В статье исследуется вопрос возможности обработки поверхностным пластическим деформированием (ППД) серого чугуна и исследование его глубины упрочнения с целью управления напряженно - деформированным состоянием (НДС) поверхностей деталей. Проведено моделирование, расчеты приближены к реальной ситуации, используется трехмерная конечно - элементная модель. Полученные данные проанализированы методом наименьших квадратов (МНК), построены графики. Также, на основании полученных данных было выявлено, что зависимость между степенью пластического деформирования, диаметром индентора и глубиной наклепа представляет собой уравнение, описывающее поверхность. Проведенные исследования и полученная зависимость позволяет повысить точность прогнозирования результатов обработки ППД чугуна.

Ключевые слова: серый чугун, поверхностное пластическое деформирование, билинейная диаграмма деформирования, глубина вдавливания, сферический индентор

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Электроника - наиболее емкая и бурно развивающаяся отрасль в нашей стране. Современные способы проектирования электронных устройств немыслимы без применения компьютерных технологий, в частности, специализированных программ компьютерного анализа и моделирования принципиальных электрических схем разрабатываемых устройств. Ключевым звеном электроники на нынешнем этапе ее развития является интеллект. Это связано с появлением и широким внедрением таких микросхем, как микроконтроллеры. Этот аспект дает принципиально новые возможности решения самых разнообразных задач, в том числе, задач стратегической направленности, требующих оперативного решения. Все это стало возможным в первую очередь потому, что устройства, в основе которых лежит микроконтроллер, требуют алгоритмического и дальнейшего программного обеспечения, что дает возможность создания интеллектуальных систем и устройств. Об одном таком устройстве и пойдет речь в данной статье. Разработанное устройство является системой, состоящей непосредственно из системы управления, исполнительного устройства, которое является устройством принятия решений, силовой части и периферийных устройств. В статье поясняется идея, принцип работы разработанного устройства, структурная и принципиальные схемы разработанных основных блоков устройства, а также их алгоритмическое обеспечение, в основе которого лежит принцип интеллектуального управления. Разработанное устройство предназначено для автоматического поддержания на заданном оператором уровне освещенности в помещениях промышленных предприятий.

Ключевые слова: интеллектуальное управление, блок датчиков, бинарный код, схема синхронизации, транзисторный ключ, шинный формирователь, оптосимистор, система управления, исполнительное устройство, силовая часть

2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Статья посвящена исследованию и разработке автоматизированной системы управления технологическим процессом получения кишечной палочки. Кишечная палочка относится к грамотрицательным палочковидным бактериям семейства энтеробактерии факультативных анаэробов. Она является наиболее известным микробом в мире и имеет различные виды штаммов. Комменсальные E.coli безвредны и часто встречаются в природе. В настоящее время огромное внимание уделяется использованию модифицированной E.coli для получения рекомбинантных белков, аминокислот. Приведены результаты математического моделирования автоматизированной системы. Моделирование произведено с помощью программных средств SimInTech и MathCAD. Объектом управления является емкость культивирования. В качестве регулируемого технологического параметра принята температура кишечной палочки, управление которой осуществляется за счет изменения степени открытия клапана. Для построения автоматизированной системы управления применен метод пассивного эксперимента. Получены основные параметры объекта управления.

Ключевые слова: автоматизированная система управления, технологический процесс, кишечная палочка, математическое моделирование, объект управления, передаточная функция, параметры управления

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Технологии трёхмерной интеграции на основе высокоинтегрированных подложек и бескорпусных микросхем позволяют решить задачу миниатюризации сложно-функциональных устройств. Однако, увеличение сложности и уменьшение массогабаритных параметров изделий приводит к проблемам эффективного распределения и отвода тепла от бескорпусных микросхем. В статье рассмотрены особенности и проблемы теплового анализа 3D вычислительной микросистемы на основе нескольких модулей с бескорпусными микросхемами, а также показана важность моделирования реального тепловыделения программируемых логических интегральных схем.

Ключевые слова: микросборка, микросистема, бескорпусная микросхема, программируемая логическая интегральная схема, тепловой анализ, система автоматизированного проектирования, метод конечных элементов, моделирование теплообмена, печатная плата, трёхмерная интеграция

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

На сегодняшний день актуализируется вопрос индустриального освоения Северных территорий России. Основной задачей является производство бетон-ных работ, требующих применение специальных методов. Цель текущей статьи стоит в обосновании необходимости разработки программного решения, позволяющего автоматизировать расчет параметров греющего провода при зимнем бетонировании. Автором поднимается вопрос актуальности исполь-зования метода зимнего бетонирования на примере греющих проводов. В работе анализируются аспекты проектирования указанной программы. Научная значимость статьи заключается в возможности использования представлен-ных материалов в качестве базы для создания реального программного решения. Преимущественная часть статьи посвящена именно вопросам создания решения по автоматизации расчета параметров греющего провода при зимнем бетонировании.

Ключевые слова: строительство, программа, автоматизация, греющий провод, зимнее бетонирование, Крайний Север

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В данной статье рассматриваются перспективы и проблемы развития цифровых технологий в строительной отрасли Российской Федерации. В рамках работы представлены основные законодательные акты и федеральные проекты направленные на цифровизацию строительства в стране, особенности внедрения цифровых технологий на всех этапах жизненного цикла объектов капитального строительства среди которых: информационное моделирование зданий (BIM), их цифровые двойники (Digital Twin), интернет вещей (IoT), с помощью которых создается единое информационное пространство, позволяющее собирать, систематизировать все полученные данные, на основании которых осуществляется управление на различных этапах жизненного цикла.

Ключевые слова: цифровая трансформация, строительство, жизненный цикл здания, BIM-технологии, Digital Twin

2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье описывается разработка системы мониторинга параметров микроклимата помещений. Разработанная система включает аппаратную часть, реализованную на базе платформы Arduino UNO, и программную часть, при разработке которой использовались языки высокого уровня PHP и Python, а также система управления базами данных MySQL. Разработанная система мониторинга была протестирована. Было установлено, что точность показаний и задержки при работе системы лежат в допустимых для рассматриваемой задачи пределах.

Ключевые слова: микроклимат, температура, влажность, Arduino, Ethernet, Python, PHP, QT, Apache, MySQL, база данных

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Имитационная модель цифровой системы автоматического регулирования (САР) давления в компенсаторе давления, применяемого для поддержания давления в первом контуре АЭС, представлена в данной статье. В результате моделирования получены графики переходных процессов и проведена оценка качества работы цифровой САР. Представленная имитационная модель реализована классическим способом, но с практической стороны классические регуляторы не всегда обеспечивают желаемый результат. В связи с чем, для улучшения качественных характеристик процесса регулирования предложена модель адаптивной САР с нейрорегулятором.

Ключевые слова: атомная станция, реактор, компенсатор, давление, температура, возмущение, регулятор, клапан, задвижка, турбина, модель, схема, нейронная сеть, оптимизация

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.4.9 - Ядерные энергетические установки, топливный цикл, радиационная безопасность

В статье рассмотрены аспекты промышленного лесопользования на базе автоматизации управления средствами локального позиционирования, инженерных и информационных технологий беспилотной индустрии. Созданы и апробированы оригинальные алгоритмы автоматического управления беспилотными техническими системами и контактными элементами технологического оборудования под пологом леса, непосредственно реализующие операции технологического процесса. Разработаны и зарегистрированы программные комплексы для сбора данных и управления информационными потоками, обеспечивающие устойчивое функционирование средств локального позиционирования последнего поколения. Предложены конструкции, способы и архитектура беспилотных систем наземного, подвесного и воздушного типа для задач промышленного лесопользования, ухода за лесами, расположенными на особо охраняемых природных территориях и производств, косвенно связанных с лесом или лесными землями.

Ключевые слова: автоматизация, цифровизация, метод, алгоритм, синтез, технология, позиционирование, способ управления, цифровая модель, моделирование

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 4.3.4 - Технологии, машины и оборудование для лесного хозяйства и переработки древесины

Гарантия обеспечения безопасности людей и материальных ценностей при возникновении пожара, требует тщательного подхода к проектированию и монтажу противодымной вентиляции. С целью своевременной эвакуации людей из зоны задымления, устанавливаются технические устройства с нормируемым пределом стойкости к огню – противодымные клапаны. Для определения распределения давления воздушного потока в противодымном клапане по площади его сечения, применяют метод математического моделирования. С помощью математической модели, осуществляется визуальное моделирование распределения потока газовоздушной смеси, проводится детальный анализ опасных факторов, оценка возможной температуры и времени распространения пламени, определение вероятной степени задымления внутреннего пространства и путей перемещения дыма.

Ключевые слова: задымление, пожар, вентиляционная система, противодымная защита, противодымный клапан, математическая модель

2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Рассмотрена задача управления шаговыми двигателями дорожного принтера с использованием метода нейро-нечеткого управления. Описан алгоритм разработки интеллектуальной системы управления шаговыми двигателями. Получена обучающая выборка по данным переменных, определенных в результате моделирования системы автоматического управления с непрерывным пропорционально-интегрально-дифференцирующим (ПИД) регулятором. Обучение адаптивной нейро-нечеткой системы вывода гибридным методом выполнено с использованием программы MATLAB. Построены переходные характеристики системы управления с непрерывным и нейро-нечетким ПИД-регуляторами. Определены прямые показатели качества рассмотренных систем управления шаговыми двигателями, а также выполнен анализ этих результатов. Использование нейро-нечеткого-ПИД управления шаговыми двигателями позволило получить качественный переходный процесс, подтвержденный в результате вычислительного эксперимента.

Ключевые слова: дорожный принтер, шаговый двигатель, дорожный принтер, шаговый двигатель, передаточная функция, адаптивная нейро-нечеткая система вывода

2.1.5 - Строительные материалы и изделия , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье представлены результаты оценки фотобиологической эффективности технологического светодиодного освещения при выращивании растений огурца сорта Святогор F1 в условиях светокультуры. В эксперименте использовались фитооблучатели (ФО) с натриевыми лампами высокого давления типа ДНаТ (контрольный вариант), а также светодиодные ФО комбинированного спектра. На основе проведенных фотобиологических исследований установлено, что вариант спектра излучения ФО2 (где излучения с l= 730 нм было в 3,1 раза больше, а излучения с l = 660 нм в 1,23 раза меньше, чем в спектре излучения ФО3) оказался более эффективным, обеспечивая не только лучшее качество рассады растений огурца, но и более высокую продуктивность. Показана практическая значимость полученных результатов.

Ключевые слова: фитооблучатель, светодиодный источник света, светокультура, фотобиологические исследования, спектр излучения, фотосинтетически активная радиация, фотосинтетическая фотонная облученность, растение огурца

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.4.11 - Светотехника

Рассмотрены особенности математического, алгоритмического и программного обеспечения разрабатываемой тренажерно-обучающей системы (ТОС) для контроля навыков визуального моделирования при подготовке студентов направлений в области автоматизации, информатизации, роботизации. Применение ТОС позволяет автоматически генерировать индивидуальные варианты практических заданий по разработке и анализу визуальных моделей, автоматически оценить правильность выполнения заданий студентами, формировать для студента советующие воздействия (замечания и рекомендации для лучшего понимания изучаемой темы). Применение ТОС в процессе контроля начальных навыков визуального моделирования у студентов позволит: уменьшить необходимость ручного составления большого числа вариантов заданий преподавателем и последующей проверки результатов их выполнения; повысить качество обучения с учетом специфики рассматриваемых направлений подготовки студентов.

Ключевые слова: информационные системы в образовании, тренажерно-обучающая система, автоматизированный контроль знаний и навыков, визуальное моделирование, унифицированный язык моделирования (UML)

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.3.4 - Управление в организационных системах

В статье представлены результаты полного факторного эксперимента и проведен анализ оценки влияния различных факторов, таких, как количество переходов на ленточной машине, характеристики инфракрасного лазерного диода и влажности материала, на величину отклика сигнала при прохождении инфракрасного излучения через ленту.

Ключевые слова: качество смешивания волокон, инфракрасный метод оценки, матрица планирования, уравнение регрессии, адекватность модели

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Международные транспортно-логистические коридоры рассматриваются, как наиболее оптимальные по структуре и направлению пролегания, эффективные по экономической результативности маршруты перемещения грузов различными видами транспорта. С целью систематизации международных транспортно-логистических коридоров, проводится их типология. Критериями такой типологии выступают цели создания международных транспортно-логистических коридоров и выполняемые ими экономические функции, вид используемого транспорта, пространственное пролегание маршрута, вид перевозок, соотношение сторон, участвующих в перемещении грузов.Согласно каждому из критериев, выделяются отдельные типы международных транспортно-логистических коридоров, поясняются их особенности, приводятся соответствующие примеры, их преимущества и недостатки. Делается вывод о том, что международные транспортно-логистические коридоры служат проявлением транспортно-торговых связей между странами, которые интегрируют свои транспортные системы в единый общий маршрут с целью повышения своей конкурентоспособности на международных рынках транспортно-логистических услуг.

Ключевые слова: международные транспортно-логистические коридоры, транспортные перевозки, типология, типологический подход, транспортно-логистический поток, перевозка грузов, международные перевозки, транспортные системы

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.3.4 - Управление в организационных системах

Приведенный обзор гигротермических процессов при обработке зерновых культур, их особенностей представлен с позиций нанотехнологий. Показано, что для разрабатываемых нанотехнологий в производстве сельхозпродукции необходимо применять нетрадиционные методы исследования процессов, каким является метод подобия функционирования технических систем (ПФТС). Этот метод позволит для процессов увлажнения, сушки, влажно-тепловой обработки в условиях вакуума получать обобщённые критерии подобия, определять их численные значения и получать обобщённые критериальные зависимости интенсивности рассматриваемых процессов от параметров обработки. Реализация метода позволит количественно описывать процессы гигротермической обработки зерна в условиях вакуума, назначать параметры обработки и управлять ими. Разработаны математические модели гигротермических процессов на основе метода подобия функционирования технических систем в зависимости от параметров среды и строения капиллярно-пористых оболочек зерна.

Ключевые слова: гигротермическое воздействие, зерновые культуры, вакуум, нанотехнологии, увлажнение, сушка, влажно-тепловая обработка, капиллярно-пористые материалы, микрокапилляр, критерий подлбия, метод подобия функционирования технических систем

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье описываются результаты исследования возможности детектирования растений подсолнечника по фотографиям произведенным БПЛА. Решение данной проблемы позволит обеспечить автоматизированный контроль за важным сельскохозяйственным параметром – густотой всходов. Задача усложняется ограниченно малым объемом обучающей выборки и «возмущениями», связанными с засоренностью поля. В результате получено, что нейронная сеть YOLOv5m способна на выборке из 122 картинок качественно детектировать растения с ошибкой обучения 0.077%. Искусственное увеличение выборки до 363 фотографий снижает ошибку обучения до 0.063%. Возмущения снижают эффективность детектирования растений подсолнечника на тестовых изображениях. Повысить эффективность детектирования можно как за счет добавления оригинальных изображений в обучающую выборку, так и за счет ее искусственного увеличения.

Ключевые слова: детектирование, YOLOv5, подсолнечник, густота всходов, нейронная сеть

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Статья посвящена актуальной проблеме автоматизации процессов жизнеобеспечения системы «Интеллектуальное здание», решаемой за счёт внедрения модулей телеметрии, с целью соблюдения требований контроля, надзора и мер предосторожности. На примере технического обслуживания водопроводных сетей, рассматривается сфера разграничений и ответственности за эксплуатацию инженерных сетей и сооружений (между поставщиками и потребителями) с обеспечением анализа качества воды. Анализ АСДКУ (автоматизированной системы диспетчерского контроля и управления) водозаборного узла показывает, что хотя вопросам контроля и распределения водоснабжения в городе посвящено много работ (как российских, так и зарубежных исследователей), сузив объект исследования до комплекса автоматизированной системы дозирования гипохлорита натрия (ГН) становится видна возможность её оптимизации (с учетом конкретных состояний системы). Приведённые в работе формулы расчёта открывают возможность в системе обезораживания (СО) чётко следить и детально анализировать основные параметры (СО). Автоматическое управление комплексом осуществляется контроллером и персональным компьютером (ПК), актуальность же состоит в расширении функционала работы водозаборного узла (за счёт использования технологических и управляющих модулей телеметрии, системы телеизмерений и телеуправления) с организацией бесперебойной, дистанционной работы диспетчерской службы. Разработанные модули (посредством пространственных моделей и моделей временных рядов) обеспечивают ряд дополнительных функций по контролю качества воды (остаточный хлор, учёт случайных факторов загрязнения), поддержке маршрутной технологии системы диспетчеризации, дистанционному управлению исполнительными механизмами, самодиагностике (программно - технического комплекса) и планированию (профилактических, ремонтно-восстановительных) работ инженерных систем. В результате оперативного мониторинга качества воды (с использованием модуля телеметрии) в хлораторной автоматически обеспечиваются оптимальные соотношения попадающего хлора в воду. При этом автором доказывается, что применение предложенного способа контроля и передачи данных позволяет выполнять непрерывную удалённую диагностику (каналов связи, работоспособности всех систем), отпадает необходимость направлять специалистов непосредственно на объект (параметризация, калибровка устройств осуществляется дистанционно). При этом быстрая установка предельных уровней и режимов работы позволяет гибко управлять производственным процессом, а при смене задач - перенастраивать и переоснащать систему.

Ключевые слова: Система телеметрии и телеуправления, Интеллектуальное здание, АСДКУ, система телемеханики, технологический модуль, модуль телеметрии, система диспетчерского контроля и управления, маршрутная технология системы диспетчеризации, управление производственным

2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Рассмотрена задача синтеза параметров системы управления приводом ответственного узла строительного 3Д-принтера – шнекового дозатора печатающей головки с использованием метода нейро-нечеткого управления. Описан алгоритм построения интеллектуальной системы управления приводом. Получена обучающая выборка по данным переменных, определенных в результате моделирования системы автоматического управления с непрерывным пропорционально-интегрально-дифференцирующим (ПИД) регулятором. Обучение нейро-нечеткой системы вывода в программной среде MATLAB выполнено с использованием гибридного метода. Получены переходные характеристики системы управления с непрерывным и нейро-нечетким пропорционально-дифференцирующим (ПД) регуляторами. Определены прямые показатели качества рассмотренных систем управления, а также проведен анализ этих результатов. Использование нейро-нечеткого управления приводом шнекового дозатора печатающей головки 3Д-принтера позволило получить желаемый переходный процесс, подтвержденный в результате вычислительного эксперимента.

Ключевые слова: 3D-принтер, привод шнекового дозатора, печатающая головка, бетонная смесь, передаточная функция, пропорционально-интегрально-дифференцирующий регулятор, нейро-нечеткая система вывода

2.1.7 - Технология и организация строительства , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Приведен принцип работы беспилотного автомобиля, также представлен анализ беспилотных грузовых автомобилей иностранного рынка. Исследован российский опыт внедрения беспилотного грузового автомобиля в суровых климатических условиях на месторождениях, и рассмотрен дальнейший путь беспилотников на российских дорогах.

Ключевые слова: транспорт, беспилотный автомобиль, беспилотник, беспилотные грузовые автомобили, будущее

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Трубопроводная арматура, являющаяся одним из основных элементов любого типа трубопроводных сетей, бывает различного назначения: запорная, обратная, предохранительная, регулирующая, разделительная, отключающая и т.д. В целях контроля работоспособности данного элемента необходимо в установленном порядке проводить различные испытания, к основным из которых относят пневматические. Данное исследование посвящено разработке оборудования для внутризаводских пневматических испытаний поворотных обратных затворов для трубопроводных систем опасных производственных объектов со сверхвысокими параметрами рабочей среды. Для данной конструкции установки было проведено моделирование напряженно-деформированного состояния элементов установки, а также газодинамический расчет испытательного контура установки.

Ключевые слова: поворотный обратный затвор, трубопроводная арматура, трубопроводная система, математическое моделирование, метод конечных-элементов, прочностной анализ, напряжённо-деформированное состояние, вычислительная гидрогазодинамика, пневматические испытания

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.5.10 - Гидравлические машины, вакуумная, компрессорная техника, гидро- и пневмосистемы

В статье проведен краткий анализ процессов, происходящих при запуске электрического двигателя. Представлены математические соотношения, моделирующие процесс пуска двигателя постоянного тока. Получены графические зависимости, позволяющие определить параметры терморезистора, обеспечивающие оптимальный пуск машины постоянного тока.

Ключевые слова: терморезисторный реостат, оптимальный запуск, тепловая характеристика пуска, задача оптимального управления

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.4.2 - Электротехнические комплексы и системы

В статье проведен краткий анализ тепловых процессов происходящих при запуске электрического двигателя. Представлены математические соотношения моделирующие распределение тепловой энергии в терморезисторе в процесс пуска двигателя постоянного тока. Представлены графические зависимости позволяющие произвести компоновку терморезисторов для пускового реостата и определить параметры полученного таким образом пускового реостата. Применение пускового реостата выполненного на базе терморезисторов, обеспечиваете оптимальный пуск машины постоянного тока.

Ключевые слова: пускорегулирующие устройства, терморезистор, пусковой реостат, двигатель постоянного тока, температура, динамическая характеристика, форма пускового тока

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.4.2 - Электротехнические комплексы и системы

Расположение компенсирующих устройств определяется различными факторами: конфигурацией системы электроснабжения, графиком нагрузки предприятия, типом и протяженностью линиями электропередачи, параметрами конденсаторных батарей, величиной питающего напряжения. Рассматривается влияние перечисленных факторов на создание математической модели, позволяющей определить места установки компенсирующих устройств с учетом минимума экономически затрат.

Ключевые слова: компенсирующие устройства, компенсация реактивной мощности, энергосистема, электросети промышленных предприятий, график нагрузки, математическая модель, приведенные затраты

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.4.5 - Энергетические системы и комплексы

В статье рассмотрено производство и использование экологически чистого топлива - пеллет. Проведен обзор конструкций мобильных заводов по производству пеллет, выявлены достоинства и недостатки данных конструкций. Рассмотрены потенциальные потребители гранул и оборудования (отопительных котлов, топливом для которых являются пеллеты). Сконструирован мобильный комплекс по производству пеллет на шасси трелевочного чекерного трактора МСН-10-004-03. Описана технология производства пеллет передвижным мобильным заводом.

Ключевые слова: пеллеты, мобильный завод, проектирование, биотопливо, технология производства

2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.5.11 - Наземные транспортно-технологические средства и комплексы