+
Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль
2018. — Выпуск 2
Содержание:
+
Актуальность и цели. Объектом исследования являются вакуумные насосные системы как пример сложных технических систем. Предметом исследования является повышение надежности вакуумных насосных систем путем замены штатных подшипников качения на подшипники скольжения, изготовленные из современных неметаллических композиционных материалов. Целью работы является рассмотрение возможности внедрения неметаллических композиционных материалов для оптимизации физических свойств деталей и агрегатов, ведущих к повышению надежности элементов и конструктивных узлов агрегатов. Результаты . Рассмотрены марки современных неметаллических материалов и их характеристики. Определены основные критерии выбора антифрикционного материала, предложены способы, подтверждающие эффективность предлагаемого решения повышения ресурса подшипников в узлах трения сложных технических систем. Приведены примеры внедрения полимерных композиционных материалов в различных областях машиностроения. Выводы . Широкий температурный диапазон и низкие значения коэффициентов трения неметаллических композиционных материалов позволят существенно продлить жизненный цикл узлов трения сложных технических систем, тем самым повысив надежность эксплуатации системы.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Актуальность и цели. Объектом исследования являются графоаналитические или топологические методы расчета электрических схем. Существует достаточно большое количество типов графов: графы Мейсона, Коутса, токовые, потенциально-токовые графы, потенциальные сигнальные графы и т.д. Все графы характеризуются наглядностью и представляют собой один из способов записи системы линейных уравнений. Целью работы является обоснование выбора одного из типов графов для анализа электрических схем. Материалы и методы. В основе исследования использован раздел неметрической математики, в основе которой заложен топологический подход к изучаемым процессам и явлениям. Полученные результаты согласуются с основными положениями теории графов и алгебраических методов, позволяющих быстро получить математические выражения, весьма удобные с точки зрения последующего анализа. Результаты. Исследованы различные типы графов, для каждого определены его характеристики. Выявлено, что по совокупности характеристик для анализа электрических цепей более удобными являются обобщенные сигнальные графы, которые объединяют сильные стороны графов Мейсона и Коутса и свободны от присущих им недостатков. Все разновидности сигнальных графов являются частными случаями обобщенных сигнальных графов. Выводы. Показано, что обобщенные сигнальные графы являются наиболее удобными для анализа электрических цепей благодаря большей информативности и наглядности представления взаимосвязей между параметрами электрической цепи.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Актуальность и цели. Объектом исследования являются методы идентификации схем замещения параметрических датчиков в виде двухполюсной электрической цепи. Известные методы идентификации, основанные на анализе спектральных характеристик, в качестве промежуточных величин используют интенсивность составляющих выходного сигнала, которые зависят от напряжения, тока и других факторов, включая помехи. Более высокая точность достигается при использовании в качестве промежуточных величин частоты и фазы, которые более устойчивы к воздействию помех, а точность эталона частоты (времени) на порядок выше. Поэтому разработка методов идентификации схем замещения параметрических датчиков по их фазным характеристикам, несомненно, актуальна. Целью работы является разработка методов, условий, а также выявление характерных признаков, упрощающих идентификацию схем замещения в виде двухполюсных электрических цепей на основе исследования фазочастотных характеристик. Материалы и методы. Предложено при идентификации двухполюсных цепей использовать не только фазочастотные характеристики, но и дифференциальные фазо-частотные характеристики, что позволяет уточнить особенности топологии электрических цепей и повысить достоверность результата. Показана возможность получения неоднозначного решения для схем цепей, содержащих параллельно соединенные конденсатор и индуктивность, изготовленную из провода, имеющего сопротивление. При анализе использованы известные положения теории электрических цепей и программное обеспечение МаtLаb. Результаты. Разработаны методы идентификации схем замещения в виде двухполюсных электрических цепей параметрических датчиков, основанные на анализе фазочастотных и дифференциальных фазочастотных характеристик. Предложены алгоритмы анализа и проведено исследование на примере схемы замещения индуктивного датчика. Выявлены условия, при которых возможно принятие неоднозначного решения при идентификации схемы замещения. Выводы. Развиты положения теории идентификации схем замещения параметрических датчиков, описываемых двухполюсной электрической схемой, путем использования при принятии решения результатов анализа фазо-частотных и дифференциальных фазочастотных характеристик. Исследования алгоритмов принятия решений и полученные результаты совпадают с основными положениями теории электрических цепей.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Актуальность и цели. Объектом исследования является информационно-измерительная система для идентификации газов. Предметом исследования являются способ достоверной идентификации газов по спектрам излучения, основанный на принципах искусственных нейронных сетей. Целью работы является разработка способа достоверной идентификации атомов газов на основе анализа спектров излучения с использованием принципов искусственных нейронных сетей. Материалы и методы. Для решения поставленных задач использовались методы решения некорректных задач при спектральном анализе, методы математического моделирования, статистической обработки данных, теория искусственных нейронных сетей, метод обратного распространения ошибки, моделирование математической модели производилось в программной среде Visuаl Ваsiс fоr Аррliсаtiоns (VВА) Мiсrоsоft Ехсеl. Результаты. На основе спектрометрической лабораторной установки разработан способ идентификации газов с использованием принципов искусственных нейронных сетей и спектральных характеристик в видимом диапазоне длин волн, разработаны структура и математическая модель искусственной нейронной сети идентификации газа по его спектральным характеристикам; определены параметры функции активации, позволяющей производить обучение искусственной нейронной сети, где в качестве учителя используются эталонные значения интенсивных длин волн различных газов. Выводы. Использование предлагаемой системы и способа идентификации атомов газов позволит: производить достоверную идентификацию газов с использованием искусственных нейронных сетей с обучением измерительной системы учителем; учителем выступают эталонные газы с известными длинами волн; при обучении минимизируются целевые функции, устанавливающие связь между интенсивностями и длинами волн в видимом диапазоне длин волн. Предложены рекомендации по модернизации структурной схемы и оборудования информационно-измерительной системы идентификации веществ в зависимости от решаемой задачи.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Актуальность и цели. В настоящее время интенсивно развивается метод магнетронного распыления, обеспечивающий контролируемое распыление тонких слоев с требуемыми параметрами. При многократном использовании мишени на ней образуется зона эрозии (канавка), непосредственно влияющая на скорость распыления материала (толщину пленки). Уменьшение толщины тонкой пленки приводит к увеличению удельного электрического сопротивления, т.е. к невоспроизводимости требуемых характеристик и параметров. Цель работы - напыление тонких пленок требуемых параметров и характеристик с использованием мишени длительного и многократного использования. Материалы и методы. Проведено определение зависимости толщины и сопротивления пленки от глубины эрозии мишени. Определена зависимость толщины пленки от времени распыления, исходя из глубины эрозии мишени. Результаты. Возможно производить управляемый синтез тонких пленок с заданными электрофизическими параметрами методом магнетронного распыления, улучшить воспроизводимость требуемых параметров при длительном и многократном использовании мишени. Выводы. Управляемый синтез тонких пленок, полученных методом магнетронного напыления, позволит получить заданные параметры и характеристики с использованием мишени длительного и многократного использования.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Актуальность и цели . Объектом исследования являются системы электроснабжения цехов машиностроительных предприятий. Предметом исследования являются цеховые потребители и источники электроэнергии. Целью работы является задача определения оптимального размещения цеховых подстанций для снижения энергопотерь и металлоемкости линий энергоснабжения. Материалы и методы . В работе применен метод распределенных удельных мощностей. Критериями оптимизации являются величины потерь электроэнергии, связанные с ее передачей, а также металлоемкость системы энергоснабжения. Результаты . Предложен метод, основанный на том, что все нагрузки, распределенные на поверхности, представлены фигурами в виде тел вращения. Поверхность, ограничивающая эти тела, образована и определяется произведением базовой функции на величину мощности нагрузки. Анализ результатов проводится путем замены группы потребителей электроэнергии на эквивалентный потребитель с определением радиуса рассеяния. Выводы . Предлагаемый метод позволяет проектировать системы электроснабжения, обладающие лучшими параметрами и характеристиками по признаку минимальных потерь электроэнергии при ее передаче, а также с минимальной металлоемкостью. Метод обладает универсальностью и может быть использован как для определения оптимального размещения объектов системы электроснабжения населенных пунктов, так и для оптимального размещения компенсаторов реактивной мощности. При установке компенсаторов, кроме того, появляется дополнительное снижение потерь в энергосети, повышается качество электроэнергии, подводимой потребителю.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Актуальность и цели. Имитационное моделирование является неотъемлемой частью процесса разработки всех датчиков, работающих в жестких условиях эксплуатации. Методы имитационного моделирования позволяют получать необходимую информацию о процессах, протекающих в датчиках на предварительном дорогостоящем этапе макетирования, не прибегая к натурным испытаниям. Целью представленного имитационного моделирования является определение влияния воздействия внешних факторов на работоспособность высокотемпературного пьезоэлектрического датчика давления, разработку которого проводит АО «НИИФИ», для подтверждения правильности выбранных конструктивных решений. Материалы и методы. В качестве метода исследования использовалось имитационное моделирование, при котором изучаемый объект (датчик) заменяется его моделью, с которой проводятся эксперименты с целью получения информации об этом объекте. В эксперименте применялось специализированное программное обеспечение Sоlidwоrks, позволяющее избежать дорогостоящих и длительных циклов «проектирование-изготовление-испытания». Результаты. В результате моделирования влияния внешних факторов на работоспособность датчика определены максимальные напряжения, возникающие при воздействии статических давлений на мембрану датчика; максимальные напряжения при воздействии синусоидальной вибрации и механического удара; построены эпюры распределения температурных полей при воздействии температуры 3000 С в течение 6 с. Выводы. Заложенные конструктивные решения датчика быстропеременных давлений обеспечивают стойкость датчика к влияющим величинам, температуре, статическому давлению, высоким уровням вибрационных и ударных нагрузок.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Актуальность и цели. Рассмотрена задача расчета магнитных полей магнитострикционных уровнемеров (МУ), в частности МУ накладного или погружного типа, основанных на применении ультразвуковых волн (УЗВ) кручения, численными методами. Выявлены наиболее распространенные недостатки при проектировании МУ - невысокая точность и значительная сложность вычислений. Показан способ устранения этих недостатков путем применения SDN-сетей. Материалы и методы. Для этого предлагается получение математической модели магнитных полей МУ накладного или погружного типа на УЗВ кручения с помощью численного решения интегральных уравнений. Это обобщает решение задачи для любой расчетной области и обеспечивает минимальную погрешность аппроксимации. Также приводится способ повышения эффективности расчета за счет использования более сложных схем разностной аппроксимации. Результаты . На основании данных, представленных в статье, было проведено моделирование выходных параметров магнитного поля МУ накладного или погружного типа на УЗВ кручения с помощью ЭВМ, объединенных в SDN-сеть. Выводы . По результатам этого эксперимента сделаны выводы об увеличении точности расчетов и скорости сходимости численных методов. Показано, что подобный подход к расчету магнитных полей МУ позволяет снизить число необходимых итераций более чем в 1000 раз.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Актуальность и цели. Объект исследования: больные с пограничными психическими расстройствами (ППР) медицинского центра «Здоровье», у которых наблюдаются изменения функционирования сердечно-сосудистой системы. Предмет исследования: способ анализа эмпирических мод (ЭМ) электрокардиографических (ЭКГ) сигналов для диагностики ППР. Целью представленной работы явялется разработка способа определения конечного числа ЭМ ЭКГ сигналов при диагностировании пациентов с ППР для повышения достоверности диагностики сердечно-сосудистых заболеваний. Материалы и методы. В качестве материалов использовались информативные параметры ЭКГ сигналов - амлитудно-временные составляющие. Для эффективной обработки ЭКГ сигналов использовался метод декомпозиции на эмпирические моды теории Гильберта - Хуанга. Результаты. Разработан способ определения конечного числа ЭМ ЭКГ сигналов у пациентов с ППР, использующий адаптивную обработку ЭКГ сигналов с помощью метода ДЭМ; определение конечного числа ЭМ и сравнение его с пороговым значением. Представлена блок-схема и подробное математическое описание разработанного способа. Проведено исследование способа с использованием верифицированной базы сигналов условно здоровых пациентов и пациентов с ППР. Выводы. Результаты исследования показали, что разработанный способ определения конечного числа ЭМ обеспечивает повышение точности определения состояния больных ППР с коэффициентом чувствительности 6,3 % и специфичности 3,1 %.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Актуальность и цели. Объектом исследования являются респираторные звуки астматических пациентов и здоровых лиц. Предметом исследования является анализ звуковых сегментов респираторных звуков с использованием дискретного вейвлет-преобразования (DWT) и вейвлет-пакетного преобразования (WPT). Целью работы является классификация звуковых сигналов дыхания нормального и астматического состояний с помощью использования искусственной нейронной сети (ANN). Материалы и методы. Изложены алгоритм последовательной обработки сигнала через банк фильтров с учетом психоакустической природы слуха и результаты классификации полученных векторов-признаков с помощью аппарата искусственных нейронных сетей. Результаты. Нормальные и астматические звуковые сигналы дыхания делятся на сегменты, которые включают в себя один цикл дыхания как вдох и выдох. Анализ этих звуковых сегментов осуществляется с использованием как дискретного вейвлет-преобразования (DWT), так и вейвлет-пакетного преобразования (WPT). Каждый сегмент звука разбивается на частотные поддиапазоны с использованием DWT и WPT. Функциональные векторы создаются путем извлечения статистических признаков из поддиапазонов. Результаты классификации DWT и WPT сравниваются друг с другом с точки зрения точности классификации. Выводы. Дыхательный анализ звука с использованием методов обработки сигналов имеет важное значение для диагностики заболеваний легких, таких как астма. Существует много исследований по анализу дыхательных звуков. В этих исследованиях показано, что нейронные сети дают высокий коэффициент успеха. Таким образом, мы используем методы анализа DWT, WPT и классификатор ANN для анализа наших звуков дыхания. Мы сравниваем эти методы анализа с точки зрения точности классификации. Как видно из итогов, DWT немного лучше, чем WPT в нашем исследовании. Полученные результаты весьма перспективны для выявления болезни астмы.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Актуальность и цели. Целью работы является исследование электрической активности сердца на основе модели Алиева - Панфилова и процесса распространения волны возбуждения в сердечной мышце в течение кардиоцикла. Материалы и методы. Теоретическую и методологическую основу исследований составили труды в области неинвазивной кардиодиагностики и математической физики. В ходе исследований проанализированы методы математического моделирования электрических процессов в миокарде. При проведении исследований использовались методы кардиологии, численного интегрирования дифференциальных уравнений и вычислительного эксперимента. Результаты. Осуществлен анализ численных параметров модели возбуждения миокарда. Рассмотрен процесс возникновения возбуждения внутри сердечной мышцы относительно местоположения источника. Проведено исследование и получена реализация модели распространения волны возбуждения в миокарде. Исследована зависимость ширины фронта распространения возбуждения и скорости волны от параметров модели. Осуществлена визуализация электрической активности сердца в течение кардиоцикла. Выводы. Полученные результаты моделирования электрической активности сердца позволят повысить эффективность диагностики сердечно-сосудистой системы пациента.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
Вверх