Актуальность и цели . Усложнение выпускаемых изделий приводит к усложнению технологического процесса их изготовления. Важной составной частью производственных систем наряду с центрами обработки деталей становятся также центры сортировки и хранения деталей. Целью работы является разработка методов и средств описания и синтеза компонентно-базированных систем управления сортировкой деталей на основе выборки специфицированных последовательностей. Объект исследования - инфомехатронные производственные системы для сортировки деталей. Предмет исследования - методы и средства проектирования и реализации систем управления сортировкой последовательностей деталей на основе международного стандарта IEC 61499. Материалы и методы. Исследования выполнены с использованием теории конечных автоматов и формальных языков, графовых трансформаций, логического программирования, а также методов разработки программного обеспечения управляющих систем на основе функциональных блоков (ФБ) стандарта IEC 61499. Результаты . Разработаны: 1) формальная модель селектирующего автомата для спецификации и выборки последовательностей деталей в промышленных системах сортировки; 2) подход к реализации селектирующих автоматов на основе ФБ с использованием механизма передачи маркеров; 3) система вывода графов, определяющая процесс порождения структур систем ФБ IEC 61499 из конечноавтоматной спецификации селектируемых последовательностей деталей; 4) методика трансляции автоматных спецификаций селектируемых последовательностей деталей в систему управления сортировкой на основе ФБ IEC 61499. Выводы . Предложенный подход к построению систем сортировки последовательностей деталей является новым и еще не применялся в промышленной практике. Разработанные методы и средства описания и синтеза функционально-блочной системы управления сортировкой последовательностей деталей являются удобными и эффективными, что подтверждается опытом создания и эксплуатации соответствующих инструментальных программных средств.
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки
2017. — Выпуск 2
Содержание:
Актуальность и цели. Наибольший научный интерес для аналитиков представляют открытые социальные данные из сети Интернет как имеющие непосредственную связь со всеми видами человеческой деятельности. Однако в своем исходном виде эти данные плохо подходят для автоматизированной прикладной обработки и должны быть представлены в структурированном, удобном для человеческого восприятия виде - социальном профиле. Построение социального профиля осуществляется через анализ отфильтрованных исходных данных из открытых источников сети Интернет. Динамические неструктурированные данные, включающие в себя как текстовую, так и мультимедиа информацию, не могут быть обработаны классическими средствами аналитики. Поэтому необходимо определить новые методы и подходы анализа в зависимости от типа рассматриваемой информации для наиболее эффективного и полного использования исходных данных. Материалы и методы. Задача анализа данных социального профиля человека достигается за счет использования математического аппарата теории множеств, программных комплексов Вig Dаtа и NоSQL хранилищ данных, средств аналитики социальных медиа, а также современных методов анализа мультимедиа. Результаты. Предложено разделить исходные данные социального профиля на статическую и динамическую части. В статье рассмотрены методы анализа неструктурированной текстовой информации социального профиля. Описывается технология поиска неявных зависимостей в текстах с использованием средств визуального анализа и обработки естественного языка. Также предлагается обзор методик для анализа мультимедиа контента (графика, звук). Выводы. Этап анализа текстовых и мультимедийных данных социального профиля является наиболее важным с точки зрения получаемых результатов и достаточно сложным в реализации. Существует возможность частично автоматизировать процесс анализа информации за счет использования средств визуального анализа, обработки естественного языка (NLP), нейронных сетей и специализированных алгоритмов. Полученные данные обеспечивают подробный детальный обзор связей и сущностей социального профиля и могут использоваться в дальнейших более глубоких социальных исследованиях.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Большинство из существующих в настоящее время методов анализа полутоновых или цветных объектов предполагают предварительное упрощение анализируемого изображения, т.е. приведение его к бинарному виду. В результате подобных действий теряется существенная часть полезной информации об анализируемом объекте. Целью настоящей работы является предложение иного подхода к анализу и распознаванию полутоновых изображений и цветных текстур, основанного на аппарате стохастической геометрии и функционального анализа. Материалы и методы. Предлагаемый в настоящей статье метод анализа и распознавания полутоновых изображений и цветных текстур позволяет формировать признаки распознавания, описывающие геометрические особенности изображения, и признаки распознавания, отражающие особенности цвета или яркости анализируемого объекта. Результаты . Согласно предлагаемому методу признаки распознавания могут быть получены без участия эксперта-аналитика в режиме автоматической компьютерной генерации и последующей минимизации признакового пространства с целью отбора наиболее информативных из них, что обеспечивает надежное распознавание объектов. Причем предлагаемый метод позволяет получить признаки распознавания инвариантные к сдвигу, повороту и к линейным деформациям исходного изображения, что является достаточно важным для большинства задач анализа и распознавания образов. Выводы . Результаты эксперимента доказывают, что предложенный в настоящей статье метод может быть эффективно применен для решения задач обработки и полутоновых изображений, и цветных текстур.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Объектами исследования являются оптические системы, основанные на спекловой интерферометрии. Предметом исследования является спекловая картина - динамическая зернистая структура, формирующаяся в оптических системах, основанных на спекловой интерферометрии. Цель работы - выявление алгоритмических подходов, применимых к анализу различных видов спекловой картины с целью настройки оптической системы. Материалы и методы. Исследования проводились с использованием лабораторной установки, предназначенной для генерации различных видов спекловой картины. Использовались методы кросскорреляционного анализа, трассерной визуализации и гранулометрии. Результаты. Разработаны алгоритмические подходы по анализу движения спекловой картины при различных ее видах. Выявлена возможность анализа динамики спекловой картины путем применения кросскорреляционных алгоритмов, сочетание которых с методом трассерной визуализации позволяет определить характер движения спекла на разных участках анализируемой области. Гранулометрический анализ интенсивности спекловых точек способен идентифицировать состояние оптимальной настройки оптической системы.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Целью работы является создание искусственного нейрона, являющегося аналогом статистического критерия «Крамера - фон Мизеса», для синтеза из таких нейронов нейросетевых преобразователей биометрия-код. Материалы и методы. Ранее авторами было доказано, что критерий «Крамера - фон Мизеса» на малых тестовых выборках работает лучше, чем хи-квадрат статистический критерий. То есть вместо нейросетевых радиальных базисных функций может быть использован искусственный нейрон, являющийся аналогом критерия «Крамера - фон Мизеса». На входы нового типа нейронов подаются не обычные биометрические параметры, а вероятности их появления в обучающей выборке. Результаты. Синтезированный искусственный нейрон унаследовал от квадратичных форм устойчивость алгоритма обучения, что снимает проблему обучения больших сетей таких нейронов. Как и для всех квадратичных нейросетевых функционалов, сети нейронов «Крамера - фон Мизеса» дают выходной код для образов «Чужой» с низкой энтропией из-за отсутствия баланса состояний «0» и «1» в его разрядах. Этот недостаток предложено устранить путем применения выходного квантователя на выходе сумматоров нейронов «Крамера - фон Мизеса» с тремя выходными состояниями. Выводы. Введение в состав вероятностного нейрона «Крамера - фон Мизеса» квантователя с тремя устойчивыми состояниями позволяет получить высокий уровень энтропии для примеров образов «Чужие». Этот эффект возникает из-за удвоения числа выходных разрядов выходного кода и их практически полной балансировке по состоянию разрядов «0» и «1». В итоге сети нейронов «Крамера - фон Мизеса» оказались намного эффективнее, чем сети иных известных квадратичных функционалов. Более того, энтропия их выходных кодов оказывается выше, чем у нейронных сетей, сформированных и обученных по ГОСТ Р 52633.5. Это позволяет рассматривать сети нейронов «Крамера - фон Мизеса» как перспективу для следующего поколения нейросетевых преобразователей биометрия-код.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Наибольшими линейностью функции преобразования и разрядностью выходного кода сегодня обладают преобразователи информации сигма-архитектуры. Однако наличие в их структуре цифрового фильтра-дециматора не позволяет реализовать привязку результата измерения ко времени измерения. В статье исследуется алгоритм интегрирующего Σ Т -АЦП, в котором 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. Исследования проведены с помощью разработанной имитационной модели, в которой используется аналоговый способ компенсации погрешности от краевых эффектов. Это дает возможность без накопления погрешности дискретизации суммировать результаты промежуточных частных циклов преобразования, что позволяет исключить процедуру фильтрации. Материалы и методы. Создана имитационная модель в программной среде Маtlаb/Simulink. Проведен ряд модельных экспериментов и рассчитаны значения среднеквадратичной погрешности линейности функции преобразования аналого-цифровых преобразователей (АЦП) без компенсации и с аналоговой компенсацией соответственно. Дана оценка работоспособности алгоритма и указаны особенности его реализации в программной среде. Результаты. Показатели среднеквадратичной погрешности линейности подтверждают эффективность имитационной модели Σ Т -АЦП с аналоговой компенсацией погрешности от краевых эффектов и корректность реализации алгоритма в программной среде. Разработанная модель более чем в три раза уменьшает погрешность от краевых эффектов. Выводы. Реализованная имитационная модель Σ Т -АЦП с аналоговой компенсацией значительно уменьшает погрешность от краевых эффектов, что подтверждается полученными значениями среднеквадратичной погрешности линейности.
Ключевые слова
Актуальность и цели . Перспективным путем обеспечения высоких требований к эксплуатационным характеристикам современной аэрокосмической, автомобильной и военной техники при уменьшении ее массы является использование полимерных слоистых композиционных материалов. Одной из причин, сдерживающих их более широкое применение, является наличие технологических дефектов, оказывающих существенное влияние на физико-механические характеристики этих материалов. Изучение влияния технологических дефектов на физико-механические свойства полимерных слоистых композиционных материалов включает описание дефектов, их классификацию, выявления причин их появления. Целью изучения является разработка мероприятий по предотвращению появления технологических дефектов, создание методов учета их влияния на эксплуатационные свойства изделий из полимерных слоистых композиционных материалов, установление допускаемых значений характеристик технологических дефектов. Материалы и методы . В качестве исследуемых материалов выбраны полимерные слоистые композиционные материалы. При изучении технологических дефектов использованы оптические методы исследования микро- и макроструктуры. Результаты . Приведено краткое описание дефектов изделий из полимерных слоистых композиционных материалов, приведена классификация технологических дефектов по этапу возникновения и на основе особенностей их строения, являющихся общими для каждой группы дефектов. Выводы. Классификация технологических дефектов по этапу возникновения и на основе особенностей их строения является основой разработки мероприятий по предотвращению появления технологических дефектов, созданию методов учета их влияния на эксплуатационные свойства изделий из полимерных слоистых композиционных материалов, установлению допускаемых значений характеристик технологических дефектов.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Повышение требований к качеству металло-обработки деталей точного машино- и приборостроения на современных автоматизированных станках с применением новых инструментальных материалов определяет внимание к динамическому качеству станков. Актуальным является установление значений параметров режима резания с минимальным уровнем виброакустических колебаний, в частности, при прецизионной токарной обработке с использованием алмазного точения. Целью данной работы является формирование оценок динамического качества прецизионных токарных модулей на основе вычисления автокорреляционных функций и определения зон значений параметров режима точения с наиболее высокой точностью обработки при минимальном уровне виброакустических колебаний. Материалы и методы. Теоретически и экспериментально установлено соответствие интегральных оценок и запасов устойчивости динамической системы токарного модуля, полученных на основе автокорреляционных функций виброакустических колебаний, с шероховатостью обработанной поверхности. Результаты. Установлено монотонное уменьшение интегральных оценок автокорреляционных функций и аналогичное снижение запаса устойчивости динамической системы по мере увеличения значения параметра затухания автокорреляционной функции. Результаты экспериментальных исследований связи шероховатости поверхности деталей, обработанных на прецизионном токарном модуле типа ТПАРМ, показали, что для выбора режима точения с минимальной шероховатостью применимы обе указанные оценки. Выводы. По максимуму запаса устойчивости динамической системы токарного модуля установлена частота вращения заготовки, при которой достигается минимум шероховатости поверхности при наибольшей производительности алмазного точения, согласуется с ранее полученными результатами по назначению режима точения по интегральным оценкам автокорреляционных функций виброакустических колебаний.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Объектом исследования являются силовые детали грузоподъемной техники. В качестве примера силовой детали рассмотрен захват для тюбингов, монтируемых в стационарных подземных тоннелях диаметром 8,5 и 9,5 м. Предметом исследования является новый процесс проектирования силовых деталей на примере двух звеньев захвата с применением метода топологической оптимизации. Цель работы - существенно снизить массу силовых деталей без потери жесткости и прочности по сравнению с традиционными конструкциями. Материалы и методы. Процесс проектирования силовых звеньев захвата проведен с использованием метода топологической оптимизации в качестве проектировочного расчета. Рассмотрены особенности применения метода топологической оптимизации к рассматриваемой задаче: показаны стадии построения доступного по компоновке пространства проектирования для двух звеньев захвата, описаны расчетные нагрузки, действующие на механизм. Для окончательного поверочного расчета получившихся конструкций звеньев захвата использован стандартный метод конечных элементов. Результаты. Результаты топологической оптимизации показали оптимальные пути передачи нагрузки, которые были интерпретированы в виде чертежей и 3D-моделей конструкции силовых звеньев захвата. Результаты поверочного расчета методом конечных элементов показали достаточную прочность синтезированной конструкции захвата. Изготовлены образцы спроектированных конструкций в металле и проведены их успешные испытания. Выводы. Результатом работы явилось снижение массы звеньев захвата в 1,5 раза по сравнению с первоначально предложенной конструкцией, основанной на аналогах, что подтверждает эффективность использования метода топологической оптимизации в процессе проектирования грузоподъемной техники.
Ключевые слова
Актуальность и цели. При изготовлении корпусов специзделий возникает достаточное количество технологических трудностей, связанных с обеспечением формы, точности, технических требований, оптимальности производственных материальных и временных затрат. Материалы и методы. В качестве объекта исследования выбрана технология механической обработки корпусов специзделий. При рассмотрении проблем механообработки проанализированы имеющиеся в производственных циклах предприятий технологические решения. Результаты. Представлен обзор проблем механической обработки корпусных деталей для специделий и путей их решения на предприятиях на этапах механообработки. Выводы. Предложенные решения позволят существенно повысить как качество обработки корпусных деталей, так и производительность обработки на машиностроительном производстве.