Анонсируется инновационный проект по созданию опытного образца многофункционального мобильного автоматизированного струнного робототехнического комплекса. Отличительная особенность проекта – мобильность в передислокации и максимальное использование искусственного интеллекта для решения задач по обеспечению безопасности охраняемого объекта или территории.
Целью данной работы была выработка методики определения динамических свойств кинематической связи между измеряемыми параметрами движения объекта управления, выраженными в криволинейной системе координат и управляющими его движением ускорениями, выраженными в декартовой системе координат. Примерами криволинейных систем координат, встречающихся на практике являются: полярная, биангулярная, бицентрическая, эллиптическая, параболическая, цилиндрическая, сферическая, эллипсоидальная системы координат. Объектом исследования была выбрана эллиптическая система координат (ЭСК), позволяющая получить весьма простые соотношения между параметрами движения беспилотного летательного аппарата (БЛА) на плоскости и разностно-дальномерной навигационной информацией, получаемой на борту от двух навигационных станций. Полученная кинематическая связь требуется для последующей задачи синтеза контура управления объектом. Также описано последовательное упрощение полученной нелинейной кинематической связи и ее линеаризация для задачи синтеза системы наведения классическими линейными методами. Основное преимущество выбора эллиптической системы координат состоит в возможности осуществлять квазиоптимальное наведение объекта управления вдоль навигационной линии положения, каковой в данном случае является гипербола, что позволит уменьшить на одну количество навигационных позиций.
Рассматривается задача поэтапного синтеза математической модели автопилота беспилотного летательного аппарата (БЛА). На первом этапе производится аналитический синтез управляющего ускорения, приложенного к центру масс БЛА, для формирования заданной траектории его полёта. На основе использования полученных на первом этапе результатов на последующих этапах решается задача синтеза математической модели автопилота БЛА при заданных требованиях к обеспечению устойчивости и динамической точности управления БЛА. При реальных допущениях о соответствующем характере изменения параметров траектории и переменных, характеризующих движение БЛА в пространстве, обосновано использование линейной математической модели эволюции вектора состояния БЛА и его системы управления. При синтезе математической модели автопилота БЛА использован метод модального управления системой при заданной математической модели объекта. Для заданной модели движения и аэродинамических характеристик БЛА аналитически получен закон отклонения управляющей рулевой поверхности, зависящий от параметров поступательного и вращательного перемещения БЛА. Проведено компьютерное моделирование полученных аналитически результатов синтеза управления для заданных характеристик БЛА и конкретных условий применения, что наглядно показало работоспособность и перспективность использования данного подхода для синтеза системы управления БЛА различного предназначения и конструктивного исполнения.
Рассмотрено использование для передачи данных c Simulink по CAN BUS, который сейчас широко применяется в робототехнике, авиа и автомобилестроении в системах управления для обмена данными между микроконтроллерами, благодаря своей простоте и надежности.Выявлено, что ПО CAN_API.dll, откомпилированное в Microsoft Visual Studio (MVS) не работает с TDM-GCC-64 Matlab/Simulink из-за разного подхода в именах функций dll по стандарту C++11. Чтобы устранить эту проблему требуется перекомпилирование dll в среде TDM-GCC-64 под Windows, которое может выполнить только разработчик dll. Оптимальным выбором для реализации передачи данных c Simulink на стенды с электроактуаторами по CAN BUS является использование адаптеров Titan TITAN ELECTRONICS INC, которые позволяют реализовать частоту обмена более 100 Гц для 6-ти осной платформы.Предложен способ сжатия информации и повышения скорости обмена в 2 раза за счет побайтного занесения двух значений float в поле данных с использованием одинаковых значений идентификаторов объектов управления для двух цилиндров и последующего их разделения в программе микроконтроллеров цилиндров.Разработана программа передачи/обмена данных c Simulink на устройства управления стендов, для которой оптимальным значением квантования является chc=350. Все это вместе позволяет реализовать частоту обмена 230 Гц и режим реального времени моделирования.
Качество молока оценивается рядом контрольных точек, в качестве которых приведены ряд показателей, таких как жирность, белок, лактоза, плотность и т. д. Для контроля качества молока распределенных молочных хозяйств предложено использовать технологию интернет вещей (ИВ). Представлена многоагентная модель сети ИВ и структура такой сети ИВ для контроля качества молока от различных хозяйств. Модель представлена множеством агентов: анализаторов молока, преобразователей, хранения показателей качества молока, их обработки, принятия решений, мониторинга показателей качества молока.Структура сети ИВ включает анализаторы молока, шлюзы-преобразователи, облачную платформу, мобильные устройства. В облачной платформе арендуется сервер, на котором расположены базы знаний и данных, специальное ПО (решатель) по обработке и принятию решений по качеству молока, сайт ферм. В базе данных сервера облачной структуры хранятся характеристики качества молока, в базе знаний – правила их обработки. Решатель выдает отклонения по текущим показателям качества молока от стандартов. Сайт служит для связи специалистов по контролю качества молока. Мониторинг характеристик качества молока реализуется с мобильных устройств специалистов, доступом к компонентам сайта.В качестве сети передачи информации с молочных ферм в облачную среду выбрана сеть 4-го поколения LTE с использованием технологии NB-IoT. Проведен обзор анализаторов молока как отечественных, так и зарубежных компаний. Представлен вариант решения по шлюзу для опроса анализаторов молока и передачи параметров в облачную инфраструктуру. Представлены облачные популярные платформы для построения сети ИВ.
Данная статья посвящена особенностям решения задачи целочисленного нелинейного программирования, с помощью разработанного нейросетевого метода и алгоритма нелинейной оптимизации средства «Поиск решения» табличного процессора Microsoft Excel. В предлагаемом нейросетевом методе решение поставленной задачи производится посредством рекуррентной нейронной сети (РНС) матричной архитектуры с m нейронами в каждой строке и n нейронами в каждом столбце. Все нейроны такой сети соединены друг с другом связями, причем сигнал с выхода нейрона может подаваться на его же вход. Нейросетевой метод характеризуется тем, что на входы упомянутой РНС подается входной вектор значений параметров оптимизируемой нелинейной целевой функции задачи распределения неоднородного ресурса, осуществляется расчет значений весовых коэффициентов связанных между собой нейронов и формируется сигнал РНС. Этот сигнал посредством нелинейной функции преобразуется в дискретный выходной сигнал, характеризующий значения квазиоптимального решения упомянутой задачи, величина которого изменяется от 0 до 1. Оценка эффективности решения рассматриваемой задачи выполнялась при ее различных значениях показателя эффективности на основе разработанной имитационной модели РНС. В качестве показателей эффективности применения предлагаемого нейросетевого метода использовались – средняя относительная ошибка и время решения задачи. За точное решение принималось значение, полученное с помощью алгоритма нелинейной оптимизации средства «Поиск решения» табличного процессора Microsoft Excel. Анализ полученных результатов экспериментальных исследований, предложенного нейросетевого метода, позволил сделать заключение о том, что в сравнении с существующим методом нелинейной оптимизации табличного процессора Microsoft Excel использование предлагаемого нейросетевого метода позволяет существенно (в 9,4 раза) снизить время решения задачи размерностью 10 × 8 (m × n) и при этом обеспечить точность ее решения не менее чем 99,8 %.
В различных областях обработки сигналов возникает проблема оценки изменяющейся частоты компонентов полигармонических сигналов. Для решения данной задачи традиционно используется трёхмерное частотно-временное представление сигнала. Но также необходим простой и надёжный метод слежения за мгновенной частотой сигнала. В данной работе предложен метод слежения за частотой, основанный на оценке смещения пиков спектрограммы. Предполагается, что смещение спектральных пиков компонентов сигнала пропорционально изменению базовой частоты. Логарифмическое масштабирование частотно-временного распределения используется, чтобы расположить спектральные пики на равных расстояниях по частотной оси. Временная зависимость смещения частотных пиков вычисляется при помощи корреляции спектра сигнала в первом и текущем временных окнах. Затем полученный частотный трек переводится обратно в линейный масштаб. Предложенный метод не оценивает значения мгновенной частоты или центральную частоту компонент сигнала, а оценивает изменение частоты. Преимущество методов – возможность оценивания частотного трека даже при известных грубо или неизвестных вовсе диапазоне изменения частоты или её центрального значения. Наличие множества компонентов в окне анализа не препятствует оценке изменения частоты. Рекомендуется сужение частотного диапазона для оценки изменения частоты, однако анализ частотно-временного распределения, содержащего несколько составляющих, так же возможно. Так же в работе оценивалась эффективность анализа синтезированных сигналов предложенным методом при различных отношениях сигнал-шум и прочих условиях. Методом спектральной интерференции проверялась применимость предложенного метода оценки изменения частоты для вибрационной диагностики роторного оборудования.
Целью работы является предельное утоньшение и повышение устойчивости к контурному шуму скелетов бинарных объектов произвольной формы при сохранении высокой скорости скелетизации. Скелет представляет собой множество тонких линий, взаимное расположение, размеры и форма которых передает информацию о размере, форме и ориентации в пространстве соответствующей однородной области изображения. Для обеспечения устойчивости к контурному шуму каждая итерация алгоритмов скелетизации разделяется на несколько шагов. Благодаря относительно качественным скелетам и средней производительности широкую известность получил двухшаговый алгоритм Занга-Суена. Его недостатками являются размытие диагональных линий толщиной 2 пикселя и удаление областей размером 2х2 пикселей. Для их устранения в статье предложена математическая модель, дополняющая модель Занга-Суена порождающей маской и двумя логическими условиями оценки ее элементов.
Современный этап развития CAD-систем (Computer-Aided Design) характеризуется значительным расширением сфер их использования. Интересным направлением совершенствования CAD-систем является их интеграция с CAM-системами (Computer-Aided Manufacturing). Одной и главных задач, решаемых CAM-системами, является разработка управляющих программ для станков с ЧПУ.Многие разработчики программного обеспечения для автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства уже оснастили свои системы соответствующими модулями.Указанные обстоятельства ставят перед высшими учебными заведениями актуальную задачу ввести изучение интегрированных CAD/CAM-систем в учебный процесс подготовки инженеров-проектировщиков. Упор при этом нужно сделать на практическое овладение навыками разработки управляющих программ с использованием 3D-модели изготавливаемой детали.Описаны этапы подготовки к внедрению системы, начиная с анализа рынка необходимых программных продуктов и заканчивая адаптацией лицензированной системы к условиям использования в учебном процессе университета. Дается ссылка на описание методики, используемой при оценке автоматизированных систем на стадии, предшествующей проведению тендера на их закупку. Подчеркнуто, что исследование возможности использования CAD/ CAM-системы при подготовке инженеров-проектировщиков было проведено студентами при выполнении курсового и диплоного проектов по дисциплине «Автоматизированные системы технологической подготовки производства». Приводится методика проектирования управляющих программ, используемая студентами, и дается оценка полученных результатов.
