2015. № 84

Механика

Теоретическая механика

Мухаметзянова А. А.

Исследуется задача о параметрическом управлении плоскими движениями двухмассового маятника, происходящими в однородном поле силы тяжести. Моделируется маятник двумя одинаковыми невесомыми стержнями с двумя равными точечными массами на концах стержней, другие концы шарнирно закреплены в общей неподвижной точке. Управлением считается зависящий от движения центра масс маятника закон изменения угла между стержнями. Приняты условия об ограниченности с двух сторон перемещений центра масс маятника и о непрерывности производной управляющего закона. Построены уравнения управляемых движений и предложены новые законы управления раскачкой и успокоением маятника в окрестности нижнего положения равновесия. Асимптотическая устойчивость и неустойчивость нижнего положения маятника в случаях его успокоения и раскачки соответственно доказана построением функции Ляпунова. Теоретические результаты проиллюстрированы графическим представлением численных расчетов.

Ключевые слова: двухмассовый маятник, функция Ляпунова, управление, асимптотическая устойчивость, принцип качелей

Шмыров А. С., Шмыров В. А.

В этой работе рассматривается управляемое орбитальное движение в окрестности первой коллинеарной точки либрации L1 системы Солнце-Земля. Эта точка либрации является неустойчивой и для длительного пребывания космического аппарата в этой области пространства требуется реализация управляющего воздействия. Орбитальное движение моделируется с помощью уравнений круговой ограниченной задачи трех тел. При этом используется нелинейная аппроксимация этих уравнений, т.н. уравнения Хилла или хилловское приближение, а также линеаризованные уравнения. Для решения задачи стабилизации движения используется модель линейно-квадратичной оптимизации, которая предлагает стандартный подход для построения стабилизирующих управлений по линейному приближению. В этой работе представлено оригинальное семейство квадратичных функционалов, построенных с помощью специальной линейной функции фазовых переменных — «функции опасности». Рост модуля этой функции означает уход космического аппарата из окрестности точки либрации, а уменьшение этой величины соответствует стабилизация движения. Для представленного семейства функционалов построена функция Беллмана и показано, что управление демпфирует квадрат функции опасности. Численное моделирование управляемого орбитального движения с полученными управлениями реализуется в нелинейной модели уравнений Хилла, а также в модели круговой задачи трех тел.

Ключевые слова: управление, стабилизация, достаточные условия оптимальности, ограниченная задача трех тел

Hedrih (Stevanović) K. R.

Paper starts with short description of Element of Mathematical Phenomenology and Phenomenological Mappings published in Petrović’s theory. The biographical data of Mihailo Petrović (1868-1943) is presented. Petrović was a important Serbian mathematician, one of three Poincare’s doctoral students. Some of basic elements of mathematical phenomenology in mechanics are elements of non-linear-functional transformations of coordinates from one to other functional curvilinear coordinate system. Some of these elements, as it is basic vectors of tangent space of kinetic point vector position and their changes (velocity of their magnitude extensions and component angular velocities of rotations), are presented in different functional coordinate systems. Mihailo Petrović’s theory contains two types of analogies: mathematical and qualitative, and in this paper third type — structural analogy is described. Taking into account large possibility for applications of all three types of analogies, numerous original examples are presented using, between other, fractional system dynamics with one degree of freedom, finite number of degrees of freedom as well as multi-body discrete continuum hybrid fractional order system dynamics. Mathematical analogies between vector models in local area of stress state, strain stare of the point in stressed and deformed deformable body as well as with vector model of the mass inertia moment state at point of rigid body, used mass inertia moment vectors coupled for pole and axis, are presented, also.

A number of theorems of energy fractional order dissipation presented in corresponding Tables, also. It is shown that applications of qualitative, structural and mathematical analogies in analysis of fractional order modes appear in analogous mechanical, electrical and biological fractional order chains, and that is very power, suitable and useful tools to reduce research models to corresponding minimal numbers, and, in same time, develop power of analysis use mathematical and qualitative analogies.

Ключевые слова: Mihailo Petrović (1868-1943), mathematical phenomenology, fractional order system, generalized functions of fractional order dissipation of system energy, fractional order modes, theorem mass moment vectors, vector model, stress; strain

Hedrih (Stevanović) K. R.

Mihailo Petrović (1868-1943) is an important Serbian mathematician and in general scientist, one of three Poincare’s doctoral students. Paper starts with short citation of Element of Mathematical Phenomenology and Phenomenological Mappings published in Petrović’s theory. Some of basic elements of mathematical phenomenology as it is elements of non-linear-functional transformations of coordinates from one to other functional curvilinear coordinate system and are presented in our previous published paper. Structural analogy between multi deformable system ais presented. Phenomenological approximate mappings on nonlinear phenomena, in local area around stationary points or stationary states, are presented. For obtaining approximate differential equations and approximate solutions in local area around singular points, linear and non-liner approximations are used. Method of local analysis based on phenomenological approximate mappings between local linear as well as nonlinear phenomena is power to obtain information of all local nonlinear phenomena in the nonlinear dynamics of the system for completing kinetic elements for global analysis of the system nonlinear dynamics and stability and to use different analogies.

Ключевые слова: Mihailo Petrović (1868-1943), mathematical phenomenology; structural analogy, phenomenological approximate mappings; fractional order multi-deformable body system; fractional order modes; non-linear phenomena; local approximation; singular points; analogies; theorem

Бардин Б. С., Панёв А. С.

Рассматривается движение твердого тела, несущего подвижную материальную точку. Предполагается, что тело находится на горизонтальной плоскости, а точка движется относительно него в вертикальной плоскости по окружности, центр которой совпадает с центром масс тела, причем угловая скорость кругового движения точки постоянна. Силы трения между телом и горизонтальной плоскостью описываются моделью сухого кулонова трения.

Изучен характер движения тела без отрыва от горизонтальной плоскости. В зависимости от параметров задачи найдены различные периодические режимы движения и дано их полное качественное описание.

Ключевые слова: периодическое движение, трение, твердое тело, мобильные роботы

Чуркин В. М.

Рассматриваются вынужденные колебания в вертикальной плоскости парашютной системы с упругими стропами. При записи уравнений движения купол считается симметричным твердым телом, стропы моделируются двумя линейными невесомыми пружинами, а груз — точечной массой. Возмущающее воздействие, вызывающее колебания, представляется дополнительной составляющей вектора скорости, направленной горизонтально и изменяющейся по гармоническому закону. Составляются уравнения вынужденных колебаний системы, в которых учитывается нелинейная зависимость аэродинамической силы купола парашюта от его угла атаки. Методом гармонической линеаризации находятся выражения, определяющие основные параметры колебательных режимов и позволяющие рассчитывать амплитудно-фазовые частотные характеристики системы.

Ключевые слова: парашютная система, упругие стропы, вынужденные колебания, гармоническая линеаризация, параметры колебательных режимов

Механика жидкости, газа и плазмы

Кузенов В. В., Рыжков С. В., Скороход Е. П.

Проведены расчёты импульсных струй, вытекающих из расположенных рядом каналов сильноточного капиллярного разряда. Численная реализация плазмодинамической задачи как и в случае модели недорасщиренной струи, истекающей из одного канала сильноточного разряда, основана на неортогональных структурированных сетках с использованием схем расщепления по физическим процессам и направлениям. Представлены пространственное распределение температуры и давления импульсных струй нескольких каналов капиллярного разряда на моменты времени: t = 18,5 мкс; t = 41,6 мкс.; t = 94,6 мкс. Проведены расчёты импульсных струй с учётом дополнительного магнитного поля. Наиболее заметное влияние магнитное давление оказывает на нагретую осевую часть импульсной струи (T > 20 кК).

Ключевые слова: плазменные двигатели, радиационная плазмодинамика, плазменная струя капиллярного разряда, компьютерная система ASTEROID

Алероев Т. С., Хасамбиев М. В., Хамзатова З. У.

В данной статье рассматриваются некоторые аспекты применения дробного исчисления в исследовании массопереноса в средах с фрактальными свойствами и состоит из двух частей. Первая часть посвящена исследованию краевых задач для дробных дифференциальных уравнений, а вторая — исследованию задачи типа Штурма-Лиувилля для дифференциального уравнения второго порядка с дробными производными в младших членах. Такие краевые задачи возникают при описании физических процессов стохастического переноса, при изучении фильтрации жидкости в сильно пористой фрактальной среде.

Ключевые слова: оператор келдышевского типа, возмущение, дискретный спектр, дробное дифференцирование, собственные числа, резольвента, ядро, интегральный оператор

Авиационная и ракетно-космическая техника

Авиационная техника

Грищенко С. В.

Статья посвящена актуальной проблеме проектирования слоистых полимерных композиционных материало (ПКМ) с учётом возможноых негативных межслоевых эффектов, которые приводят к расслоению — виду разрушения композита, который хуже всего прогнозируется на сегодняшний день. Такая проблема наиболее актуальна для зон переменной структуры укладки слоистого композита, иными словами — переходных зон. Ввиду изменения структуры нагрузка между слоями перераспределяется, что приводит к вступлению в работу межслоевого пространства на сдвиг и разрыв.

Соответственно, вопрос расчёта на прочность и проектирования будет рассматриваться, главным образом, применительно к переходным зонам. Приводимые в статье зависимости подходят не только для подбора параметров конструкции при проектировании, но и для расчёта на прочность.

Ключевые слова: композиционный материал, напряжённо-деформированное состояние, межслоевые напряжения, межслоевой сдвиг, клеевое соединение

Аэродинамика

Максимов А. К.

Рассмотрен косвенный метод вычисления угла атаки и угла скольжения летательного аппарата (ЛА) по параметрам полета, измеряемым самолетными системами. По уравнениям динамики полета, которые включают параметры: скоростной напор, вес и площадь крыла ЛА, нормальную перегрузку, вычислялся коэффициент подъемной силы. Используя графики зависимости коэффициента подъемной силы от угла атаки, полученные путем продувки моделей ЛА в аэродинамической трубе, методом аппроксимации были получены аналитические выражения этой зависимости. При этом, используя известную зависимость скоростного напора от динамического давления, по каждому значению динамического давления, определяемому в полете с помощью трубки Пито, вычисляется скоростной напор. Показано, что косвенное определение угла скольжения возможно с использованием уравнения боковой силы. Рассмотрены возможные ошибки вычисления угла скольжения и угла атаки. Эти ошибки оцениваются с учетом ошибок измерения параметров, входящих в формулу его вычисления. Рассмотрена возможность оценки систематической и случайной составляющей ошибки. При большом числе измерений случайная ошибка подчиняется нормальному закону распределения. При малом числе измерений, доверительную вероятность и доверительный интервал ошибки оценивают, пользуясь распределением Стьюдента.

Произведены вычисления оценки погрешности косвенного определения коэффициента подъемной силы на типовом режиме полета для самолетов Як-52 и М101Т «Гжель». По продувкам самолетов определены погрешности косвенного определения угла атаки. Полученные результаты оценки точности удовлетворяют требованиям к точности измерений, известные из публикаций. Произведены вычисления по оценке погрешности косвенного определения угла скольжения на типовом режиме полета для самолета М101Т. Оценки удовлетворяют требованиям по точности, известные из публикаций.

Ключевые слова: угол атаки, угол скольжения, измерение, оценка точности, ошибка измерения, среднеквадратическое отклонение, случайная ошибка, нормальный закон распределения, уравнения косвенной оценки измерения

Двигатели и энергетические установки летательных аппаратов

Сорокин В. А., Копылов А. В., Тихомиров М. А., Стирин Е. А., Логинов А. Н., Федоров Д. Ю., Валуй П. В.

Построение системы теплозащиты теплонапряженных конструкций двигателей ЛА из углеродных КМ в зависимости от уровня температуры огневой стенки, химического состава продуктов сгорания топлива, давления и т.д. На основе анализа повреждений, возникающих от теплоэрозионного, теплохимического и термоокислительного воздействия потока продуктов сгорания топлива, теплонапряженных конструкций ракетных и авиационных двигателей из углеродных композиционных материалов предложены способы их теплозащиты.

Ключевые слова: ракетный прямоточный двигатель твердого топлива, теплонапряженные конструкции, углерод-углеродные и углерод-керамические композиционные материалы, теплозащитные покрытия, теплоэрозионная и окислительная стойкость

Силуянова М. В., Шпагин В. П., Юрлова Н. Ю.

В данной статье рассмотрен способ экранирования горячих частей ТРДД с плоским реактивным соплом за счет интегрирования в него искривленных дефлекторов. Предложен вариант конструктивного решения плоского реактивного сопла с дефлекторами, обеспечивающий полное экранирование горячих частей двигателя. Численно смоделировано течение воздуха в плоском реактивном сопле для двух случаев: предлагаемый вариант с интегрированными в канал дефлекторами и без, выполнено сравнение полученных результатов. Получены выводы о степени влияния внедрения искривленных дефлекторов на характеристики рассмотренных реактивных сопел.

Ключевые слова: плоское сопло, криволинейные дефлекторы, течение воздуха

Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов

Кулифеев Ю. Б., Миронова М. М.

Изложена методика построения алгоритмов автоматического управления боковым движением ударного беспилотного летательного аппарата (БЛА) самолётного типа на воздушном участке полёта, обеспечивающих движение по заданной траектории. В основу синтеза алгоритмов управления боковым движением положен метод обратных задач динамики. Для проверки работоспособности алгоритмов бокового управления было выполнено моделирование полёта БЛА в условиях бокового ветра. Моделировался взлёт БЛА, выход на режим установившегося горизонтального полёта с заданной скоростью и на заданной высоте и режим посадки на бетонную взлетно-посадочную полосу. Приведены результаты.

Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, пилотажно-навигационная система беспилотного летательного аппарата, боковое движение, угол крена, угол отклонения элеронов, воздушный участок полета

Старинова О. Л., Файн М. К.

В данной статье рассматривается оптимизация перелета c заданной околоземной орбиты к точке либрации L2, с пролетом вблизи точки либрации L1 системы Земля-Луна. Перелет осуществляется космическим аппаратом, оснащенным электрореактивной двигательной установкой. Оптимальные по быстродействию законы управления получены с использованием формализма принципа максимума Понтрягина в рамках плоской ограниченной задачи трех тел с учетом эллиптичности орбиты Луны. Кроме того, был получен параметризованный закон управления и приведена оценка степени его неоптимальности.

Ключевые слова: космический аппарат, двигатель малой тяги, оптимизация траектории, точка либрации, электрореактивный буксир

Инновационные технологии в аэрокосмической деятельности

Сырин С. А., Терещенко Т. С., Шемяков А. О.

В данной статье на основе результатов анализа существующего мирового опыта разработки прогнозов научно-технологического развития ракетно-космической отрасли сформированы требования к составу, структуре и характеристикам основных элементов таких прогнозов.

Также подготовлены предложения по использованию отраслевых прогнозов на национальном уровне, а именно при формировании и актуализации долгосрочного прогноза научно-технологического развития Российской Федерации на период до 2030 года.

Данная работа является продолжением исследований, описанных в статье «Анализ прогнозов научно-технологического развития России, США, Китая и Европейского Союза как лидеров мировой ракетно-космической промышленности» [1].

Ключевые слова: отраслевые прогнозы научно-технологического развития, элементы отраслевых прогнозов, ракетно-космическая отрасль, долгосрочный прогноз

Купреев С. А.

Рассматриваются перспективные направления практического использования космических тросовых систем. Для определения приоритетных направлений применения технологий тросовых систем в новых космических комплексах разрабатываются общие теоретические основы формирования оптимальных схем управляемого движения тросовых систем при выполнении широкого круга практических задач в космосе.

Разработан комплекс математических моделей управляемого движения тросовых систем. В результате исследования полной совокупности качественных структур динамических систем определены все возможные режимы управляемого движения связанных объектов и установлены области начальных условий, в которых реализуются эти режимы. Разработаны показатели эффективности применения этих режимов для выполнения рассматриваемых практических задач.

Проведено исследование динамики управляемого движения связанных объектов на примере задачи вывода космического аппарата с использованием различных режимов движения тросовых систем. Определены оптимальные режимы.

Ключевые слова: орбитальная тросовая система, применение технологий космических тросовых систем, режимы относительного движения, вывод на орбиту

Приборостроение, метрология и информационно-измерительные приборы и системы

Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Доронин Д. О., Куприков Н. М., Иванов Б. В., Рабинский Л. Н.

Российская Федерация, имеющая интересы в Арктике и Антарктике, стремится к максимальной экономической эффективности при проектировании и эксплуатации инфраструктуры, учитывая инфраструктурные ограничения, распространение технологий, географию эксплуатации, то первоочередным комплексным мероприятием по повышению конкурентоспособности России в полярных регионах является обеспечение мониторинга локальных объектов окружающей среды, морских и воздушных судов для поддержания экологического равновесия и контроля техногенного воздействия на окружающую среду.

Портативный аппаратно-программный комплекс позволяет автономно проводить метеорологический мониторинг в труднодоступных районах.

Ключевые слова: Антарктика, Южный океан, Антарктическая конвергенция, фронтальные зоны, метеорологические приборы, конкурентоспособность, модернизация, экологическая безопасность

Приборы навигации

Вавилова Н. Б., Васинёва И. А., Парусников Н. А.

Рассматривается задача калибровки бескарданной инерциальной навигационной системы (БИНС). Под калибровкой понимается определение параметров инструментальных погрешностей чувствительных элементов при помощи проведения экспериментов на специализированных стендах. Методика калибровки, позволяющая оценивать параметры инструментальных погрешностей инерциальных датчиков только при помощи показаний этих датчиков, переносится на калибровку на точных стендах. Показано, что дополнительная информация, доставляемая датчиками точного стенда, заметно улучшает точность калибровки.

Ключевые слова: бескарданная инерциальная навигационная система, калибровка, испытательный стенд, инструментальные погрешности, фильтр Калмана

Вавилова Н. Б., Голован А. А., Кальченко А. О.

Исследуются возможности оценки на этапе рулежки и разгона самолета составляющих погрешностей бескарданной инерциальной навигационной системы, которые меняются от запуска системы к запуску. Далее полученные оценки используются для коррекции показаний инерциальных датчиков в полете. Для решения задачи привлекается внешняя позиционная и скоростная информация спутниковой навигационной системы. Проведен ковариационный анализ поставленной задачи оценивания, который показал значимое повышение точности автономной навигации в дальнейшем полете.

Ключевые слова: бескарданная инерциальная навигационная система, калибровка, инструментальные погрешности БИНС

Информационно-измерительные и управляющие системы

Бардин В. А., Васильев В. А.

Данная статья посвящена исследованию систем управления ультразвуковыми пьезоэлектрическими двигателями и их совершенствованию. Предложена система управления ультразвуковыми пьезодвигателями (УЗПД), отличающаяся простотой технической реализации и эффективностью. Схема и способ управления УЗПД основаны на амплитудно-частотной регулировке.

Ключевые слова: система управления, ультразвуковой пьезодвигатель, статор, прецизионное позиционирование

Радиотехника и связь

Радиотехника

Трофимов Д. В., Баев А. Б.

В статье рассмотрены алгоритмы разреженного преобразования Фурье (РПФ). Представлены результаты компьютерного моделирования нескольких алгоритмов РПФ, а так же результаты обработки реальных сигналов. Предложена модификация алгоритма РПФ с прореживанием по времени. В работе проведено сравнение и анализ результатов применения алгоритмов РПФ для нахождения спектра узкополосных радиосигналов и сформулированы предложения по применению рассмотренных алгоритмов для контроля электромагнитных излучений при решении задач обеспечения электромагнитной совместимости бортовой радиоэлектронной аппаратуры.

Ключевые слова: разреженность, спектральный анализ, преобразование Фурье, прореживание, мониторинг электромагнитных излучений

Назаров А. В.

В статье представлен алгоритм выполнения первого этапа трассировки матричных больших интегральных схем (МБИС) — этапа глобальной трассировки, повышающий эффективность проведения заключительного этапа синтеза проводников — этапа раскладки межсоединений в каналах. В основу алгоритма положен метод Беллмана-Калаба, модифицированный введением системы штрафов, которые позволяют учитывать в процессе синтеза трасс весьма ограниченный ресурс магистралей МБИС.

Ключевые слова: трассировка, глобальная трассировка, ресурс магистралей, автоматизация проектирования, базовый матричный кристалл, алгоритм, штрафная функция

Ходоровский А. З., Назаров А. В., Азаров А. В., Магомедгаджиев А. М.

Рассматривается проблема выбора параметров аналого-цифрового преобразователя (АЦП), применяемого в радиоаппаратуре военного и космического назначения, функционирующей в условиях жестких ограничений на погрешность преобразования. Получены расчётные соотношения и приведены результаты расчётов интенсивностей потоков на выходах АЦП при различных предъявляемых к нему требованиях. Найдена зависимость координат точек оптимальных параметров преобразования от суммарной погрешности преобразования. Произведена оценка эффективности перехода к оптимальным параметрам преобразователя. Приведена методика и дан пример расчёта оптимальных параметров при кодировании конкретного типа сигнала. Намечены пути совершенствования методики за счёт учёта при выборе параметров инструментальных шумов, а также общесистемных показателей.

Ключевые слова: минимизация объема данных, аналого-цифровые преобразователи, выбор АЦП, точка оптимальных параметров, точка оптимальных параметров (ТОП) поиск ТОП, переход к ТОП

Радиолокация

Рязанцев Л. Б., Лихачев В. П., Шатовкин Р. Р.

Предложен фазоразностный способ определения ускорения сближения истребителя с воздушной целью. Суть способа заключается в том, что после каждого радиолокационного контакта диаграммы направленности антенны бортовой радиолокационной станции с воздушной целью измеряется крутизна линейно-частотной модуляции принятой пачки эхо-сигналов, которая пропорциональна ускорению сближения. Оценка крутизны линейно-частотной модуляции осуществляется корреляционным способом и заключатся в том, что принятый эхо-сигнал разделяется на две равные по времени части, которые комплексно сопряженно перемножаются. При этом положение в частотной области максимума полученной корреляционной функции пропорционально ускорению сближения.

Ключевые слова: бортовая радиолокационная станция, линейно-частотная модуляция, фазоразностный способ автофокусировки, эхо-сигнал, ускорение сближения

Кирсанов А. П., Ямпольский С. М.

Рассматривается возможность скрытного движения воздушного объекта в зоне обнаружения импульсно-доплеровской РЛС воздушного базирования. Предметом статьи являются прямолинейные траектории скрытного движения воздушного объекта с постоянным пеленгом на подвижную РЛС воздушного базирования. Такие траектории характеризуются простотой расчета и лёгкостью реализации. Найдены условия, при выполнении которых существуют прямолинейные скрытные траектории. Получены формулы для расчета таких траекторий. Предложена классификация прямолинейных скрытных траекторий в зависимости от параметров движения воздушного объекта и доплеровской РЛС.

Ключевые слова: зона обнаружения доплеровской РЛС, скрытная траектория, прямолинейное движение

Буй Ч. Т., Марин Д. В., Расторгуев В. В.

В статье рассмотрены характеристики ослабления электромагнитных волн (ЭМВ) миллиметрового и инфракрасного (ИК) диапазонов в гидрометеорах и пыли применительно к системам безопасности полёта лёгких самолётов, вертолётов и БЛА. Показаны преимущества использования радиолокационных датчиков миллиметрового (ММ) диапазона по сравнению с тепловизорами инфракрасного (ИК) диапазона при движении летательных аппаратов (ЛА) в условиях ограниченной или отсутствия оптической видимости.

Ключевые слова: безопасность движения, летательные аппараты, гидрометеоры, пыль, ослабление ЭМВ, радио и инфракрасный диапазоны, система радиовидения (СРВ)

Системы, сети и устройства телекоммуникаций

Богданов А. С., Шевцов В. А.

В статье дается краткое описание адаптивных алгоритмов определения местоположения и управления, предназначенных для обеспечения работоспособности перспективных сетей подвижной радиосвязи, где функция определение местоположения и управления перенесена с сети подвижной радиосвязи на подвижную станцию абонента. Приводится способ формирования локального радионавигационного поля в зоне обслуживания сети подвижной радиосвязи. Рассматривается основные принципы синхронизации систем подвижной радиосвязи, приводятся сравнительные характеристики протоколов синхронизации RFC, осуществляется выбор способа синхронизации для имитационной модели адаптивных алгоритмов определения местоположения и управления в перспективных сетях подвижной радиосвязи.

Ключевые слова: радиосвязь, подвижный, местоположение, GSM, UMTS, радионавигация, алгоритм, синхронизация, протокол, модель

Информатика, вычислительная техника и управление

Системный анализ, управление и обработка информации

Родионова Д. А.

Предложен численный метод нахождения оптимального управления нелинейными непрерывными детерминированными динамическими системами с полной обратной связью. Сформированный алгоритм обобщает итерационный метод динамического программирования Лууса на более широкий класс задач. Эффективность алгоритма продемонстрирована на задаче нахождения оптимальной траектории перелета на круговую орбиту максимального радиуса за заданное время.

Ключевые слова: оптимальное управление, обратная связь, метод динамического программирования, метод случайного поиска

Шмелев В. В., Мануйлов Ю. С.

В статье проведена апробация подхода к моделированию сложных технологических процессов с использованием модифицированных сетей Петри. Объектом моделирования является процесс послеполетного анализа телеметрической информации (ТМИ) по результатам подготовки, пуска и полета ракеты-носителя (РН) Союз-2. Рассматривается современное состояние задачи автоматизированного планирования и контроля технологических процессов обработки и анализа измерительной информации, полученной по результатам телеметрирования подготовки, пуска и полета ракет-носителей на космодроме Плесецк. Отмечаются недостатки существующего решения данной задачи. Предлагаемый подход может быть использован при создании информационной технологии автоматизированного контроля процесса обработки и анализа измерительной информации по сложным техническим объектам.

Ключевые слова: моделирование технологических процессов, сети Петри, телеметрическая информация, ракета-носитель Союз-2

Каргин В. А., Скороходов Я. А., Николаев Д. А., Шовкалюк А. П.

В работе представлена классификация неоднородностей телеметрической информации ракет-носителей, при которой учитывались как результаты анализа технического состояния объекта контроля, так и статистические свойства информации, поступающей от него. Предложенная классификация структурно-параметрической неоднородности телеметрируемых параметров является первым этапом в создании комплекса моделей и разработки математического аппарата для оперативной обработки телеметрической информации. Представлены аналитические выражения оценивания вероятностных характеристик с использованием алгоритмов подсчета числа пересечений траекторией информационного процесса заданных уровней. Предлагается метод оценивания нелинейных преобразований информационных процессов, основанный на регистрации числа пересечений реализацией процесса заданных уровней. На основе приведенных аналитических выражений разработаны оригинальные алгоритмы оценивания вероятностных характеристик по статистикам превышений уровней.

Ключевые слова: характеристики «превышений уровней», выбросы траекторий случайных процессов, оперативная обработка, телеметрическая информация

Смерчинская С. О., Яшина Н. П.

Предлагается методика агрегирования многокритериальных предпочтений с учетом важности критериев. Разработан алгоритм нахождения весовых коэффициентов важности критериев. Решена задача оптимального выбора моделей самолетов средней дальности для закупки авиационно-транспортной компанией.

Ключевые слова: принятие решений, многокритериальный выбор, отношение предпочтения, ранжирование, агрегированное предпочтение, мажоритарный граф, коэффициенты важности критериев

Системы автоматизации проектирования

Битюков Ю. И., Калинин В. А.

Данная статья посвящена применению теории вейвлетов в задачах геометрического моделирования конструкций летательных аппаратов. Представленные методы моделирования используются в CAD/CAM/CAE — системах изготовления конструкций из композиционных материалов. В качестве примера рассмотрена вентиляторная лопатка самолета МС-21.

Ключевые слова: вейвлет, системы автоматизированного проектирования, сплайн, геометрическое моделирование, алгоритм Чайкина, фильтр анализа, фильтр синтеза, блок фильтров

Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Гинзбург И. Б.

В работе представлен новый метод функционирования веб-приложений для Единой территориально-распределенной информационной системы дистанционного зондирования Земли (ЕТРИС ДЗЗ), расширяющий возможности этой системы. Предложенный метод основывается на введении в состав клиент-серверной системы программно-информационного комплекса — автономного веб-приложения (АВП), позволяющего сохранять всю попавшую в него информацию (как полученную с сервера, так и введенную пользователем) до тех пор, пока она необходима. АВП обеспечивает качественные и количественные преимущества по сравнению с традиционным веб-приложением. Качественными преимуществами являются: возможность автономной работы пользователей с полученными с сервера данными и автоматическая актуализация локально сохраненных данных; возможность аварийного резервирования вводимых пользователем данных и автоматическая отправка сохраненных данных при возобновлении соединения с сервером. Количественными преимуществами являются: уменьшение расхода трафика; уменьшение времени ожидания загрузки веб-страниц.

Ключевые слова: геосервисы, клиентские приложения для систем обеспечения доступа к данным дистанционного зондирования Земли, автономные веб-приложения

Брехов О. М., Тин М. А.

В работе рассматривается проблема обработки запросов к базам данных (БД) посредством ассоциативной вычислительной системы (АВС). Эта проблема, как идея, была сформулирована Кохоненом Т., т.к. использование АВС может, в принципе, значительно увеличить скорость обработки запросов.

В связи с необходимостью обработки запросов в БД большого объёма и совершенствованием элементной базы вычислительных систем, что является магистральным направлением развития БД бортовых и наземных комплексов авиационно-космических объектов, существует интерес к решению этой проблемы. При этом, дополнительное увеличение скорости обработки запросов может быть достигнуто за счет упорядоченной обработки элементарных запросов, образующих запрос к БД.

Уменьшение времени обработки запроса возможно при одновременном (параллельном) выполнении операции сравнения на основе ассоциативной памяти (АП).

Дополнительное уменьшение времени обработки запроса можно получить, используя расслоение оперативной памяти при чтении необходимых данных в ассоциативную память.

Исходя из указанных соображений, в работе определена задача определения структуры ВС для обработки упорядоченных запросов на основе АП, т.е. ассоциативной вычислительной системы (АВС).

Возможны два основных метода выполнения запроса: с развитием в глубину (последовательная обработка столбцов таблицы) и с развитием в ширину (последовательная обработка строк таблицы), а также комбинированный метод с развитием в глубину и ширину. В работе на основе реализации метода с развитием в глубину предложена архитектура АВС для выполнения упорядоченных запросов, разработан алгоритм обработки упорядоченных запросов на АВС, выполнена оценка эффективности обработки упорядоченных запросов на АВС.

Ключевые слова: вычислительной системы, ассоциативность, базы данных, адресные обращения, эффективность

Брехов О. М., Тин М. А.

Расслоенная память является известным средством для увеличения производительности памяти. Использование этого механизма при обработке массивов данных, когда последовательные номера ячеек массива располагаются в последовательных секциях памяти (по mod m), нашло применение вначале в высокопроизводительных ВС, а затем широкое применение во многих классах ВС включая ВС реального времени авиационно- космического назначения.

Указанные обстоятельства привлекли внимание многих исследователей к изучению эффективности расслоенной памяти посредством аналитического и имитационного моделирования. Обработка запросов в базах данных связана с обработкой массивов данных, в результате возникает множество потоков адресных обращений к секциям расслоенной памяти, при этом возможно обращение адресных обращений разных потоков к одним и тем же секциям, что уменьшает эффективность расслоенной памяти.

В данной работе посредством аналитического моделирования исследована эффективность расслоенной памяти с учетом адресных обращений конфликтующих потоков и получены следующие результаты. Определено абсолютное и относительное среднее и среднеквадратическое отклонение числа используемых секций в одном такте обращения к памяти в зависимости от числа секций расслоенной памяти, числа потоков адресных обращений и числа адресных обращений в одном потоке. Запас числа секций памяти в 1.6 раз может обеспечить в среднем 100% -ное обслуживание запросов при любом числе потоков. Относительное среднее число используемых секций в одном такте обращения к памяти зависит от числа потоков адресных обращений, но не зависит от числа адресных обращений в одном потоке. При возрастании числа потоков адресных обращений относительное среднее число используемых секций в одном такте обращения к памяти стремится к константе 1 — e-1 = 0.632. Абсолютное среднеквадратическое отклонение числа используемых секций в одном такте обращения к памяти уменьшается с возрастанием числа адресных обращений в потоке при неизменном значении абсолютного среднее числа используемых секций. Отношение абсолютного среднеквадратического отклонения к абсолютному среднему числу используемых секций в одном такте обращения к памяти уменьшается с возрастанием числа адресных обращений в потоке. Среднее число используемых секций в одном такте обращения к памяти является существенным параметром характеризующим эффективность расслоенной памяти.

Ключевые слова: память, эффективность, расслоение, секции, потоки, адресные обращения, базы данных

Методы и системы защиты информации, информационная безопасность

Короткова Т. И.

Рассматривается задача защиты информации в авиационных системах. Приведено системное описание источников и угроз информационной безопасности объектов гражданской авиации. Выявлена иерархическая система принятия решения по синтезу системы защиты. Предложен алгоритм на базе экспертного оценивания. Особенностями системы являются многокритериальность, условия неопределенности и дискретность.

Ключевые слова: авиационная система, алгоритм, система защиты информации, условия неопределенности, иерархическая структура, многокритериальность

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2017

Вход