позволяют синтезировать компактные и быстрые вычислительные алгоритмы оценки полезного сигнала, реализовать все потенциальные возможности аналитических приборов. Для достижения указанной цели выходной сигнал аналитического прибора представляется в виде разложения в базисе функций Чебышева – Эрмита: нахождение коэффициентов разложения – кодирование данных, восстановление сигнала по заданным коэффициентам в данном базисе – декодирование данных. Для оценки качества результатов восстановления использована приведенная погрешность. Даны примеры восстановления сигнала при различном количестве функций разложения Чебышева – Эрмита. Рассмотрены ограничения способа, связанные, во-первых, с несовпадением длительности локализации сигнала и базисных функций, во-вторых, с увеличением требуемого числа базисных функций при усложнении формы исследуемого сигнала. Для согласования длительностей сигнала и базисных функций предложен масштабный коэффициент, позволяющий сжимать или растягивать базисные функции во времени. При обработке сигналов сложной формы предложен алгоритм деления исходного сигнала на более простые фрагменты. Для модели аналитического пика в виде функции Гаусса представлена зависимость значений коэффициентов разложения от изменения параметров пиков (ширины и положения пиков на оси развертки). Рассмотрена возможность восстановления сглаженных первой и второй производных исходного сигнала с использованием коэффициентов разложения по функциям Чебышева – Эрмита. Для этого сформирован базис декодирования производных соответственно первого и второго порядков. Приведены соответствующие примеры. Для вычислений и графического представления результатов использована система компьютерной алгебры Wolfram Mathematica 11.3.

Представлены результаты разработки методик построения схем и расчета вылета лобовых частей оригинальных компактных обмоток переменного тока для асинхронных или синхронных машин, уменьшающих их объем. Одно из перспективных направлений внедрения таких инновационных машин – электрическое оборудование автономных энергоустановок. Витки компактных обмоток состоят из проводников с циклически изменяющимся прямоугольным поперечным сечением. Такое выполнение обмоток позволяет за счет существенного уменьшения вылета лобовых частей уменьшить материалоемкость и массо-объемные показатели электрических машин. Как пример представлены методики построения трех типов схем компактной обмотки статора – обмотки многополюсного асинхронного генератора. Описаны особенности методик расчета вылета лобовых частей и массы меди таких обмоток. Приведены расчетные данные уменьшения вылета лобовых частей и массы меди компактной обмотки по сравнению с традиционной.

Статья посвящена устройствам и способам автоматизированного регулирования потоков мощности в интеллектуальных электрических сетях. Приведено описание способа векторного регулирования тока линий электропередачи, электрически объединенных в общем узле нагрузки, посредством введения добавочной э.д.с. и применения сетевого дросселя с известными электрическими параметрами. Приведена векторная диаграмма напряжений и токов энергосистемы, поясняющая принципы формирования параметров тока сетевого дросселя, установленного в регулируемой линии электропередачи. Описан виртуальный инструмент, выполненный в среде графического программирования LabVIEW на базе платформы CompactRIO, используемый как элемент системы управления преобразователем напряжения, реализующим управление электрическими потенциалами на сетевом дросселе. Описано влияние начального фазового сдвига между напряжениями соединяемых узлов линий электропередачи. Приведены результаты анализа системы векторов напряжений в регулируемой энергосистеме при измерении начального фазового сдвига между напряжениями линий электропередачи и формировании заданного характера тока сетевого дросселя; показано изменение величины, генерируемой/потребляемой инвертором напряжения активной мощности.

В настоящее время разработаны быстродействующие цифровые электроприводы переменного тока, обладающие исключительной простотой технической реализации, которая заключается в минимизации вычислительных процедур. В них применены частотные преобразователи с трапецеидальной формой выходного фазного напряжения, отличающиеся конструктивной простотой по сравнению с аналогичными устройствами, использующими векторный принцип формирования напряжения. В то же время коммутационные потери в силовых транзисторах таких преобразователей как минимум на 25 % меньше, чем у аналогов с векторными модуляторами. Целью проведенного исследования является определение влияния процессов широтно-импульсной модуляции на гармонический состав выходного фазного напряжения частотного преобразователя. Рассмотрен цифровой модулятор, формирующий с помощью частотного преобразователя трапецеидальное фазное напряжение на статорных обмотках асинхронного двигателя. Определены его основные конструктивные особенности, способные влиять на гармонический состав выходного напряжения. Для решения поставленной задачи применено разложение в гармонический ряд Фурье кусочно-постоянной функции выходного напряжения частотного преобразователя. Найдены аналитические выражения для определения амплитуд основной и высших гармоник в выходном сигнале частотного преобразователя, формирующего трапецеидальное фазное напряжение, с учетом процессов широтно-импульсной модуляции. Полученные формулы позволили определить зависимости коэффициентов высших гармоник как в функции частоты широтно-импульсной модуляции, так и в функции частоты основной гармоники. Показано, что четные гармоники и гармоники с номерами, кратными трем, отсутствуют в выходном сигнале рассматриваемого частотного преобразователя. Построены графики зависимостей относительных значений коэффициентов нечетных гармоник от частоты широтно-импульсной модуляции и частоты основной гармоники. Сделан вывод, что даже с учетом широтно-импульсной модуляции частотный преобразователь, формирующий трапецеидальное фазное напряжение, имеет малые амплитуды высших гармоник. Тем не менее получены количественные оценки отрицательного влияния процесса широтно-импульсной модуляции на выходной сигнал частотного преобразователя.