Цель исследования. Разработка методики определения ориентации детали при автоматизированной пайке контактной группы, основанной на использовании комбинированной системы распознавания изображения.  Задачи. Анализ технологического процесса сборки детали и оценка возможности применения различных технологий ориентирования заготовок. Разработка последовательной методики ориентирования детали, включающей этап распознавания скругленной грани посредством системы технического зрения. Разработка алгоритма распознавания ориентации заготовки непосредственно по изображению детали и по контуру тени детали. Постановка натурных экспериментов на  испытательном стенде, получение численных значений точности распознавания ориентации детали для различных алгоритмов. 

Методы. Для решения задачи транспортировки и позиционирования исследуемых деталей используются методы перемещения, за счет контролируемой вибрации внутри разработанной системы направляющих и отсекателей. Для определения скругленной грани используются методы обработки и распознавания изображений: метод k-средних (k-means) для кластеризации исходного изображения, преобразование Хафа для поиска контура и др.

Результаты. В ходе исследования были разработаны два алгоритма распознавания ориентации детали по исходному изображению и изображению отбрасываемой деталью тени. В обоих случаях точность распознания составила более 96%, однако при использовании камеры низкого разрешения, точность распознавания по контуру тени получилась выше и составила более 99%.

Заключение. Разработанная в рамках работы методика определения ориентации деталей, включающая этапы предварительной сортировки на этапе вибротранспортировки, этап поиска скругленной грани с использованием системы технического зрения, в том числе по контуру тени детали, позволяет получить высокую точность даже при использовании видеооборудования с низким разрешением.

Цель исследования. В данной статье проанализированы тепловизионные обследования жилых помещений в монолитных домах 2018-го и 2019-го гг. постройки в городе Воронеже. На основании нормативных требований Федерального закона №261-Ф3 «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности» ставится вопрос о существующих недостатках в конструктивных узлах монолитного перекрытия, связанных с ошибками при проектировании и монтаже. Такие ошибки приводят к образованию мест, через которые происходят потери теплоты – «мостиков холода». «Мостики холода» ухудшают энергоэффективные свойства конструкций и провоцируют излишние затраты на эксплуатацию зданий.

Методы. В рассматриваемой статье используется метод тепловизионного обследования для бесконтактной диагностики «мостиков холода».

Результаты. Анализ термограмм основан на выявлении причин возникновения нарушений теплоизоляции наружных ограждающих конструкций или снижения ее качеств. Основным критерием сравнения различных участков поверхности ограждающих конструкций является разница температур в выбранной точке на сравниваемом участке поверхности. Разница температур между температурой внутри помещения и температурой поверхности стены жилого дома по ул. 45-ой Стрелковой Дивизии превышает +6,0°С при нормируемом значении Δt_н=+4,0°С. Разница температур между температурой внутри помещения и температурой поверхности стены жилого дома по улице Хользунова превышает +11,0°С при нормируемом значении Δt_н=+4,0°С.

Заключение. Вышеприведенные результаты тепловизионного обследования позволяют сделать вывод, что по периметру консольных дисков перекрытий либо не были установлены термо-вкладыши, либо смонтированы с грубыми ошибками. Неконтролируемая потеря теплоты через зафиксированные «мостики холода» приводит к значительному увеличению расхода теплоты на отопление здания. Это противоречит закону № 261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности». Исключить существующие мостики в эксплуатируемых квартирах достаточно трудозатратно. Целесообразно предотвратить их образование на стадии проектирования и при выполнении монтажных работ с помощью перфорации монолитной плиты перекрытия. Применение термо-вкладышей приводит к уменьшению удельных теплопотерь в среднем в 1,5 раза и практически исключает промерзание в стандартных условиях.

Цель исследования. Для соединения элементов вертикальных опалубочных конструкций, состоящих из металлических каркасов и закрепленных на них щитов, широкое применение получили замковые механизмы. Целью исследования является разработка конструкции замкового механизма для элементов съемной опалубки, обладающего высокими технологическими характеристиками. Проведен патентный поиск существующих конструкторских решений для обеспечения соединения элементов съемной опалубки. Выявлено, что наиболее распространенными конструкциями, применяемыми в замковых механизмах элементов съемной опалубки, являются реечные конструкции. Проведен анализ существующих конструкций, выявлены недостатки существующих устройств. Установлено, что существующие конструкции замковых механизмов для соединения элементов съемной опалубки обладают низкой технологичностью изготовления отдельных элементов. В связи с этим, для решения задачи исследования была разработана конструкция замкового механизма, обеспечивающего соединение элементов съемной опалубки. Отличительной особенностью применения новой конструкции замкового механизма для соединения элементов съемной опалубки является применение новой конструкции зубчатой рейки, которая является более технологичной в изготовлении, по сравнению с существующими конструкциями. Другой отличительной особенностью является применение клина с гладкими гранями, что так же повышает технологичность изготовления конструкции устройства для соединения элементов съемной опалубки. Для достижения обозначенной цели был применен аналитический метод исследований. Применение предлагаемой конструкции позволит повысить технологичность изготовления замковых механизмов для соединения элементов съемной опалубки. Предлагаемая конструкция замкового механизма для соединения элементов съемной опалубки, разработанная в результате проведенного исследования, имеет конструктивные особенности, связанные с условиями эксплуатации. Данные особенности будут рассмотрены в результате проведения дальнейших исследований.

Методы. Для проведения экспериментов был применен аналитический метод исследования.

Результаты. Определен диапазон размеров основных конструктивных элементов замкового механизма для соединения элементов съемной опалубки, обеспечивающий эксплуатацию устройства при действии проектных нагрузок.

Заключение. Результаты исследования показали, что существующие конструкции замковых механизмов для соединения элементов съемной опалубки обладают недостатками, одним из которых является низкая технологичность изготовления устройств. Разработана конструкция замкового механизма, обеспечивающая более высокую технологичность изготовления. Предлагаемое устройство может быть применено в строительстве для соединения элементов съемной опалубки.

Цель исследования. Провести анализ теоретических исследований моделей и методов, используемых в теории управления запасами, и направлений их практической реализации. Представить проблему оптимального управления запасами, как задачу дискретного управления. Задачи подобного типа формулируются в случаях, когда возникает необходимость формирования стратегий управления материально-производственными запасами в цепях поставок, учитывающих их организацию на определенном промежутке времени. Предложить метод решения соответствующей задачи управления.

Методы. В качестве базовой модели рассматривается процесс управления запасами на складе, при котором должен выполняться определенный баланс между продукцией, отпускаемой со склада в производство, отпускаемой под реализацию, а также ее остатками, формирующими запасы следующего периода. Процесс управления запасами в цепях поставок в течение планового периода основан на процедуре поиска соответствующего управляющего воздействия для линейной дискретной управляемой системы с квадратичным показателем качества. Реализация управления использует принцип обратной связи. В качестве инструмента реализации управления выбрана система компьютерной алгебры Wolfram Mathematica.

Результаты. В рамках изучения способов нахождения оптимального управления было выделено два метода решения – метод поиска оптимального программного управления и метод определения оптимального управления по принципу обратной связи. В процессе верификации полученного решения рассмотрены несколько модельных примеров, отличающихся начальными условиями. 

Заключение. Результаты тестирования предлагаемой дискретной модели показали, что метод обратной связи позволяет достаточно эффективно решать задачу управления запасами с различными начальными условиями, которая описывается системой разностных уравнений.

Серьёзная загруженность аэропортов транспортировочной и грузовой авиацией создает проблему для наземной логистики, серьёзно усложняя работу буксировочной аэродромной системы и персонала, что влечёт за собой издержки, связанные с задержкой поставок или простоя оборудования. Выйти из подобной ситуации позволит применение средств автоматического перемещения воздушных судов, способных круглосуточно и быстро буксировать самолёты по аэродрому, следуя оптимальной траектории.   Цель исследования. Создание математической модели и алгоритма управления автономным совместным движением колёсного авиационного тягача и воздушного судна, где управление основано на сигналах оптронной матрицы.

Методы. Достижение поставленной цели потребовало решения задач: описания динамической модели связанных между собой упругим элементом колёсных тел; создание модели обратной связи, основанной на группе оптопар, детектирующих контрастную линию; описание логических условий, позволяющих определить положение объекта относительно контрастной линии. Для описания динамики колёсной платформы использовались уравнения Лагранжевой динамики, а также численные методы математического моделирования. В качестве инструмента для оценки положения системы относительно контрастной линии рассматривается оптронная матрица. 

Результаты. Разработана математическая модель, позволяющая исследовать движение системы и раскрыть взаимодействие элементов системы. Разработан адаптивный алгоритм управления движением системы на основе обратных связей дискретного типа. Рассмотрен пример управления системой при движении по прямой с прохождением поворотов под углом 900. Предложена комбинированная система торможения, при которой формируются распределенные тормозные усилия, как на воздушном судне, так и буксировщике.

Заключение. В результате проведенного математического моделирования было установлено, что система колёсных тел, связанная силой упругости, способна совершать управляемое движение вдоль прямой и при прохождении крутых поворотов, опираясь на показания оптронной матрицы; приведены соответствующие графики.

Целью исследования является создание метода определения источника сообщений в приёмнике, позволяющего на основе анализа характеристик распределения времени поступления сообщений повысить достоверность определения источника.

Методы. Аутентификация источника сообщений происходит на основе статистического анализа значений метаданных, которыми в данном исследовании и являются интервалы времени между сообщениями. За основу модели обработки метаданных взята известная модель поступления сообщений от целевого источника в сетях LoRaWAN. При этом определение источника производилось с помощью методов кодирования в режиме сцепления блоков, которые обеспечивают более высокую достоверность идентификации для сообщений небольшой длины, характерных для указанного типа сетей. С помощью численного моделирования были определены закономерностей изменения характеристик времени поступления сообщений в случае возникновения ошибки идентификации. Так же сформулировано правило принятия решения в случае невозможности проведения аутентификации на основе обработки содержимого идентификационных полей. Исследования показали эффективность применения модели определения источника в различных диапазонах параметров формирования последовательностей сообщений.

Результаты. Итогом проведенных исследований является разработка метода аутентификации, основанного на анализе времени поступления сообщений на приёмник, который отличается тем, что в качестве анализируемых данных использует характеристики распределения моментов высоких порядков для рядов временных задержек. Его использование в сочетании с методами кодирования в режиме сцепления сообщений обеспечивает снижение вероятности возникновения ошибки единичной замены сообщения в последовательности в 4 - 6 раз, по сравнению с методами, выполняющими идентификацию только по результатам обработки идентификаторов самих сообщений.

Заключение. Результат экспериментальных исследований показал возможность при помощи разработанного метода повысить достоверность определения аутентичности источника сообщений, возможность снижения числа переспросов, возникающих при обнаружении ошибок, возможность уменьшения размеров дополнительных полей идентификаторов в каждом сообщении. Результирующий эффект будет выражаться в общем повышении пропускной способности канала связи между удаленными компонентами распределенной системы. 

Цель исследования: исследование программного способа балансировки данных в распределенной сети через прокси-сервер Nginx.

Методы. Балансировка нагрузки данных в компьютерной сети является важным параметром сети. Из-за балансировки нагрузки в сети может уменьшаться или увеличиваться задержка передачи, разброс от среднего значения джиттера. Таким образом, балансировка нагрузки в сети влияет на временные характеристики и пропускную способность сети. Управление и оптимизацию балансировки нагрузки можно осуществлять как программным, так и аппаратным способами. В статье уделяется внимание балансировке нагрузки данных на прикладном уровне приложений. Кратко рассмотрена аппаратная балансировка нагрузки, которая решается в рамках непосредственно сетевого оборудования, к примеру, в коммутаторах. Это решается диспетчером управления очередями в коммутаторе Ethernet, который управляет полосой пропускания и очередями. Описаны циклические алгоритмы, а также алгоритм с временной селекцией кадров в диспетчерах коммутатора, которые реализуют эффективную аппаратную балансировку нагрузки. Рассмот-рена программная балансировка нагрузки данных в сети. В  качестве программной балансировки нагрузки использовался веб-сервер и обратный прокси-сервер Nginx, на сервере было запущено 3 Docker контейнера, сделанного на основе Asp.net приложения, запущенных на разных окружениях.

Результаты. Произведена настройка, конфигурация сети и использовался циклический алгоритм балансировки нагрузки RR в сервере Nginx. Было проведено исследование сети с разным количеством окружений в сети, веб-серверов, запросов данных. Циклический алгоритм балансировки нагрузки в Nginx является более эффективным по сравнению со случайным алгоритмом, это было показано в ходе экспериментов.

Заключение. Были рассмотрены и исследованы аппаратные и программные алгоритмы балансировки нагрузки в распределенной сети. Циклические алгоритмы балансировки данных позволили повысить пропускную способность сети, ее эффективность и быстродействие.

Цель исследования. Повышение производительности по руде агрегата измельчения при воздействии внешних возмущений, не допуская перегрузки мельницы в условиях эксплуатации, близких к перегрузке. Методы. Для достижения поставленной цели предложена новая система автоматического управления (САУ) заполнением материалом шаровой мельницы с разгрузкой через торцевую решетку в замкнутом цикле измельчения с применением управления с прогнозирующей моделью и активным подавлением возмущающих воздействий (MPC-DOB). В дополнение к САУ для контроля за перегрузом мельницы предло-жен виртуальный анализатор (ВА) веса материала в мельнице на основе разработанной модели технологического процесса. Проведено тестирование системы управления на лабораторной установке, где в качестве объекта выступала модель мельницы в Simulink, а система управления была реализована на ПЛК. Тестировались САУ с ПИД-регуляторами, MPC, MPC-DOB для различных сценариев.

Результаты. MPC-DOB показал эффективность по отношению к ПИД и MPC при синусоидальных и ступенчатых возмущениях, сократив RSD на 4-7 %. Совместное применение MPC-DOB и ВА позволило повысить производительность измельчения на 1 % и улучшить качество стабилизации вибрации мельницы в режиме функциональной нестабильности. 

Заключение. Разработанная САУ может быть применена в АСУТП измельчения в шаровой мельнице с решеткой для повышения производительности и устойчивости технологического процесса и уменьшения затрат электроэнергии приводом мельницы.

Цель исследования заключается в обеспечении безопасного функционирования робототехнических средств за счет разработки методов, подходов и алгоритмов обработки информации и описания их функционирования.

Методы. В работе предлагается подход к оценке допустимого отношения сигнал/шум (ОСШ) для лидаров роботов на основе заданной вероятности появления «ложной тревоги» в условиях непреднамеренных воздействий. В основе представленного синтезированного вероятностного подхода лежат физические основы инфракрасного излучения и байесовская теория с применением критерия Неймана-Пирсона. Особенностью предлагаемого подхода является использование в аналитическом аппарате не только заданного порога появления ложной тревоги и вероятности возникновения интерференции, но и учет характеристик фотоприемных устройств лидаров. Это позволяет аналитически рассчитать величину допустимого ОСШ при стабилизации уровня «ложных тревог» на фоне шумов, вызванных данным видом помех.

Результаты. Сформированные и представленные в работе зависимости могут использоваться в качестве одной из эксплуатационных характеристик при разработке и выборе оптоэлектронной системы измерения лидаров. Исходя из фиксированного значения «ложной тревоги» и полученного графического выражения полученной рабочей характеристики (полученных характеристик) возможно подобрать лидар с необходимыми техническими параметрами.

Заключение. Разработан вероятностный подход и соответствующий алгоритм выбора порогового значения ОСШ, основанный на сущности критерия Неймана-Пирсона. Подход позволяет минимизировать значение вероятности «игнорирования» объекта при сканировании за счет недопущения превышения вероятности «ложной тревоги» заданного порогового значения. Представлено математическое и методологическое обеспечение для проектирования лидаров с учетом априорной оценки допустимого значения ОСШ и вероятности обнаружения отраженного импульса, без учета предварительных оценок вероятностных характеристик обнаружения объектов лидаром. В представленном алгоритме на вход подается набор необработанных данных – в виде значений полученного сигнала с шумовой составляющей. Выходные данные представлены множеством зависимостей вероятности ошибок для различных пороговых значений отношения сигнал/шум.

Цель исследования. Целью данного исследования является формирование комплекса базовых элементов методологии снижения расхода остаточного ресурса вычислительных устройств, функционирующих в составе систем распределенных вычислений на основе концепций туманных и краевых вычислений. Концепции туманных и краевых вычислений относительно новы и, невзирая на большой объем публикаций по этой теме, вопрос расходования ресурса вычислительных устройств с точки зрения значений ВБР не рассмотрен в литературе. Одновременно с этим, продление срока службы устройств в настоящее время крайне желательно,  что делает данное исследование актуальным.

Методы. Основными научными методами, применяемыми в рамках данного исследования, являются анализ (предметных областей), численное моделирование и натурный эксперимент, подтверждающие целесообразность основных аспектов разрабатываемой методологии. 

В рамках концепций туманных и краевых вычислений считается целесообразным сдвиг вычислительной нагрузки к источникам данных, которые, как правило, находятся на краю сети. Однако современные исследования не затрагивают оценок влияния такой стратегии в размещении функциональных задач на оценочные значения вероятности безотказной работы устройств, которая характеризует состояние остаточного ресурса устройства. Между тем, возрастание нагрузки на устройства меньшей вычислительной мощности, чем, допустим, устройство в пределах датацентра, приводит к ускорению их изнаши-вания, что, в свою очередь, выливается в экономические затраты на поддержание функционирующей вычислительной инфраструктуры. Одновременно с этим уменьшается нагрузка на промежуточные устройства сети, поскольку они передают уменьшенные объемы данных, а также увеличивается время, которое может быть использовано на обработку данных, в случае, если последнее производится на краевых устройствах. Разрабатываемая методология предлагает комплексный подход при размещении функциональных задач распределенных информационных систем, учитывающий перечисленные особенности использования концепций туманных и краевых вычислений.

Результаты. Основными результатами данного исследования является описание комплекса базовых методов, составляющих методологию снижения расхода остаточного ресурса вычислительных устройств систем распределенных вычислений на основе туманных и краевых вычислений. Полученный комплекс опирается на разработанные модели и результаты проведенных экспериментальных исследований.

Заключение. В настоящее время, несмотря на массовое использование концепций туманных и краевых вычислений при реализации распределенных информационных систем, не было разработано единой методологии, которая позволила бы уменьшить расход ресурсов вычислительных устройств и тем самым продлить срок их службы. В рамках данной работы предлагается комплекс методов, дальнейшая проработка которых позволит увеличить срок службы устройств, составляющих вычислительную инфраструктуру систем распределенных вычислений.