Статьи и вопросы по тегу "конкурс_hub_2021"

Оценка работ окончена, и мы представляем вам наших победителей.

ЦИКЛ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ ПО ТЕМЕ: «ИССЛЕДОВАНИЕ ВРЕМЕННЫХ И ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИГНАЛОВ С РЕГУЛЯРНОЙ СТРУКТУРОЙ»

Целью выполнения цикла практических занятий является закрепление навыков расчета параметров, характеризующих свойства сигналов с регулярной структурой (индекса модуляции, ширины спектра сигнала и т.д.), приобретение практических навыков в измерении временных и спектральных характеристик сигналов с регулярной структурой.

Представленный в данной работе фильтр основной/первой гармоники  (FHPF) предназначен для выделения в периодическом несинусоидальном сигнале основной/первой гармоники с полным подавлением остальных составляющих, в том числе и постоянной. Фильтр основной/первой гармоники разработан для применения в контрольно-измерительной части устройств, работающих в сетях промышленной частоты. Основным методом фильтрации является режекция спектра входного сигнала. Режекция спектра осуществляется комбинированным фильтром с конечной импульсной характеристикой, в состав которого входят многосекционный фильтр скользящего среднего и гребенчатый фильтр.

Приведены рекомендации по проектированию фильтров первой гармоники.

Представлен вариант реализации адаптивной фильтрации 1-ой гармоники.

Достижение высокого уровня управления предприятием в сложных условиях рынка требует внедрения экономических моделей и методов. Поэтому каждый современный руководитель, если он хочет добиться максимальной эффективности своего предприятия, должен периодически обращаться к методам имитационного моделирования, потому что имитационная модель позволяет, в принципе, описать моделируемый процесс с большей адекватностью, чем другие обладает известной гибкостью варьирования структуры, алгоритмов и параметров системы; а применение ПК и Mathlab Simulink существенно сокращает продолжительность испытаний по сравнению с натурным экспериментом (если он возможен), а также их стоимость.

Благодаря значительному прогрессу в области силовой электроники и микроконтроллеров, управление электрическими машинами переменного тока имеет существенные достижения, которые позволяют применить приложения с высокой производительностью в реальном времени.

Представлено методическое пособие для выполнения комплекса лабораторных работ по изучению дисциплины «Математическое моделирование систем и процессов».

В пособии рассмотрены начально-краевые задачи математической физики, приводится численное решение некоторых задач, описываемых данными уравнениями, в пакете PDETool MATLAB. Выполнение каждой работы подробно описано как с точки зрения математической постановки задачи, так и в отношении хода выполнения моделирования в среде PDETool. Для проверки правильности решения показаны результаты моделирования, выполненные для нулевого варианта. Для проверки усвоения материала после каждой задачи приведены контрольные вопросы.

Методическое пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, изучающих математическое моделирование систем и процессов или уравнения математической физики.

В данной работе построена математическая модель переходного процесса формирования температурного поля кабельной линии с изоляцией из сшитого полиэтилена при различных токах, близких к максимально допустимым. Рассмотрена модель подземной прокладки кабеля треугольником в стандартных климатических условиях. При подаче тока разница температур между средой и кабелем является решением обыкновенного линейного дифференциального уравнения, из которого следует, что тепловой баланс системы наступает через 30 минут после начала работы. Модель формирования теплового поля кабеля с использованием эквивалентного экрана показывает пропорционально близкий нагрев жилы и экрана.

Добрый день, дорогие читатели! Меня зовут Чикова Татьяна, я работаю инженером в Пермском Политехе. В этой статье познакомлю вас с интересным проектом, над которым я занимаюсь совместно с сотрудниками кафедры "Вычислительная математика, механика и биомеханика".

На кафедре программируемой электроники, электротехники и телекоммуникаций Национального университета кораблестроения им. адмирала Макарова (НУК) в научных и учебных целях ведутся исследования сигналов морских и речных судов в технологии AIS (Automatic Identification System). В настоящее время в круглосуточном режиме функционируют две станции приема AIS-сигналов на базе аппаратно-программных решений греческого проекта MarineTraffic (на здании Института автоматики и электротехники – MarineTraffic Station № 4757 и на базе отдыха НУК в Очакове – MarineTraffic Station № 5064). В качестве базового алгоритма выделения и исследования сигналов на кафедре используется программа с открытым кодом aisLiveData корпорации MathWorks (версия MATLAB R2015). Оптимизация программы позволила увеличить количество правильно декодированных сообщений более чем в 3 раза. Однако анализ квадратурной информации со штатных антенн, которые позволяют принимать плотный поток сообщений, показал, что в этих условиях требуется дальнейшее совершенствование алгоритма. В то же время корпорация MathWorks в версии MATLAB R2019 презентовала новую программу по приему и обработке AIS-сигналов. В настоящей работе приведено описание проведенных доработок и оценка их эффективности в сравнении с обновленной программой корпорации MathWorks. Для сравнения эффективности программ использовались записи квадратурной информации с выхода приемника RTL-SDR при подключении к нему штатной антенны станции № 4757. Прием проводился на частоте работы передатчиков судов класса А. Получено, что версия программы корпорации MathWorks, представленная в MATLAB 2019, позволяет в среднем увеличить количество выделяемых сообщений более чем в 2 раза по сравнению с версией в MATLAB 2015. Примерно такие же результаты получены программой первого этапа кафедральной оптимизации. Новая оптимизация программы, направленная на успешную работу в условиях плотного потока сообщений, позволила увеличить количество выделяемых сообщений более чем в 2 раза по сравнению с программой, представленной в MATLAB 2019. Проведен также анализ возможных отклонений и сбоев в работе технологии AIS.

Ключевые слова: Automatic Identification System — AIS, MarineTraffic, приемник RTL-SDR, MATLAB, Maritime Mobile Service Identity — MMSI, синхроимпульс.

Предлагается комплекс лабораторных работ для изучения дисциплины "Моделирование систем". Первая часть работ посвящена знакомству со средой моделирования MATLAB/Simulink, построению непрерывно-детерминированных моделей статических и динамических объектов и процессов, а также построению дискретно-детерминированных моделей динамических объектов и процессов. Вторая часть лабораторных работ посвящена вероятностному моделированию, а также моделированию одноканальных и многоканальных систем массового обслуживания. Работы содержат задания для индивидуального выполнения с большим числом вариантов для отработки навыка моделирования.

Предложена модель автономной фотоэлектрической станции, состоящая из шести основных компонентов: модель прихода солнечной радиации, солнечная батарея, преобразователь постоянного напряжения (контроллер заряда), аккумуляторная батарея, инвертор, электрическая нагрузка. Все модели компонентов выполнены в виде отдельных подсистем в программной среде MATLAB/Simulink, обладают свойством масштабирования, что позволяет проводить исследования фотоэлектрических систем произвольной конфигурации.

Использование Neural Network пакета MATLAB для построения прогнозирующей нейросетевой модели технологического параметра.

Публикация о том, как можно сократить время моделирования в Simulink, зная особенности пирменения некоторых блоков. Рассмотренные приемы нельзя назвать оптимизацией, это просто культура моделирования. 

Лабораторная работа «Исследование двигателя постоянного тока параллельного возбуждения с последовательной стабилизирующей обмоткой возбуждения».

Лабораторная работа создана для студентов, изучающих дисциплины «Электрические машины», «Переходные процессы в электрических машинах». Модель реализована в MATLAB&Simulink на основе дифференциальных уравнений машины постоянного тока. Модель двигателя постоянного тока в отличие от стандартных встроенных моделей реализована с учётом нелинейности кривой намагничивания и нелинейной реакции якоря. Студент имеет возможность регулировать напряжение, нагрузку и сопротивления в цепях якоря и возбуждения.

Алгоритм I2t защиты как перспективный способ лимитирования разрядного тока, позволяет производить динамическое ограничение силы тока в зависимости от текущего значения величины переменной SI2t, характеризующей накопление в батарее избыточной теплоты.

В настоящее время разработано огромное количество алгоритмов оптимизации сложных функций многих переменных, базирующихся на различных классических и эвристических подходах и реализованных в разнообразных системах компьютерной математики (СКМ).

Все известные алгоритмы обладают своими достоинствами и недостатками, однако, получить идеальный вычислительный метод, быстро и с высокой точностью сходящийся к решению поставленной задачи при любых начальных условиях и для целевых функций произвольного вида и размерности, к сожалению, чрезвычайно сложно.

В этой связи эффективным является применение простых и надёжных численных алгоритмов оптимального поиска, которые впоследствии можно было бы легко реализовать в бортовых цифровых средствах летательных аппаратов.

Кроме того, немаловажным преимуществом СКМ Matlab при online-обучении прикладным математическим дисциплинам является удобство создания программ с возможностью перевода на другие языки программирования и наглядность представления результатов вычислений.

Целью работы является исследование возможностей СКМ Matlab для решения практической задачи нахождения численного локального минимума целевой функции двух переменных методами второго порядка - на основе алгоритмов Ньютона - Рафсона и Марквардта (Левенберга). 

 Одной из актуальных математических и инженерных задач, как известно, является проблема поиска оптимальных значений сложных функций многих переменных.

 Для решения указанной задачи было разработано большое количество численных алгоритмов, практическое применение которых связано, в том числе, с методами функционирования оборудования, установленного на борту летательных аппаратов. Программа MATLAB представляет собой удобную систему компьютерной математики (СКМ), в которой имеются удобные средства программирования, отладки, запуска и визуализации программ с целью обучения (в том числе дистанционного) оптимизационным методикам и их последующего перевода на машинно-ориентированные языки программирования.

 Целью работы является исследование возможностей СКМ MATLAB для решения практической задачи поиска численного минимума целевой функции двух переменных с применением "градиентного метода наискорейшего спуска Коши".

Вариант семинара (практического занятия) по вероятностному анализу систем в "Объектной среде для вероятностного анализа в системе MATLAB" с использованием электронных формул.

Использование MATLAB для решения трансцендентных уравнений методами Ньютона, секущих, дихотомии.

В представленной научно-исследовательской работе рассматривается моделирование плоскопараллельного манипулятора с гибкими и упругими звеньями на основе тросовой системы. В ходе работы были рассмотрены уравнения кинематики и динамики манипулятора, были рассмотрены и реализованы алгоритмы управления роботом.

Для моделирования динамической модели и системы управления использовалась библиотека MATLAB Simulink Simscape. Математическая модель строилась на реальных данных, полученных в процессе проведения идентификации характеристик системы привода, который будет использоваться при изготовлении прототипа.

Работа имеет полезное практическое применение, а также является подробным пособием по проектированию тросовых систем в программном пакете MATLAB.

В работе рассмотрены следующие вопросы:

1. Описание техники решения двумерных уравнений с частными производными с использованием MATLAB приложения PDE app.
2. Разбор примера решения задачи нагрева пластины внутренним источником тепла с использованием PDE app.
3. Пример для самостоятельной работы – решение задачи нагрева пластины внешним потоком тепла с использованием MATLAB приложения PDE app.
4. Программные средства решения уравнений с частными производными (на примере уравнения теплопроводности).

В этой статье рассмотрены структурные модели простых электрических цепей и преобразователей и их реализация в Simulink. Наиболее простые модели, как правило, позволяют получить до 90% результатов, которые используются на практике для анализа и проектирования. С другой стороны, простые модели являются простыми, что позволяет максимально глубоко понять происходящие процессы. Поэтому наилучший способ изучать что-либо - это начать с простых, базовых моделей и понятий, постепенно усложняя их.

В настоящем издании собран ряд задач по обработке цифровых изображений, сгруппированных по темам и готовых для проведения лабораторных работ и практических занятий со студентами, изучающих дисциплины, связанные с методами обработки цифровых изображений. Упомянутые темы касаются представления полутоновых и цветных изображений, свойств индексированных изображений, ортогональных, в частности, вейвлет-преобразований, встраивания цифровых водяных знаков в изображения. Все необходимые сведения для выполнения задач имеются в тексте.

Основным результатом обучения является усвоение основных методов обработки цифровых изображений и получение практических навыков реализации конкретных алгоритмов в пакете прикладных программ MATLAB.

Приглашаем слушателей на курс "Методы обработки и анализа биомедицинских сигналов". В статье краткое описание курса, а также для кого он может быть полезен.

На современном этапе развития систем управления функционированием управляют вычислительные системы, к которым в плане эффективности функционирования в свою очередь предъявляются повышенные требования. Для обеспечения надежной работы вычислительных систем необходимо, чтобы аппаратура обладала возможностью прореживать возникающие сбои внутри самой вычислительной системы и в конечном итоге выдавать верные управляющие решения. Для обеспечивания задачи оценивания сбоеустойчивости вычислительной системы предлагается модель, позволяющая оценить любой вариант ее построения в условиях аппаратных сбоев.

Автор - Ковалев Артем Александрович.