Актуальность и цели. Объектом исследования являются системы виртуальной реальности, представляющие собой уникальные программируемые средства погружения пользователя в условно смоделированную среду. Предметом исследования является изучение свойств известных и ранее разработанных устройств виртуальной реальности, достоинств и недостатков с точки зрения масштабирования в различных отраслях науки и техники. Цель работы - провести аналитический литературный обзор и анализ известных устройств виртуальной реальности, представить наиболее перспективные решения с точки зрения безбоязненного использования для решения в различных технологических задачах. Материалы и методы . В качестве материалов исследования использовался поисковый метод научных и научно-популярных работ в лицензированных российских и зарубежных базах Е-librаry и Sсорus по ключевым словам: VR , virtuаl rеаlity , histоry , rеviеw . Результаты. Представлены тренды развития виртуальной реальности в разрезе информационных, инженерных и потребительских решений. Рассмотрены современные виртуальные устройства, особенности их применения и сравнительные характеристики. Выводы. Виртуальная реальность на современном этапе развития может стать необходимой формой поддержки принятия решения, с помощью которой можно значительно повысить эффективность работы специалистов в различных сферах деятельности.
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки
2020. — Выпуск 2
Содержание:
Актуальность и цели. Целью работы является поиск путей автоматизации процесса обработки данных при мониторинге технического состояния мостов. Объектом исследования является система мониторинга сооружений транспортной инфраструктуры различных типов, базирующаяся на технологии трехмерного лазерного сканирования как способе оценки степени их износа. Предмет исследования - автоматизированный комплекс для обработки данных лазерного сканирования - интеллектуальный блок мониторинга, создание его концепции. Материалы и методы. Исследование выполнено методом синтеза модели системы мониторинга, апробируемой коллективом для специальных нужд с последующей ее декомпозицией и разбиением на основные структурные элементы. Результаты. Составлена схема структуры создаваемой системы мониторинга мостовых сооружений. Разработана и описана концепция ее интеллектуальной подсистемы. Представлен комплекс по созданию трехмерных копий реальных объектов в виде его модели типа «черный ящик» с изложением механизма его работы. Посредством методологии IDEF0 сформирована блок-схема работы и взаимодействия элементов интеллектуальной подсистемы мониторинга мостов с математическим описанием ее состояний. Выводы. В результате проделанной работы сделаны выводы о наиболее эффективных путях модернизации процедуры мониторинга мостов в целом. Предлагаемое решение в виде единой интеллектуальной системы мониторинга позволяет устранить выявленные проблемы. Кроме того, такой комплекс может учитывать скорость и динамику развития деформаций, что является очень важным критерием при построении прогнозов остаточного срока службы объекта и рекомендаций по проведению ремонтных работ.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Одной из задач проектирования долговременных электронных хранилищ является минимизация количества носителей информации при достижении максимально возможной надежности хранения информации. При использовании в качестве носителей оптических дисков эта задача может быть решена объединением носителей в структуры RAID. Однако при этом для архивов, не использующих дорогостоящие роботизированные библиотеки, возникает проблема оперативного доступа к хранимой информации. Проблема может быть решена объединением носителей в гибридные структуры, где наряду с массивами RAID информация хранится также и на одинарных носителях. Целью исследования является построение математической модели надежности хранения информации на оптических дисках, объединенных в гибридные структуры (названы в работе как G5, G6, G15, G16), и определение с помощью этой модели наиболее выгодной структуры. Материалы и методы. Построение модели базируется на известных методах оценки надежности массивов RAID, разработанных для жестких дисков, которые были дополнены выражениями для учета надежности хранения информации на группах одиночных дисков. В качестве исходных данных для модели рассматриваются: общий объем архивного хранилища, емкость одного оптического диска, вероятность выхода из строя оптического диска при хранении между проверками целостности, условное количество дисков с информацией в массиве RAID, количество изготавливаемых запасных копий. Результаты. Построена модель и проведено моделирование для различных значений емкости электронного архива. Для сравнения выполнено также моделирование для архивов на базе RAID наиболее распространенных типов (5, 6, 15, 16), а также для архива на базе одиночных дисков с запасными копиями. Подтверждено, что хотя гибридные структуры и проигрывают по надежности «чистым» RAID, но значительно превосходят архивы на одиночных дисках. Выводы. По результатам исследования для создания архивов на оптических дисках, объединенных в гибридные структуры, можно однозначно рекомендовать структуру G16.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Проведен комплексный анализ системных связей основных технико-технологических показателей функционирования технологических блоков рудника подземного скважинного выщелачивания урана. Материалы и методы. В основу проведенного исследования легла разработка информационной модели эксплуатации технологических скважин, позволившая определить взаимосвязи между основными объемными и качественными показателями отработки запасов на месторождении, такими как: объемы горнорудной массы, объемы вскрытых запасов, извлечение металла, средняя концентрация урана, величина рудного интервала Результаты. Проведенный в рамках разработанной информационной модели анализ геологической и технологической информации, а также оценка эволюции запасов в процессе отработки блоков месторождения показали, что 76 % функционирующих технологических блоков на месторождении демонстрируют переизвлечение по фактическим показателям или ожидаемое в ближайшее время по прогнозным оценкам. Для адекватной оценки запасов технологических блоков осуществлено формирование исходного множества факторных признаков, определяющих объемы вскрытых запасов и объемы добычи на месторождении: интервал эффективной мощности закисляемого продуктивного горизонта, группировка технологических скважин блока, площадь технологического блока. Выводы. Результаты пересчета запасов показали, что реальные запасы урана в недрах не соответствуют фактической отработке. Кроме того, было выявлено, что систематическая недооценка вскрытых запасов связана еще и с расчетом содержания урана в рудных интервалах, т.е. с принятым в расчет значением коэффициента радиоактивного равновесия.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Технологический прорыв в области интегральной электроники обеспечивает производство датчиковой аппаратуры с высокими метрологическими характеристиками, расширение их динамического диапазона преобразования, что, в свою очередь, делает актуальной задачу совершенствования вторичных измерительных преобразователей информации. В связи с этим в работе решается задача повышения точности интегрирующего аналого-цифрового преобразователя напряжения с промежуточным преобразованием в интервал времени. Материалы и методы. Подробно описан алгоритм работы интегрирующего аналого-цифрового преобразования напряжения в интервал времени, обеспечивающий повышение точности преобразования за счет компенсации погрешности от краевых эффектов. Для разработки имитационной модели, подтверждающей корректность функционирования алгоритма, была использована программная среда NI Мultisim 12.0. Результаты. Разработана имитационная модель интегрирующего аналого-цифрового преобразователя напряжения в интервал времени. Приведено аналитическое описание реализации алгоритма, а также описание имитационной модели, реализующей алгоритм. Полученные результаты исследования линейности функции преобразования предлагаемого устройства подтверждают корректность функционирования алгоритма. Выводы. Разработанная в программной среде NI Multisim имитационная модель, реализующая алгоритм интегрирующего аналого-цифрового преобразователя напряжения в интервал времени, показала высокую линейность преобразования. При заданных параметрах аналоговых узлов, стремящихся к идеальным, погрешность линейности функции преобразования отсутствует.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Проведено снижение электромагнитного излучения электронного устройства посредством применения в процессоре технологии размытия спектра тактовой частоты. Описаны основные параметры размытия спектра. Даны рекомендации и обоснования выбора значений параметров. Несмотря на то, что данная технология запатентована около 80 лет назад, свое широкое распространение она получила только в настоящее время. Материалы и методы. Представлены результаты опытов по изучению влияния параметров ширины и частоты модуляции размытия спектра на электромагнитное излучение. Опыты проводились на процессоре i.MX6ULL в составе вычислительного модуля макета. Кроме того, представлены графики измерения электромагнитного излучения размытого спектра с разной частотой модуляции. Результаты. Разработанный алгоритм позволяет изменять параметры функции размытия спектра непосредственно в процессе работы устройства. На основе предложенного алгоритма создан специализированный модуль ядра операционной системы. Приведены плюсы и минусы использования технологии размытия спектра тактовой частоты процессора. Выводы. Практическая значимость алгоритма состоит в существенном сокращении времени проведения тестирования с различными наборами параметров.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Предлагается математическая модель траектории замера участков поверхности почвы, выполненной лазерным профилографом методом кругового сканирования. Среди известных контактных методов измерения неровностей поверхности наибольшее распространение получил пин-метод, или профилометрирование, в то время как среди бесконтактных пользуются популярностью наземное лазерное сканирование и цифровая фотограмметрия. Предметом исследования являются процессы замера различных участков поверхности почвы. Цель работы - установление математической модели траектории замера участков поверхности почвы. Материалы и методы. Для измерения шероховатости профиля поверхности почвы предлагается использовать лазерный профилограф для кругового сканирования. Преимуществом профилографа является высокая точность замера (±0,1 мм), которая обеспечивается лазерным датчиком. Также по сравнению с устройствами, производящими измерение в одной продольно-вертикальной плоскости, профилограф с круговым сканированием имеет габариты до 4-5 раз меньше при одной длине сканирования. При замере данных круговым сканированием в декартовой и полярной системе с началом системы в центре вращения датчика установлены системы уравнений. Результаты. Для получения математической модели траектории замера профилографом, производящим сканирование по окружности постоянного радиуса, теоретически исследован контроль плоского горизонтального и наклонного участков поверхности. Графически зависимости представляют собой гармонические колебания, где значение амплитуды определяется величиной уклона поверхности. Расстояние по оси абсцисс между наибольшей и наименьшей точками ординаты постоянно и равно 180 град, причем по ним устанавливается направление склона с учетом начальной фазы колебаний, которая определяет значение полной фазы колебания в момент φ = 0. Выводы. При круговом сканировании лазерным профилографом плоских горизонтальных и наклонных участков установлены круговые и эллипсоидные траектории замера соответственно. Приведено математическое и графическое описание данных в декартовой и полярной системах координат, позволяющее определить микрорельеф поверхности почвы, а также направление и уклон склона. В дальнейших исследованиях предлагается оценить траектории замера, получаемые при лазерном круговом сканировании выпуклых и вогнутых участков поверхности.
Ключевые слова
Актуальность и цели . Современные методы преобразования параметров движения микрометеороидов совершенствуются в направлении бесконтактного получения информации взамен регистрации путем взаимодействия с мишенью. Цель статьи - продемонстрировать возможность создания преобразователей параметров движения микрометеороидов на основе оптических систем с точностью измерений не хуже реализованных контактных методов. Материалы и методы . Предлагаются новые методы реализации устройств, основанные на бесконтактном исследовании параметров движения объектов, а также анализируется их погрешность и достоверность измерений. Результаты . Показано, что при различных характеристиках выбранных радиоэлементов и геометрических параметров устройства можно варьировать необходимыми значениями погрешностей измерений и вероятностью получения информации. Выводы . Предложен метод уменьшения погрешности измерений, вносимый методической погрешностью, за счет введения дополнительных элементов в предлагаемое устройство.
Ключевые слова
Актуальность и цели. На настоящем этапе в промышленных условиях возможно получение мелющих шаров, изготовленных способом поперечно-винтовой прокатки с повышенной точностью их геометрии. Актуальным является разделение номенклатуры производимых мелющих шаров на две группы геометрической точности с дальнейшим требованием «повышенной точности» к шарам, предназначенным для термической обработки на пятую группу твердости. Объектом исследования являются мелющие шары. Предметом исследования является процесс их производства на современном оборудовании с достижением высоких геометрических параметров. Цель работы - структурирование параметров, от которых зависит точность геометрических размеров произведенных мелющих шаров, определение степени их влияния, а также предельных отклонений для предлагаемой группы шаров повышенной точности. Материалы и методы. Исследование выполнено в условиях рельсобалочного цеха АО «ЕВРАЗ-НТМК». Прокатка мелющих шаров производилась на современном стане 60-120. Изготовление валков с непрерывно-изменяющимся шагом производилось на 5-координатном обрабатывающем центре NОRМА L-45, а контроль геометрических параметров - на измерительной машине FАRОАRМ. Результаты. Для выявления основных факторов, влияющих на геометрическую точность мелющих шаров, были выделены следующие погрешности: погрешность, обусловленная качеством изготовления инструмента деформации, погрешность настройки стана и погрешность измерений. Произведен расчет суммарной погрешности при выполнении ряда условий для всех размеров получаемых шаров и составлена таблица с разделением мелющих шаров на две группы: обыкновенной точности и повышенной точности, с указанием предельных отклонений на размеры. Выводы. Проведенное исследование подтверждает, что при использовании современного оборудования и технологий существует возможность получения шаров повышенной точности, которые за счет снижения концентрации напряжений будут минимально подвержены разрушению в процессе закалки и внешних воздействий.
Ключевые слова
Актуальность и цели . Одним из перспективных путей обеспечения высоких требований к эксплуатационным характеристикам современной аэрокосмической, автомобильной и военной техники при уменьшении ее массы является использование полимерных слоистых композиционных материалов (ПСКМ). Одной из причин, сдерживающих более широкое применение этих материалов, является наличие технологических дефектов, оказывающих существенное влияние на физико-механические характеристики этих материалов, включая характеристики сопротивления деформированию и разрушению. К числу технологических дефектов относятся отклонения массы и толщины ПСКМ от проектных значений, пористость, отклонения углов ориентации нитей тканей в слое, отклонения углов укладки слоев, разброс расстояния между нитями в слое ПСКМ, волнистость нитей. Целью работы является исследование влияния технологических дефектов в ПСКМ, полученных по технологиям ручного формования, вакуумного мешка и вакуумной инфузии, на их сопротивление деформированию и разрушению, учету этого влияния при проектировании. Материалы и методы . В качестве исследуемых материалов выбраны полимерные слоистые композиционные материалы на основе углеродных тканей и эпоксидных связующих. При изучении технологических дефектов использованы оптические методы исследования микро- и макроструктуры, при экспериментальном исследовании сопротивления деформированию и разрушению - методы лабораторных испытаний, при теоретическом исследовании - методы компьютерного моделирования. Результаты . Установлены зависимости между статистическими характеристиками технологических дефектов в ПСКМ, с одной стороны, и характеристиками его сопротивление деформированию и разрушению - с другой стороны. Выводы. Влияние отклонений углов ориентации нитей тканей в слое, отклонения углов укладки слоев от проектных значений на характеристики его сопротивления деформированию и разрушению существенно и должно учитываться при проектировании. Влияние используемой технологии получения ПСКМ на его физико-механические свойства тоже должно учитываться.
