Актуальность и цели. В последнее время вопросы профориентации приобретают особую актуальность, поскольку устремления большей части общества не соответствуют требованиям рынка труда: появляется множество специалистов с «модными» профессиями, а имеющиеся вакансии остаются невостребованными. Рассматриваемая в статье информационная система направлена на решение этих проблем за счет реализации дистанционного предоставления следующих возможностей: получение информации о востребованных профессиях с описанием и требуемым образованием, включая разновидности и схожие виды деятельности, определение интересов и склонностей пользователей и формирование в соответствии с ними рекомендаций по выбору будущей профессии. Цель данной работы - разработка алгоритмов управления процессами профориентации для информационной системы, которая обеспечивает профориентационное просвещение, диагностику и консультирование. Материалы и методы. Под управлением профориентационными процессами понимается реализация процедур оказания помощи пользователям при выборе профессии, предоставляя при этом наиболее подходящие для их освоения направления обучения и объединяя схожие виды профессиональной деятельности. Этот подход реализован с помощью метода латентно-семантического анализа, который, используя сингулярное разложение частотной матрицы встречаемости слов и значение косинусной меры сходства, позволяет устанавливать соответствия между описаниями профессий и компетенциями, описанными в государственных образовательных стандартах. Результаты. Рассмотрен алгоритм расчета коэффициента соответствия для профессий, в основе которого лежит метод латентно-семантического анализа. Разработан алгоритм добавления новых профессий, уникальный тем, что в процессе добавления записи на основе указанного описания предоставляются схожие профессии, имеющие наибольшие значения коэффициента соответствия. Предложен алгоритм формирования рекомендаций по выбору будущей профессии в соответствии с данными профориентационной диагностики пользователя. Представлены результаты программной реализации описанных методов и алгоритмов, которые демонстрируют корректность и правильность информационной системы. Выводы. Разработанные алгоритмы позволяют повысить эффективность осуществления процессов профориентации за счет предоставления свободного доступа к современному миру профессий с указанием требований к должности, квалификации и предоставлением схожих видов деятельности. Использование рассмотренной информационной системы школьниками при выборе учебного заведения или соискателями при поиске места работы поможет устранить существующие противоречия между интересами и склонностями общества и актуальными требованиями рынка труда.
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки
2014. — Выпуск 2
Содержание:
Актуальность и цели . Применение экспертной системы позволяет аккумулировать знания обслуживающего персонала и экспертов о причинах отказов и результатах их устранения, что сократит время восстановления автоматических станочных модулей и соответственно повысит коэффициент готовности. Это обусловливает актуальность данной работы. Материал и методы. Разработанная методика построения модели базы знаний экспертной системы поддержки процесса диагностирования автоматических станочных модулей учитывает их иерархическую структуру в виде подсистем различного уровня при построении всех компонентов системы (информационную универсальность, возможность расширения и внутреннюю совместимость компонент), обеспечивает на основе выявленных в условиях эксплуатации причинно-следственных связей между отказами и восстановлениями модулей и экспертной обработки данных методом парных сравнений формирование рекомендаций по устранению нарушений процесса функционирования модулей. Для формирования базы знаний предложено применение объектно ориентированной модели для формализации фактов, позволяющей отобразить объекты предметной области и связи между ними, и продукционной модели для формализации процедурных знаний (правил), обеспечивающих более гибкую организацию работы механизма вывода. Результаты. Проанализированы и структурированы данные об отказах автоматических станочных модулей. Построена база знаний экспертной системы, включающая декларативную компоненту в виде объектно ориентированной модели, которая содержит знания о подсистемах модуля, параметрах диагностирования, информацию об отказах подсистем и способах их устранения, и процедурную компоненту в виде продукционной модели, содержащую комплекс правил, используемых для обработки декларативных знаний, что обеспечивает формирование сообщений о неисправном функциональном блоке в той или иной подсистеме модуля. Выводы. Представленная модель базы знаний поддержки процесса диагностирования автоматических станочных модулей отражает процесс решения задачи при определении причин неисправностей на основе анализа диагностической информации и учитывает иерархическую структуру и алгоритм диагностирования.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Цель работы: анализ технологических особенностей формообразования кремниевых кристаллов акселерометров - элементов первичных преобразователей информации, выполненных на основе базовых МЭМС-технологий. Применение монокристаллического кремния в качестве конструкционного материала при создании датчиков позволило вывести на качественно новый уровень технические характеристики приборов, получивших общее название МЭМС-датчиков. Одними из наиболее распространенных приборов, выполненных по МЭМС-технологиям, являются микромеханические акселерометры емкостного и пьезорезисторного типа. Материалы и методы. Кремниевые микромеханические акселерометры изготавливаются по технологиям поверхностной либо объемной микромеханики. Показаны преимущества и недостатки рассмотренных технологий: поверхностная микрообработка позволяет формировать множество чувствительных элементов для создания акселерометров массового производства, а технологии объемной микрообработки менее производительны, но обеспечивают получение чувствительных элементов акселерометров с высокими выходными параметрами. Результаты и выводы. Преимущества чувствительного элемента, выполненного по технологии объемной микромеханики, заключаются в высоких метрологических и эксплуатационных характеристиках за счет большой величины инерционной массы по сравнению с чувствительными элементами, выполненными по технологии поверхностной микрообработки. Отличительной особенностью чувствительных элементов пьезорезисторного типа по сравнению с емкостными является более сложный технологический процесс, обусловленный необходимостью формирования пьезорезисторов на поверхности упругих перемычек. Выходные параметры МЭМС-приборов определяются технологическими особенностями изготовления кремниевых кристаллов МЭМС-акселерометров.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Антенны, закрепленные на борту подвижных средств, подвергаются вибрационным воздействиям. Это приводит к изменению фазового фронта электромагнитной волны, формируемой антенной, и изменению ее диаграммы направленности. Появляется необходимость оценки не только расчетных характеристик проектируемых антенн, но и изменений, возникающих в результате деформаций их излучающих поверхностей. Оценка результатов внешних вибрационных воздействий представляет собой задачу, строгое аналитическое решение которой в силу сложности конструкции антенны в большинстве случаев оказывается невозможным. Материалы и методы . Перспективным направлением в исследовании такого рода процессов в антеннах является использование метода математического моделирования, основанного на дискретном представлении этих антенн, позволяющем описать векторы электромагнитного поля совокупностью компонент, формируемых отдельными элементами дискретизации антенны. Зная геометрические характеристики излучающей поверхности антенны, можно определить центры излучающих элементов и оценить их новое пространственное положение в результате воздействия вибраций. Результаты . Предложенная методика моделирования позволила установить связь между возникающими при вибрационных воздействиях деформациями излучающей поверхности антенны и изменениями ее диаграммы направленности. Адекватность используемой дискретной математической модели подтверждается экспериментальными данными. Выводы . Вибрационные воздействия оказывают существенное влияние на характеристики излучения зеркальной параболической антенны, работающей в составе радиолучевой охранной системы. Их необходимо учитывать при проектировании.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Рассмотрена актуальная задача разработки методики автоматизированного измерения частоты единичного усиления операционных усилителей, использование которой будет способствовать организации массового входного контроля микросхем на предприятиях приборостроения. Результаты. Предложена методика автоматизированного измерения частоты единичного усиления операционных усилителей, отличающаяся тем, что частота тестового сигнала, подаваемого на исследуемый операционный усилитель для оценки его коэффициента усиления, изменяется не плавно, а дискретно, начиная с минимально допустимого значения частоты единичного усиления, с последующим удвоением частоты, а затем итерационным сужением диапазона поиска частоты, при которой коэффициент усиления операционного усилителя становится меньше единицы при заданном разрешении по частоте. Отличительной особенностью рассмотренной методики является возможность выполнения всех ее этапов в автоматизированном режиме, для чего разработаны алгоритм управления процессом измерения и его программная реализация в среде LаbVIЕW. Выводы. Выполняемые в соответствии с данной методикой операции контроля операционных усилителей отличаются высокой производительностью и могут быть рекомендованы для организации 100 % входного контроля микросхем на предприятиях приборостроения. Работоспособность и высокая эффективность разработанных методики, алгоритмов и программ подтверждаются их использованием при построении многофункционального аппаратно-программного комплекса для измерения параметров ОУ.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Анализ инструментальной составляющей погрешности ∑∆-модулятора представляет сложную задачу, связанную с невозможностью использования принципа декомпозиции для преобразователей информации неканонического вида, т.е. разложения структуры Σ∆-модулятора на отдельные слабо связанные элементы. Поэтому единственный путь, обеспечивающий достоверную оценку погрешности, состоит в проведении натурных и модельных экспериментов. Последние предпочтительны, так как позволяют легко управлять условиями и параметрами проведения эксперимента (при минимальных затратах времени и ресурсов). Целью данной работы является выявление влияния на инструментальную погрешность параметров наиболее критичных узлов реальной схемы (интегратор, компаратор, ЦАП). Материалы и методы. Исходя из принципа разделений функций проведен анализ инструментальной составляющей погрешности преобразования однобитных ΣΔ-модуляторов. Созданы компьютерные модели ∑∆-АЦП с однобитными модуляторами первого, второго и третьего порядков в программной среде NI Мultisim 12.0. Приводятся результаты модельного эксперимента, учитывающие влияние параметров активных и пассивных элементов прямого и опорного каналов преобразования. Результаты. Выявлено влияние параметров аналоговых узлов ∑∆-модуля&shу;торов (интегратор, компаратор, ЦАП) на инструментальную погрешность. Приведены результаты модельного эксперимента. Показана значимость опорного канала преобразования. Обоснована зависимость инструментальной погрешности от параметров аналогового ключа в составе ЦАП опорного канала. Выводы. Инструментальная погрешность однобитных Σ∆-модуляторов в основном определяется параметрами элементов опорного канала. При значениях сопротивлений обратной связи, соотносимых с сопротивлением ключа в замкнутом состоянии, инструментальная погрешность определяется ключом. При значениях сопротивлений обратной связи значительно превышающих сопротивление ключа в замкнутом состоянии, погрешность значительно уменьшается.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Динамические характеристики станков, оцениваемые по виброакустическим колебаниям основных узлов, оказывают существенное влияние на качество обработки высокоточных деталей для машино- и приборостроения. На основе установления связи виброакустических колебаний с точностью и физико-механическими характеристиками дорожек качения колец подшипников при шлифовании определяется целесообразность значения параметров режимов обработки. Цель данной работы - повышение качества обработки деталей подшипников на основе оперативной идентификации динамического состояния шлифовального станка по стохастическим характеристикам виброакустических колебаний основных узлов формообразующей подсистемы. Материалы и методы. Приведены результаты применения к станкам оригинального метода экспериментально-аналитического определения передаточной функции динамической системы через полученную в результате обработки записи виброакустических колебаний автокорреляционную функцию. Для решения поставленной задачи рассматривается возможность определения рационального режима шлифования поверхностей качения колец подшипников на основе измерения виброакустических колебаний динамической системы при воздействии на нее сигнала типа «белый шум». Вычисление передаточной функции замкнутой динамической системы осуществляется при различных подачах круга. Установлена связь запаса устойчивости динамической системы, вычисляемой из передаточной функции для каждого значения подачи шлифовального круга с неоднородностью структуры поверхностного слоя дорожек качения, которое оценивается вихретоковым методом. Результаты. Результаты экспериментальных исследований, проведенных на шлифовальных станках SIW-5 в условиях эксплуатации, установили связь между запасом устойчивости и качеством обработки поверхностного слоя (в баллах), определяемых при различных подачах, что позволило определить рациональную подачу, при которой динамическая система имеет наибольший запас устойчивости, обеспечивается заданное качество обработки дорожек качения колец подшипников и наибольшая производительность. Выводы. Рассмотренная методика определения целесообразного режима обработки на основе идентификации динамической системы станка при резании, базирующаяся на методах теории автоматического управления в применении к шлифовальным станкам, может быть применима для других видов механической обработки.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Важнейшим показателем качества отливок, получаемых литьем в металлические формы, является состояние их поверхности. Наиболее частым дефектом поверхности является задир. Целью работы является установление математических зависимостей между параметрами литья и величиной задира на поверхности отливки. Материалы и методы. Разработаны физико-математические модели образования задира на отливке и формирования шероховатости поверхности отливки, получаемой литьем под давлением. Для решения задачи по образованию задира на отливке использован метод построения разрывных кинематически возможных схем пластического течения материала отливки. При разработке физико-математической модели формирования шероховатости поверхности отливки рассмотрены этапы: затекания расплава в шероховатость литейной формы; образования корочки затвердевшего металла и ее внедрения в материал формы; внедрения твердого металла при усадке. На основе математических моделей написаны программы расчета на ЭВМ. Проведены эксперименты по проверке математической модели формирования шероховатости отливки. Результаты. Получены математические зависимости, позволяющие определить параметры, влияющие на образование «задира» на поверхности отливки. Показана взаимосвязь «задира» с величиной шероховатости поверхности отливки перед ее извлечением из формы. Установлено, что формирование шероховатости отливки при литье под давлением происходит в основном в момент окончания заливки металла. Выводы. Проведенное исследование позволяет не только количественно оценить влияние известных способов предотвращающих «задир», но и показывает возможность использования новых способов (например, вибрацию).
Ключевые слова
Актуальность и цели. Транспорт нефтепродуктов является одним из наиболее энергоемких технологических процессов в нефтегазодобывающей промышленности. В системе транспорта нефти основными потребителями электроэнергии являются электроприводы магистральных насосов (96 % в общей сумме потребления электроэнергии нефтеперекачивающими станциями). Целью данной работы является исследование электромагнитных переходных процессов рассматриваемых систем автоматизированного электропривода в составе электромеханического комплекса насосной станции на основе математического моделирования. Материалы и методы. Сравнение полученных теоретических результатов проведено с экспериментальными данными по методу математического моделирования на основе выявленных аналитических функциональных зависимостей. Разработанная математическая модель представлена в виде взаимосвязанной системы, включающей параметры питающей кабельной линии, трансформаторов, высоковольтного электродвигателя, преобразователя частоты, а также нагрузки на валу в виде центробежного насоса с учетом параметров перекачиваемой жидкости. Для решения задачи исследования переходных процессов тока статора, угловой скорости вращения и электромагнитного момента для каждой из схем использовался метод программирования и численного моделирования нелинейной системы дифференциальных уравнений с шагом 10 -5. Результаты. Исследованы зависимости тока статора, угловой скорости вращения и электромагнитного момента для переходного процесса пуска высоковольтного асинхронного электродвигателя. Выводы. Система, включающая устройство плавного пуска, может быть применима в режимах работы частых пусков высоковольтного асинхронного электродвигателя, но не позволяет изменять угловую скорость вращения насосных агрегатов. Система, включающая высоковольтный преобразователь частоты, позволяет снижать негативное влияние ударного тока на 78,75 %, пускового момента - на 50 %, с учетом увеличения времени переходного процесса - только на 28,57 % относительно моделируемой схемы с прямым пуском высоковольтного асинхронного электродвигателя. Таким образом, для рассматриваемого объекта последняя система является наиболее предпочтительным вариантом, так как позволит снизить затраты электроэнергии в переходных режимах и увеличить точность при управлении скоростью высоковольтного электропривода насосной станции.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Объектом исследования являются механические роторные пеногасители двух типов: дисковые с лопастями и барабанные пеногасители, состоящие из двух концентрично установленных перфорированных барабанов цилиндрической или конической формы. Предметом исследования является оценка конструктивных и эксплуатационных параметров механических роторных пеногасителей при работе с устойчивыми двухфазными потоками с пенной структурой. Целью работы является разработка методов расчета основных кинематических, технологических и конструктивных параметров механических роторных пеногасителей на основе аналитических моделей. Материалы и методы. Оценка параметров механических роторных пеногасителей выполнена на основе гидродинамического моделирования. Результаты. Определены оптимальные условия работы исследованных пеногасителей, разработаны расчетные методы определения объемной производительности дисковых и барабанных пеногасителей, количества лопастей на диске, угловой скорости вращения и величины перфорации подвижного барабана, обеспечивающей условие отсутствия проскока неразрушенной ячейки пены из рабочей зоны пеногасителя, потребляемой пеногасителями мощности. Проведено сопоставление расчетных и опытных данных при работе исследованных пеногасителей. Выводы. Полученные результаты исследования позволяют проводить обоснованные расчеты при подборе и проектировании механических пеногасителей.
Ключевые слова
Актуальность и цели . Объектом исследования является полимерное уплотнение штока гидротормозного устройства новой конструкции. Предметом исследования является процесс его функционирования в тепловой импульсной машине. Целью работы является формирование общего подхода к оценке герметичности полости гидротормозного устройства импульсной тепловой машины на этапе проектирования. Материалы и методы . Исследования процессов функционирования полимерного уплотнения штока новой конструкции выполнены методом конечных элементов. Результаты . Разработана новая конструкция полимерного уплотнения штока гидротормозного устройства новой конструкции для работы в условиях приложения импульсных нагрузок и реверсивного трения, проведены испытания полимерного материала при одноосном растяжении и сдвиге, идентифицированы параметры его модели, разработана компьютерная модель уплотнительного устройства, выполнено компьютерное моделирование рассматриваемого процесса, позволившее оценить герметичность полости гидротормозного устройства на этапе проектирования. Выводы . Исследование процесса функционирования полимерного уплотнения новой конструкции, подтвержденное полигонными испытаниями, позволяет сделать вывод о надежном обеспечении герметичности полости гидротормозного устройства и рекомендовать разработанную конструкцию полимерного уплотнения для использования в других конструкциях тепловых импульсных машин, а использованный подход к оценке герметичности считать достаточно универсальным.
Ключевые слова
Актуальность и цели . Сменные многогранные пластины (СМП) режущего инструмента могут подвергаться вибрационной обработке в среде абразивного наполнителя для повышения прочности режущих кромок путем их округления. Величина радиуса округления зависит от материала и диаметра вписанной окружности. При использовании вибрационной обработки по схеме «внавал» СМП и наполнителя в рабочей камере станка из-за столкновения деталей между собой возможно возникновение их брака в виде сколов и выкрашиваний на режущих кромках. Для исключения брака предложено проводить обработку СМП в отдельных локальных полостях рабочего барабана, свободно загружаемого в рабочую камеру станка. Цель работы - определение для предложенной конструкции вибрационного устройства рациональных геометрических размеров элементов и технологических параметров, обеспечивающих обработку СМП без брака. Материалы и методы. Использованы основные положения геометрии, теоретической механики и статистической обработки результатов экспериментальных исследований. Эксперименты проводились на пластинах из твердого сплава Т15К6 с использованием вибрационного станка мод. ВМ12. Результаты. Предложены зависимости для расчета геометрических параметров рабочего барабана в зависимости от размеров рабочей камеры станка. На примере конкретного вибрационного устройства разработана методика экспериментального определения технологических параметров, обеспечивающих обработку СМП без брака. Выводы. Выработаны принципы реализации предложенной конструкции вибрационного устройства для повышения прочности СМП, позволяющие проводить обработку без брака с использованием без дополнительной доработки промышленного оборудования.