Том 28, № 3 (2020)

Предлагается подход к диагностированию асинхронных электродвигателей на основе применения иерархических функциональных моделей, построенных с использованием методологии IDEF0, для комплексного учета влияния показателей качества электрической энергии. Приводится краткий анализ проблем диагностирования асинхронных электродвигателей, обосновывающий актуальность разработки новых методов и моделей диагностирования. Отличительная особенность предложенных иерархических функциональных диагностических моделей асинхронных электродвигателей состоит в формализованном представлении необходимых функций процесса с использованием методологии IDEF0. Это позволяет выявить основные потоки данных в процессе диагностирования, извлечь знания о процессе, а также вскрыть причинно-следственные связи отказов асинхронных электродвигателей, дополнив традиционные методы технической диагностики анализом соблюдения нормативных требований, регламентирующих качество электрической энергии. Приводится краткое описание разработанных методов, моделей и алгоритмов, а также результаты экспериментальных исследований, анализа эффективности предложенной методологии.

В настоящее время существует актуальная научная проблема обеспечения эффективного выполнения программы полета автоматического космического аппарата (АКА) с учетом материальных, энергетических и информационных ресурсных ограничений бортовых систем (БС). Расход ресурсов БС в значительной степени зависит от синергетических явлений, возникающих при межсистемном взаимодействии в АКА. За счет использования этих явлений можно увеличить эффективность применения имеющихся ресурсов, а также дополнить их новыми «синергетическими» ресурсами [1, 2]. Одновременно синергетические явления могут приводить к преждевременной выработке ресурса БС и непредвиденным (нерасчетным) отказам и авариям [3]. Для целенаправленного поиска и использования данных синергетических явлений требуется проводить специальное исследование происходящих на борту процессов. Исследование становится возможным только при переходе от системно-кибернетической модели АКА как «черного ящика» к системно-кибернетической модели, обеспечивающей «прозрачность» АКА как «белого ящика», для чего требуется высокая точность и сложность анализа протекающих на борту процессов [4]. Данная ситуация обуславливает актуальность разработки новых инженерных методик и технологий моделирования. Для их создания необходимо решить проблему начального этапа построения моделей, описывающих в той или иной форме инженерные знания экспертов – разработчиков БС и специалистов по управлению полетом [5]. Разработка универсального метода для решения проблемы начального этапа моделирования значительно усложняется из-за большого разнообразия БС, каждая из которых обладает своими эмерджентными и синергетическими свойствами, в значительной степени зависящими от «неклонируемости» их элементов [6, 7].

В статье для упрощения моделирования процессов функционирования реальных БС с учетом их специфики предлагается проводить предварительную разработку формализованной когнитивно структурированной агрегативно-потоковой метамодели («модели моделей») процесса управления полетом АКА, содержащей информацию о потенциально существующих возможностях управления состоянием аппаратов в различных условиях реализации номинальных и аномальных процессов. Создание концептуальной метамодели позволяет перейти от предметной формализованной модели к следующим этапам моделирования – формально-математическому и материально-функциональному моделированию, в ходе которых учитываются индивидуальные особенности протекания процессов на борту АКА при управлении его полетом. Одновременно решаются задачи преодоления сложности метамодели, включающей и ее размерность.

В статье рассмотрены различные алгоритмы управления потоковым видео трафиком. Анализируются особенности трафика видеокодеков, который имеет явно выраженный пачечный характер. Рассматриваются модели одноканальных систем массового обслуживания с входными потоками, имеющими произвольную корреляцию. Для данных систем приведена обобщённая формула Хинчина-Поллачека. Показана перспективность применения интервальных методов анализа очередей в системах массового обслуживания с коррелированными входными потоками. В качестве модели телекоммуникационного трафика предлагается использовать групповые неординарные пуассоновские потоки. Рассмотрены интервальные характеристики указанных потоков и показана перспективность их применения. Рассмотрены вопросы мультиплексирования групповых потоков при обработке в системах массового обслуживания. Показано, что при суммировании нескольких групповых пуассоновских потоков, результирующий поток также является групповым пуассоновским потоком. Сделанные выводы подтверждены результатами имитационного моделирования. Рассмотрены основные причины задержек пакетов в очередях телекоммуникационной сети и показано влияние этих задержек на процессы управления потоковым видео трафиком.

Рассмотрены проблемы, связанные с распространением гравитационного поля. Показан закон изменения частоты электромагнитного излучения в гравитационном поле. Исследована проблема квантования гравитационного поля. Найдена энергия гравитона двумя способами. Во-первых, на основе использования квантового гравитационного эйконала и лагранжиана гравитационного поля найдена энергия отдельного гравитона. Показано, что гравитон обладает массой, пропорциональной его частоте. Во-вторых, за счет отказа от симметричного тензора напряжений в составе тензора энергии-импульса найдена квантовая форма тензора энергии-импульса в уравнении Эйнштейна. Это позволило найти энергию отдельного гравитона. Оба способа нахождения энергии гравитона дали один и тот же результат. Показано, что решение уравнения Эйнштейна с использованием квантовой формы тензора энергии-импульса для определенного направления представляет собой сумму гравитационных волн и гравитона. Выяснено, что при приближении гравитона к массивным телам (двойным звездам), излучающим гравитационные волны, происходит резонансная перекачка энергии гравитационного поля этих тел в гравитоны с увеличением их массы и частоты. Это дает возможность регистрации гравитонов с помощью детектора, расположенного вблизи массивных тел. Сделано предположение, что темная энергия гравитационного поля представляет собой всю совокупность энергий гравитонов космического пространства.

Исследуется интегрированный стартер-генератор на основе синхронной машины с магнитоэлектрическим возбуждением (ИСГ), применяемый для запуска двигателя внутреннего сгорания (ДВС) автономного энергетического объекта или транспортного средства и снабжения электрической энергией его потребителей. Цель работы – получение математической модели стартерного режима в виде системы дифференциальных уравнений, виртуализация полученной модели посредством пакета Matlab Simulink и имитационное моделирование запуска дизельного двигателя с помощью ИСГ с исследованием динамических характеристик процесса пуска. Необходимо осуществить экспериментальную верификацию теоретических результатов посредством натурных испытаний опытного образца стартер-генератора для подтверждения адекватности математической модели. Трудности анализа и синтеза ИСГ обусловлены сложностью процессов электромеханического преобразования энергии в нем и трапецеидальным характером пространственного распределения магнитного поля в зазоре, что было установлено при решении магнитостатической задачи методом конечных элементов. Эти особенности затрудняют использование традиционных методик исследования. Математическая модель стартерного режима работы, полученная при ряде допущений, не влияющих на характер электромеханических процессов, позволяет исследовать статические и динамические характеристики ИСГ при электрическом запуске ДВС. На основе уравнений, описывающих работу стартера, осуществлено имитационное моделирование процесса пуска ДВС с применением систем управления без ограничения и с ограничением величины пускового тока и обеспечением достаточного пускового момента, позволяющее определить длительность запуска и характер изменения электромагнитного момента, токов инвертора и обмоток. Спроектирован и изготовлен опытный образец ИСГ. Проведены натурные испытания системы электрического запуска дизельного двигателя. Полученные результаты подтвердили адекватность разработанной математической модели и возможность ее использования при исследовании других специфических режимов работы ИСГ.

Рассматриваются особенности существующей классификации систем массового обслуживания, показаны ее недостатки. Основным недостатком является отсутствие информации о корреляционных и взаимно корреляционных свойствах потоков. Недостатком обозначений Кендалла является также отсутствие возможности классификации систем по характеру изменения входной нагрузки.