Том 14, № 2 (2013)

Статья посвящена решению практической задачи прогнозирования относительной мощности ветряных электрических установок в зависимости от сезонных и погодных факторов. Описаны следующие этапы решения задачи прогнозирования: выбор значимых факторов, предварительная обработка данных, построение непараметрической модели k ближайших соседей, ее проверка и интерпретация результатов. Качество построенной модели подтверждено результатами открытого международного конкурса, на котором по критерию среднеквадратической ошибки модель показала второй по точности результат. Построенная модель позволит оптимизировать работу ветряных электрических установок в зависимости от погодных условий и нагрузки в энергетической системе.

В настоящее время имитационное моделирование в области проектирования космических систем является популярным средством для решения задач тестирования, проверки функциональности и отработки основных режимов работы систем управления космического аппарата. В данной статье изучены вопросы функционирования системы управления движением КА под воздействием внешних возмущающих факторов космической среды и управляющих сил и моментов с помощью имитационного моделирования. В связи с этим в Республике Казахстан силами отечественных специалистов проведены работы по разработке имитационных моделей систем управления КА, что позволит создать собственную научно-техническую базу для разработки систем управления движением и навигацией с учетом последних достижений науки и техники.

Исследованы возможности синтеза систем автоматического регулирования, описываемых системами дифференциальных уравнений третьего и четвертого порядка, оптимальных по быстродействию. Выполнен анализ существующих разработок для создания систем высокого порядка, оптимальных по быстродействию. Представлена простая методика синтеза, основанная на методе фазовых траекторий. Предлагаемая методика включает в себя все этапы создания оптимальной по быстродействию системы от исходного описания в виде дифференциального уравнения или передаточной функции до формирования корректирующего звена. Сложность создания системы высокого порядка, оптимальной по быстродействию, заключается в необходи- мости иметь для управления информацию о n – 1 производных, где n – порядок системы дифференциальных уравнений. Однако технически получить такую информацию практически невозможно. Предлагается способ создания устройства для получения необходимой информации при синтезе систем высокого порядка, опти- мальных по быстродействию

Показано, что использование модульного принципа на этапе технического проектирования мультиверсионного программного комплекса связано с процессом оптимизации состава и взаимосвязей его отдельных компонентов. Предложена оригинальная постановка задачи синтеза мультиверсионной модульной структуры программного комплекса, обеспечивающей минимизацию межмодульного интерфейса. Представленная постановка задачи позволяет сформировать мультиверсионный набор компонентов модулей, использующихся в программах комплексах как произвольно, так и в заданной заранее последовательности. При этом набор мультиверсий удовлетворяет заданным условиям, обеспечивая максимальную надежность ПК и минимальное значение характеристик межмодульного интерфейса.

Рассматривается проблема существования глобальных аналитических решений обобщенной задачи Коши с начально-краевыми условиями типа Рикье, заданными на координатных гиперплоскостях. Использованы как классические методы комплексного анализа, так и относительно новые методы теории амеб алгебраических гиперповерхностей. Доказана разрешимость в классе функций экспоненциального типа краевой задачи для полиномиального дифференциального оператора с постоянными коэффициентами. Найдена зависимость характеристик роста решений краевой задачи от роста краевых условий и правой части уравнения. Примененные методы могут быть полезны для дальнейших исследований в теории дифференциальных операторов.

Рассматриваются модели систем нелинейных стохастических объектов без памяти, не поддающихся декомпозиции, в условиях частичной параметрической и непараметрической априорной неопределенности. Осуществляется постановка задачи моделирования в условиях, близких к реальным условиям технологических процессов, в зависимости от имеющейся априорной информации. Используются теоретические аспекты параметрической и непараметрической идентификации; вводится понятие составных векторов переменных процесса, позволяющее учесть сложный характер внутренних связей; рассматривается проблема разной дискретности измерений и принадлежности априорной информации к разным уровням. Рассматривается новый тип моделей, базирующийся на триаде «фундаментальные законы, параметризованные уравнения и непараметризованные зависимости». Приводятсяновые алгоритмы, модели, представлены численные исследования. Результаты могут быть применены при моделировании технологических производственных процессов и процессов переработки, а также для описания объектов или процессов, характеризующихся большим числом связей и сложностью вследствие недостатка информации.

Рассматривается новый конечный элемент оболочки, в расчетах которой учитывается трансверсальный сдвиг. При этом в каждом из узлов конечного элемента в качестве основных кинематических параметров присутствуют осредненные по толщине углы трансверсального сдвига. Представлены результаты численного исследования, демонстрирующие отсутствие эффекта сдвигового запирания в новой оболочечной конечноэлементной модели.

Предложена новая схема генерирования заданного числа равномерно распределенных точек в гиперкубе и исследованы главные свойства генератора. В генераторе реализовано дополнительное условие: упорядоченные значения каждой координаты всех генерируемых точек находятся на равном расстоянии друг от друга. Этим он отличается от обычного простейшего генератора, в котором каждая координата точки (вектора) определяется датчиком псевдослучайных равномерно распределенных чисел. Получаемые точки становятся более равномерно распределенными в пространстве? и более полно извлекается информация об исследуемых функциях. Генератор применен в алгоритмах поиска глобального экстремума функций многих непрерывных переменных и при статистическом исследовании этих алгоритмов.

Моделируется стоимость однокомнатных квартир в Красноярске. Показано, что построенные модели адекватно описывают стоимость жилья. Решена актуальная задача, которая позволяет рассчитывать налог на жилье на основе адекватных моделей. Модели построены для нескольких периодов: 1998, 1999., 2010, 2012 и 2013 гг. Изучена динамика изменения цен на жилье. Прослеживается изменение влияние различных факторов на стоимость недвижимости. Введены индикаторы, которые показывают состояние рынка недвижимости. Одним из таких индикаторов является нормальность распределения цен на недвижимость. Показано как изменяется этот индикатор в кризисные, послекризисные и стабильные годы.

Для оценки эффективности функционирования бурового станка необходимо рассматривать множество структурно взаимосвязанных и функционально взаимодействующих разнотипных систем. В данных условиях сложная система образована при взаимодействии всех систем бурового станка, предназначенных для бурения, и горной породы. Со стороны бурового станка особое влияние на процесс оказывают усилие подачи и частота вращения рабочего органа, а также устройство и свойства материалов бурового инструмента. Со стороны горной породы наиболее важное значение имеют прочностные характеристики, которые могут выражаться через показатель буримости, а также структура массива горной породы. Разработана методика определения стойкости шарошечного долота и скорости бурения в зависимости от прочностных характеристик и структуры массива горной породы. Представленная методика позволяет проанализировать соотношение производительности бурового станка шарошечного бурения и ресурса бурового долота при бурении пород, характеризующихся различными показателями буримости, количеством и размером трещин и слоями породы с различными физико-механическими свойствами.

Представлено описание моделей и методов поддержки принятия решений при выборе пунктов управления космическими аппаратами связи и навигации, в частности, аналитико-имитационная процедура формирования базового множества пунктов управления космическими аппаратами, включающая имитационную модель отсева варианта структуры по алгоритмически заданным ограничениям на атрибуты.

Доказываются теоремы об обобщенной разрешимости смешанной задачи для нелинейного дифференциального уравнения с псевдопараболическим оператором произвольной натуральной степени.

Предложен новый способ прямой дифференциальной коррекции погрешностей определения координат, который будет избавлен от большого объема корректирующих дифференциальных поправок, передаваемых множеству потребителей системы с необходимостью осуществлять выбор наиболее точных из них в аппаратуре потребителя.

На основе представленной модели радиального обтекания газовым потоком полусферической поверхности обосновывается возможность создания достаточной подъемной силы для летательного аппарата нетрадиционной формы. В ходе анализа возможных конструктивных решений выявлены оптимальные геометрические характеристики крыла и двигательной установки. Проведены экспериментальные исследования по определению подъемной силы.

Рассмотрены актуальные вопросы исследования динамики системы ориентации и стабилизации (СОС) с учетом нежесткости элементов конструкции космического аппарата (КА). Проведены исследования резо- нансных упругих колебаний в нежестких элементах конструкции КА, таких как панели батареи солнечной (БС) и антенны бортового радиотехнического комплекса (БРТК), возбуждаемых возмущающими моментами сило- вого гироскопического комплекса (СГК) на базе гиродина ГД 02-150 (далее ГД), при формировании им требуе- мого управляющего момента. Проведен анализ свободного движения «упругого» КА с непрерывным заданием скорости рамки, динамики свободного движения «упругого» КА при воздействии на него моментов со стороны силового гироскопа (СГ) ГД и ошибок от упругих колебаний при работе СГК в контуре управления. Дана оцен- ка величины динамической ошибки ориентации связанной системы координат относительно заданной и угло- вых отклонений антенны от номинального положения, обусловленных упругими колебаниями. По результатам проведенных исследований разработаны рекомендации по устранению резонансных упругих колебаний в неже- стких элементах конструкции КА.

Цианат-эфирный пластик (ЦЭП) является современным и перспективным материалом. Термостойкость, низкая газо- и влагопоглощаемость, высокие диэлектрические свойства, низкое газовыделение, хорошая со- противляемость к ионизирующему излучению и радиопрозрачность с учетом размеростабильных свойств де- лает ЦЭП лучшим кандидатом для применения в космическом аппаратостроении и спутникостроении. Во время экспериментов c импрегнированием цианат-эфирным преполимером высокомодульных углеволокон на пропиточной машине PLS-250-2F (Mikrosam, Македония) было выявлено преждевременное отверждение пре- полимера на нагреваемых металлических валах узла наноса. В связи с этим было исследовано влияние комплек- сов, содержащих ионы переходных металлов на кинетику полимеризации ЦЭП методами ДМА и вискозимет- рии. Показано, что использование стальных валов пропиточной машины приводит к существенному сниже- нию жизнестойкости расплава преполимера. На основании полученных данных рекомендуется использовать керамические поливочные валы, изготовленные, например, на основе нитрида бора. В качестве нового типа катализатора реакции полимеризации для получения ЦЭП с возможностью встраивания в полимерную сетку были впервые исследованы комплексные соли диазосоединений. Полученные данные позволяют отнести новый класс катализаторов реакции отверждения цианат-эфиров в разряд перспективных.

Тангенциальный ввод в плазмотрон бинарной плазмообразующей инертной смеси газов положительно влия- ет на сварочный процесс по ряду параметров, но вихревое состояние плазменной дуги при этом вызывает под- сос воздуха, что ведет к окислению металла и его хрупкости. При плазменной сварке изложниц из хромовой бронзы БрХ08 во избежание охрупчивания металла шва необходимо содержание в нем хрома в пределах0,8…1,2 %. Это обеспечивается применением присадка порошковой проволоки, где 22 % Cr и 2 % Ti.

Изложен один из подходов к селекции параметров конструкции и электропитанию индукционных нагревателей цветных металлов для выбора траектории многокритериальной оптимизации при конструировании. Проведены многовариантные поисковые расчеты оптимальных характеристик тепловых и электромагнитных полей в среде Ansys с учетом системы электропитания. Реализован алгоритм решения взаимосвязанной электротепловой задачи с учетом температурного состояния нагреваемой заготовки. Введено понятие пространства режимов индукционного нагревателя и определены закономерности влияния его конструктивных параметров на эффективность нагрева и режим работы источника питания.

Представлен подход построения алгоритмического обеспечения сложной технологической системы на примере процесса плавки в печах Ванюкова. Предложен способ управления качеством конечных продуктов посредством комбинированного использования нейросетевых моделей процесса и модификации алгоритма динамического программирования Беллмана.

Описано создание системы управления манипулятором. В качестве двигателей используются сервоприводы. Система автоматического управления сервоприводами состоит из персонального компьютера и управляемого с него контроллера сервоприводов. Приведены принципы работы сервоприводов и управления ими. Для управления сервоприводами применен пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор. Описан метод, позволяющий провести отладку и тестирование элементов системы управления при помощи виртуального моделирования. После отладки элементов системы управления на виртуальной модели создан контроллер. Используя написанную программу, реализовано управление сервоприводами. Предложенный метод позволяет проверить работоспособность системы управления до создания электронных устройств. Возможно использование данного метода виртуального моделирования систем управления при разработке различных управляющих систем, в которых команды подаются с компьютера через USB-порт.

Рассмотрены химические процессы, протекающие при микродуговом оксидировании (МДО) алюминиевого сплава АМг-6 в силикатно-щелочном электролите; показаны возможные химические превращения в результате взаимодействия компонентов, входящих в состав электролитов; приведены результаты исследований по определению элементного состава получаемых покрытий; установлена зависимость содержания таких оксидных элементных форм, как SiO 2 и Al2О 3 химического состава покрытия от технологических режимов. Проведенные исследования показывают, что покрытие на образцах алюминиевого сплава состоит из двух основных оксидных элементных форм: SiO 2 и Al2О 3. При проведении исследования фазового состава покрытия методом рентгеноструктурного анализа было выявлено, что покрытие, сформированное микродуговым оксидированием на сплаве АМг-6, состоит из а и γ-Al 2O 3, причем а фаза Al 2O 3 присутствует только во внутренних слоях покрытия, γ-Al 2O 3 присутствует по всей толщине покрытия, и на внешнем крае покрытия выявлена фаза муллита (3Al 2O 3 • 2SiO 2) и оксид кремния SiO 2.

Показаны особенности процесса вибрационного электрохимического хонингования при удалении дефектного слоя с поверхности зеркала лучевода, изготовленного из сплава 32 НКД методом фрезерования. Малая шероховатость поверхности может быть сформирована по всей обрабатываемой поверхности за счет анодного растворения микронеровностей электрическим полем и механической активацией гребешков микронеровностей, абразивными элементами при вибрации катода инструмента.

Основной целью исследований являлась отработка методики обеспечения точности расхода компонентов через каналы заготовок с большим количеством труднодоступных каналов. Выполнен анализ конструкторско-технологических особенностей деталей летательных аппаратов. Рассмотрены особенности абразивноэкструзионной обработки. Описана методика обеспечения заданного качества сложнопрофильных каналов деталей летательных аппаратов абразивно-экструзионной обработкой. Апробация методики проведена на промышленной установке УЭШ-350М. Предложены рекомендации по выбору оборудования, состава рабочей среды и параметров обработки. Применение методики позволяет успешно проводить на существующем оборудовании операции финишной отделки сложнопрофильных каналов деталей летательных аппаратов с обеспечением заданного качества (точности расхода компонентов топлива через каналы деталей и шероховатости их поверхностей в диапазоне R a = 1,6...3,2 мкм).

Рассматривается задача формирования региональной логистической инфраструктуры (РЛИ). Изучается роль заинтересованных сторон в проектах по формированию РЛИ. Выделяются основные стейкхолдеры, предлагается методика оценки их роли в проекте. Представлены инструменты оценки интересов, влияния и значимости стейкхолдеров. Рассмотрен опыт государственно-частного партнерства (ГЧП) в Германии. Полученные результаты позволяют предложить модель ГЧП для Красноярского края. Описанная методика оценки заинтересованных сторон может быть использована для их выбора, определения роли в процессе формирования РЛИ и разработки мероприятий для вовлечения в проект, позволяющей в кратчайшие сроки создать инфраструктуру с учетом интересов всех стейкхолдеров.

Определена роль инновационного потенциала в формировании портфельной стратегии инновационного развития предприятия. Проведен анализ понятия «инновационный потенциал», представлена структура инновационного потенциала, предложены показатели оценки достигнутого и предельного потенциалов. Разработана методика формирования портфельной стратегии инновационного развития предприятия.

Обосновывается необходимость создания казначейской службы на промышленных предприятиях. Рассматривается подход к организации учетно-аналитической информации в казначейской службе. Особое внимание уделяется схеме преобразования информации, что позволяет судить о возможных спектрах получения новой информации за счет ее детализации, сравнения и анализа при управлении денежными потоками.