Актуальность и цели . Целью данной работы является попытка устранить неоднозначности словесного описания и графических отображений схем многообразных нейросетевых вычислений при одновременном уменьшении объема текстовой и графической информации. Материалы и методы . Предложено, по аналогии со стандартным описанием Булевой логики, ввести конечное число обозначений типов искусственных нейронов. Также предложено при графическом отображении искусственных нейронов воспользоваться элементами иероглифического формирования изображений (гладкие овалы - это континуальные преобразования, а угловатые прямоугольники - это операции квантования континуальных данных). При использовании искусственных нейронов с многоуровневым квантованием их прямоугольные квантователи получают несколько выходов. Результаты. Предложенный вариант стандартизации алфавита графических обозначений приводит к снижению неоднозначности графических иллюстраций схем многообразных нейросетевых вычислений и росту компактности создаваемых иллюстрационных материалов. Выводы. Предложенная схема формирования графико-иероглифических иллюстраций компактна (не приводит к появлению тысяч иероглифов) и позволяет с использованием малого числа основных образов наглядно иллюстрировать подавляющее большинство известных авторам схем нейросетевых вычислений.
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки
2020. — Выпуск 4
Содержание:
Актуальность и цели . Целью статьи является сравнение вероятностей ошибок первого рода для статистического хи-квадрат критерия и двух новых статистических критериев среднего гармонического в нормальной и логарифмической формах. Материалы и методы . Предложено при принятии решения использовать три статистических критерия. Проблему разных шкал трех разных критериев предложено решать заменой каждого критерия эквивалентным ему нейроном с бинарным кванователем. Настройка квантователей выполняется так, чтобы давать равные вероятности ошибок первого и второго рода. Выводы. Показано, что рассматриваемая группа искусственных нейронов имеет значительные перспективы практического применения, так как обладает крайне низкой корреляционной сцепленностью.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Объектом исследования являются технология и системы виртуальной реальности, представляющие собой комплексные решения погружения пользователя в иммерсивный виртуальный мир при использовании специализированных устройств и средств сопряжения. Предметом исследования являются технологии проводной/беспроводной передачи аудиовизуальной и параметрической информации в системах виртуальной реальности. Цель работы - провести анализ и обобщить достоинства и недостатки современных средств передачи мультимедийной и параметрической информации, используемых в системах виртуальной реальности. Материалы и методы . В качестве материалов исследования использовался поисковый метод научных публикаций в российских и международных журналах баз данных научного цитирования. Результаты . В работе проведен анализ особенностей (достоинств и недостатков) применения виртуальной реальности в условиях оптической передачи информации, беспроводных протоколов (WiFi, Bluetooth, Wireless USB, LIDAR, ZBee) и проводных интерфейсов (DisplayPort, HDMI, USB), обеспечивающих коммуникацию пользователя с системой виртуальной реальности. Виртуальная реальность формирует новый искусственно-реальный мир, передаваемый пользователю через различные проводные/беспроводные (WiGig (802.11ad), WiFi 6 (802.11ax), WiHD (802.15.3c) и DisplayPort 2.0) средства сопряжения с учетом физиологических, физических и психометрических показателей. Выводы. Современные технические решения должны дать толчок для создания адаптивной виртуальной реальности с полным эффектом погружения, когда пользователь не сможет отличить виртуальный мир от реальных событий.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Объектом исследования является оптико-электронная система обнаружения беспилотных летательных аппаратов и бронетанковой техники. Предметом исследования являются методы выделения и классификации движущегося объекта на сложном неоднородном фоне. Цель -разработка алгоритма обнаружения и классификации беспилотного летательного аппарата и бронетанковой техники оптико-электронной системой на неоднородном фоне в режиме реального времени. Материалы и методы . Представленные исследования выполнены с использованием методов обработки видеоизображений для выделения объекта и нейронные сети для классификации объекта. Алгоритм разработан на языке программирования Python с использованием библиотеки компьютерного зрения OPENCV. Результаты. Предложен метод выделения и классификации беспилотного летательного аппарата и бронетанковой техники на сложном динамическом фоне. Алгоритм использует угловой детектор Харриса для обнаружения объектов на фоне изображений. Создана и обучена нейронная сеть для быстрой классификации объекта. Выводы. Предложенный метод может быть использован при разработке оптико-электронной системы обнаружения движущегося беспилотного летательного аппарата и бронетанковой техники на неоднородном фоне в режиме реального времени в инфракрасном диапазоне. В результате выявлено, что предложенный алгоритм уверенно справляется с обнаружением и классификацией контрастного объекта, находящегося на расстоянии до 2 км от системы обнаружения.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Развитие мобильных технологий привело к появлению возможности выполнять диагностику состояния покрытия улиц и автодорог с использованием данных, полученных с датчиков абонентских устройств, которые не всегда являются надежными источниками информации. Таким образом, целью настоящей работы является повышение вероятности обнаружения поверхностных дефектов автомобильных дорог в условиях наличия пропусков в исходных данных. Материалы и методы. Предложен подход к обнаружению поверхностных дефектов покрытия автомобильных дорог на основе анализа данных, фиксируемых мобильными устройствами в процессе движения. Вследствие сложности обработки и передачи визуально-фиксируемой информации с видеокамеры мобильного устройства в предложенном подходе для фиксации дефектов покрытия применяются данные акселерометра и GPS/ГЛОНАСС-приемника. Поскольку ненадежность акселерометра и возможные сбои в передаче результатов измерений по сотовой сети приводят к пропускам в исходных данных, предлагаемый подход базируется на последовательном применении вейвлет-преобразования и интеллектуального нейросетевого анализа, что обеспечивает повышение вероятности обнаружения поверхностных дефектов автомобильных дорог. Результаты. На основе предложенного подхода разработана система диагностики состояния покрытия автомобильных дорог. Проведена экспериментальная апробация системы на двух участках улично-дорожной сети, различных по качеству поверхностного покрытия и скоростным режимам. Выводы. Результаты исследования показали, что вероятность распознавания дефектов дорожного покрытия составила 0,95, таким образом, достигнуты высокие показатели относительно аналогичных решений.
Ключевые слова
Актуальность и цели. На современном уровне организации распределенных вычислительных систем необходимо учитывать мобильность компонент - вычислительных узлов, размещенных на мобильных платформах, и модулей программного обеспечения в форме мобильных агентов. Актуальной и сложной является проблема организации взаимодействий компонент в виртуализированных облачно-сетевых РВС (ОС РВС), программное обеспечение которых базируется на платформах мобильных и стационарных агентов, а аппаратное обеспечение включает стационарные и мобильные вычислительные узлы. Объектом исследования является функциональная архитектура ОС РВС. Предметом исследования является методика построения концептуальной модели распределенных вычислений в ОС РВС. Целью исследования является создание простой концептуальной модели облачно-сетевых распределенных вычислительных систем, объединяющих в себе свойства собственно облачных и грид-систем со свойствами мультиагентных систем и пригодной для последующего создания программного обеспечения прикладного и промежуточного ( middleware ) уровней ОС РВС путем последовательной детализации концептуальной модели. Материалы и методы. В процессе исследований выполняется построение модели сети многоленточных машин Тьюринга и разрабатываются формализованные спецификации узлов сети на основе теории сетей абстрактных модулей и исполнимых логико-алгебраических моделей. Результаты . Предложена обобщенная концептуальная модель функциональной архитектуры агентно-ориентированной облачно-сетевой РВС с переменной структурой и мобильным программным обеспечением на базе сети многоленточных машин Тьюринга. Предложены новые унифицированные описания элементов концептуальной модели - детерминированных, недетерминированных и вероятностных машин Тьюринга с переменной конфигурацией на базе аппарата формализованных спецификаций - сетей абстрактных модулей. Выводы. Предложена методика построения обобщенной концептуальной модели функциональной архитектуры агентно-ориентированной ОС РВС с переменной структурой и мобильным программным обеспечением на базе сети машин Тьюринга, позволяющая разработчику оценивать свойства и определять состав программного обеспечения РВС данного типа. Предположено, что на практике такая модель пригодна также для реализации на ее основе прототипного программного обеспечения систем распределенной и параллельной символьной мультиобработки данных.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Преимущества метода спрей-пиролиза заключаются в способности производить высокооднородные пленки большой площади при приемлемых (от 100 до 500 °C) значениях температуры технологического процесса. Метод не требует использования вакуума на всех стадиях процесса. Цель исследования заключается в выборе оптимальных технологических параметров для получения прозрачных проводящих покрытий на основе диоксида олова, обладающих минимальным поверхностным сопротивлением. Материалы и методы. Представлены технологические этапы процесса получения образцов прозрачных проводящих оксидов на основе диоксида олова в рамках подготовки поверхности стеклянных подложек, приготовления растворов прекурсоров, нанесения на поверхность подложек нелегированных и легированных сурьмой пленок диоксида олова. Результаты. Разработана методика синтеза образцов прозрачных проводящих оксидов на основе диоксида олова методом спрей-пиролиза, эмпирически установлены оптимальные значения технологических параметров, нацеленных на достижение минимального поверхностного сопротивления образцов с покрытием SnO2. Выводы. Предложенные технологические режимы позволят синтезировать методом спрей-пиролиза прозрачные проводящие оксиды на основе диоксида олова, обладающие поверхностным сопротивлением RS = 27 Ом/□, что соответствует современному мировому уровню промышленно производимых прозрачных проводящих покрытий на основе оксида индия, легированного оловом. Полученные результаты подтверждают целесообразность изготовления методом спрей-пиролиза прозрачных проводящих покрытий на основе диоксида олова.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Обеспечение в переходном режиме устойчивости информационно-управляющих систем антенными согласующими устройствами, являющимися многосвязными объектами управления, представляет собой непростую задачу. Приходится проводить исследования по выбору типа согласующего устройства, синтезу используемых измерителей и датчиков, мест их подключения, разработке алгоритма управления, обеспечивающего устойчивость системы. Цель работы - обеспечение устойчивости системы управления путем разработки алгоритма с автономным (раздельным) управлением элементами настройки. Материалы и методы. Информационно-управляющая система антенным согласующим устройством с сосредоточенными параметрами элементов настройки представляет собой объект исследования. Предмет исследования -алгоритм управления и его математическое обеспечение. Использованы метод круговых диаграмм сопротивлений и проводимостей в декартовой системе координат из теории функций комплексных переменных и методика исследования функций на экстремум из математического анализа. Результаты. Разработаны алгоритм работы и математическое обеспечение информационно-управляющей системы дискретным антенным согласующим устройством с сосредоточенными параметрами элементов настройки, обеспечивающие устойчивость всей системы управления благодаря автономности настройки по отдельным элементам. Выводы. Полученные математические выражения, необходимые для проектирования и функционирования информационно-управляющей системы антенным согласующим устройством, позволяют определить исходя из значения коэффициента бегущей волны в антенном фидере текущие, минимальные и максимальные величины элементов настройки согласующего устройства на рабочей частоте радиостанции.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Наибольшими линейностью функции преобразования и разрядностью выходного кода сегодня обладают преобразователи информации ΣΔ-архитектуры. Однако наличие в их структуре цифрового фильтра-дециматора не позволяет реализовать привязку результата измерения ко времени измерения. Для обеспечения этого важнейшего свойства преобразователей информации Σ-архитектуры для измерительных задач целесообразно использовать другие виды промежуточной модуляции, например широтно-импульсную модуляцию. Проводится сравнительный анализ алгоритмов интегрирующего Σ Т аналого-цифрового преобразователя (АЦП), в которых с целью исключения цифровой фильтрации выходного сигнала модулятора промежуточный широтно-импульсный модулированный сигнал суммируется в примыкающих циклах преобразования за время, во много раз превышающее период импульсной модуляции, а для исключения операции фильтрации результатов промежуточного модулирования используется компенсация погрешности от краевых эффектов. Исследования проведены с помощью разработанных имитационных моделей, в которых используются аналоговый, комбинированный и цифровой способы компенсации погрешности от краевых эффектов. Материалы и методы. Созданы имитационные модели в программной среде Matlab/Simulink. Проведен ряд модельных экспериментов и рассчитаны значения среднеквадратичной погрешности линейности функции преобразования АЦП без компенсации, а также с аналоговой, комбинированной и цифровой компенсацией погрешности от краевых эффектов соответственно. Дана оценка работоспособности алгоритмов и проведен сравнительный анализ реализованных алгоритмов. Результаты. Показатели среднеквадратичной погрешности линейности подтверждают корректность реализации алгоритмов в программной среде и эффективность имитационных моделей ΣТ-АЦП с аналоговой, комбинированной и цифровой компенсацией погрешности от краевых эффектов. Выводы. Реализованный алгоритм ΣТ-АЦП с цифровой компенсацией значительно уменьшает погрешность от краевых эффектов, что подтверждается полученными значениями среднеквадратичной погрешности линейности, и является наиболее простым с точки зрения модельной и практической реализации.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Объектом исследования являются муфты насосно-компрессорных труб (НКТ). Предметом исследования являются металлографические исследования участков зарождения трещин в металле муфт. Цель работы - определение причин разрушения муфт НКТ в процессе эксплуатации. Материалы и методы. Проведено исследование причин зарождения трещин в результате воздействия на муфты НКТ коррозионной среды и механических повреждений, возникших в процессе эксплуатации, а также анализ разрушений фрактографическими и металлографическими методами. Результаты. Рассмотрены разрушения муфт НКТ при воздействии сероводородсодержащей среды, выявлена связь образования микротрещин с механическим воздействием на муфты и образованием вмятин-рисок от монтажного инструмента при достижении определенного момента свинчивания необходимого для образования герметичного резьбового соединения. Выводы. Сопоставление рассматриваемых разрушений позволило сделать выводы, что основными причинами разрушений муфт НКТ являются концентраторы напряжений - вмятины-риски на внешних поверхностях муфт, воздействие нерегламентированных монтажных напряжений и сероводородсодержащей рабочей среды на области вмятин-рисок муфты приводит к появлению микротрещин водородного растрескивания в условиях сложного напряженного состояния.
Ключевые слова
Актуальность и цели. В качестве рабочего инструмента при гидроабразивной обработке используется вода с порошковым материалом. Качество обработки и ресурс оборудования зависит от характеристик поверхности и формы частиц абразивного материала, к которому предъявляется ряд существенных требований. Стоимость материалов достаточно велика. Целью работы являлось установление возможности повторного использования абразивного материала . Материалы и методы. При проведении экспериментов в качестве основной рабочей среды применялся абразив GMA 80 MESH ТУ 3986-00176245879-2011 зернистостью основной фракции 0,8 мм. Обрабатываемая деталь - лист толщиной 20 мм из алюминиевого сплава Д16 ГОСТ17232-99. При компьютерном моделировании использовалась программа ПО АСКОН «Компас 3D». Результаты. При гидроабразивной обработке значительно изменяются радиусы выступов зерен, которые являются основной характеристикой абразивной способности профиля. Это приводит к снижению их режущей способности и необходимости коррекции технологии гидроабразивной резки для обеспечения требуемого качества реза. Однако при разрушении зерен происходит формирование новых кромок с иными геометрическими характеристиками, что создает предпосылки для сохранения работоспособности зерен. Выводы. Проанализированы изменения параметров абразивного зерна в порошке для гидроабразивной обработки после рабочего цикла для определения возможности его повторного применения. Изложены теоретические предпосылки к изменению характеристик поверхностей реза при повторном использовании зерна.