В системах мониторинга, диагностики и распознавания состояния важным аспектом является уменьшение объема данных измеренных сигналов для их передачи или накопления в информационных базах с возможностью восстановления без существенных искажений. Особым видом сигналов при этом являются пакетные сигналы, которые представляют наборы гармоник с кратными частотами и с четко выделяемым периодом. Подобного вида сигналы характерны для механических, электромагнитных, электромеханических систем. Рассматривается ряд моделей редукции, в частности: модель дискретного преобразования Фурье с модифицированной формулой восстановления непрерывного сигнала, модель на основе разложения по окаймляющим функциям и модель дискретного косинусного преобразования. Сопоставление моделей осуществляется по вычислительной сложности, степени редукции, погрешности восстановления. Выявлены особенности и случаи эффективного применения каждой из моделей для пакетных сигналов.

Ключевые слова: модель редукции, измеренный пакетный сигнал, дискретное косинусное преобразование, разложение по окаймляющим функциям, оценка качества редукции

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

При оперативной диагностике и распознавании состояний сложных технических систем важной является задача выявления малых детерминированных во времени изменений сложных измеряемых диагностических сигналов контролируемого объекта. Для этих целей сигнал преобразуют в малоразмерный образ в диагностическом признаковом пространстве, перемещающийся по разным по форме траекториям, в зависимости от характера и величины изменений. Были обнаружены аналитические функциональные зависимости, связывающие конкретный вид изменения сигнала с формой траектории движения образа в признаковом пространстве. Предложенный траекторный подход упрощает идентификацию, оперативную диагностику и мониторинг состояния объектов, в частности, при низкочастотной диагностике и дефектоскопии конструкций, вибродиагностике, контроле напряженного состояния объекта по анализу временных характеристик функций отклика на воздействие и т.п.

Ключевые слова: моделирование, траектории движения образов, функциональные зависимости, малозаметные изменения сложных сигналов, аналитическое описание траекторий

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

Рассматривается вариант построения модели цифрового двойника для диагностики работы механической зубчатой передачи – редуктора, состоящего из пары цилиндрических шестерен. Основу рассматриваемой модели цифрового двойника составляет адаптивная обучаемая вибрационная математическая модель статического режима работы при вращении шестерен с постоянной скоростью. Как основные информационные, измеряемые на объекте, используется вибрационные сигналы редуктора, фиксируемые акселерометрами и являющиеся эффективными для обнаружения и диагностики неисправностей. Выявляемые неисправности: растрескивание, износ, откол и изъязвление зубьев. Особенностью реализуемого цифрового двойника является возможность одновременного выявления по временным и частотным характеристикам неисправностей сразу нескольких зубьев, как на ведущей, так и на ведомой шестернях, а также возможность определения по вибрационным характеристикам основных технических данных конкретного редуктора.

Ключевые слова: диагностическая математическая модель, цифровой двойник, вибрационная диагностика, механический редуктор, дефект зубьев, диагностический сигнал, спектр мощности вибраций, синхронно усредненная временная характеристика

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

Предложен новый математический аппарат контроля адекватности выбора интервала дискретизации сигнала с точки зрения учета основных высокочастотных составляющих и выявления возможностей его увеличения. Он базируется на построении специальных алиасинг-грамм по измеренным отсчетам сигнала. Алиасинг-граммы представляют собой графики среднеквадратических отклонений амплитудных спектров условно эталонного дискретного сигнала, заданного с наибольшей частотой дискретизации и вспомогательных дискретных сигналов, полученных на том же интервале наблюдения, но с меньшими частотами дискретизации. Анализируя подобные графики, легко выявить частоты дискретизации, приводящие к появлению эффекта алиасинга в случае дискретизации, а, следовательно, к искажению спектра сигнала. Для ускорения и упрощения построения алиасинг-грамм предложено в качестве вспомогательных использовать сигналы, полученные из эталонного путем прореживания. Показано, что данный аппарат эффективен и в случае возникновения эффекта растекания спектра. Он может быть применен в самообучаемых измерительных системах.

Ключевые слова: интервал дискретизации, алиасинг, амплитудный спектр, алиасинг-грамма, прореживание отсчетов, растекание спектра

2.2.11 - Информационно-измерительные и управляющие системы , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

Статья посвящена рассмотрению антигололедной композиции на основе природных материалов: хлористого магния (бишофита) и глауконита как способа обеспечения экологической и технической безопасности на объектах дорожного хозяйства. По одному из основных параметров безопасности дорожного движения - коэффициенту сцепления выявлены преимущества применения экокомпозиции перед другими широко применяемыми противогололедными реагентами.  

Ключевые слова: антигололедная экокомпозиция, противогололедный материал, коэффициент сцепления, коэффициент аварийности, экологическая безопасность, техническая безопасность

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (по отраслям и сферам деятельности)

Описывается методика и алгоритм численной оценки эффективных механических характеристик резинокордных композитов. Эффективные свойства находятся в виде закона Гука для анизотропных материалов. Выполнены расчёты эффективных характеристик двуслойного резинокорда с помощью CAE "Фидесис". Исследована зависимость эффективных свойств от угла закроя нитей корда.

Ключевые слова: теория упругости, эффективные свойства, прочностные расчёты, резинокорд, численное моделирование, метод конечных элементов, CAE "Фидесис"

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ