CC BY
40
8. В.В. Петросьянц. Разработка, анализ и экспериментальное исследование преобразователей с дозирующим последовательным резонансным контуром и рекуперацией энергии //Автореферат канд. дисс.-М.:МЭИ, 1984, 16с.
9. Г. Крон. Тензорный анализ сетей. - М.: Сов.радио, 1978, 720 с.
Шкляр Д.В.
СИСТЕМНЫЙ МЕТОД В ПРОЕКТИРОВАНИИ ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ
На настоящий момент измерительно-вычислительные комплексы (ИВК) уже перестали быть просто передаточным звеном между центром управления и источником данных. Подобно нервной системе человека ИВК возложили на себя куда более крупные, стратегические задачи. Современные ИВК, по своим задачам и реализациям, сегодня близки к полноправным системам управления. Но решение новых задач требует новых методов и подходов к проектированию подобных систем. Старые методы, когда ИВК рассматривались в качестве «обратной связи» с источником данных, уже не подходят для потребностей современного общества и промышленного производства.
Для создания принципиально новых комплексов наиболее подходящим, на начальном этапе проектирования, является системный метод. Сущность этого метода заключается в том, что объект изучается или конструируется не случайным образом, а по параметрам системы. Исследуя какой-либо объект, мы можем подойти к нему системно или не системно. Подойдя не системно, мы руководствуемся случайными соображениями, в том числе в выборе начала, в выборе тех сторон или частей объекта, с которых начинаем его изучать. Поэтому и первичные результаты будут бессистемными, хаотичными, требующими специальной систематизации, упорядочения. При системном подходе весь процесс познания упорядочен изначально, систематичен.
Системный метод предусматривает несколько основных этапов изучения и анализа. Первый шаг - это определение, является ли объект дифференцированным целым, и если да, то каковы его естественные части, к какому типу целого его можно отнести. Конечно, сначала это будут предположения, которые, однако, создадут первичный образ объекта как целого, без чего некорректно изучать части. В нашем случае, на этом этапе, определяются основные элементы проектируемого комплекса, его цели и общие задачи. Формируется основной набор свойств и функций, присущих разрабатываемому комплексу.
Вторым шагом станет создание некоторой модели будущей системы. И представление этой модели в ряде других моделей-систем. На этом этапе создается модель будущей системы определяемая своими внутренними связями, а также связями с другими системами или единым целым, "Частью которого является проектируемая система. Моделируются внутренние процессы взаимодействия отдельных блоков ИВК, а также обмен данными с внешними источниками и потребителями информации.
Затем, последовательно надо изучать эти модели-системы, начиная с моделей, представляющих внешнюю системность. Первым шагом здесь станет обнаружение подсистем, представление системы как единства подсистем.
Второй шаг - процесс выявления связей между подсистемами и между элементами, то есть выявление структур разного уровня вплоть до самой глубокой структуры. Здесь необходимо более детально рассмотреть взаимодействие с внешней средой. Смоделировать не только прямые информационные связи, но и учесть обратные (ответные реакции внешних систем).
К плюсам такого подхода к проектированию сложных измерительных систем можно отнести следующее: во-первых, проектирование систематично и поэтому позволяет не упустить ничего важного; во-вторых, оно направлено самой организацией так, что отсекает случайное с самого начала на протяжении всего проектирования; в-третьих, на каждом этапе мы получаем только необходимые или, по меньшей мере, важные результаты, так как само проектирование задается в рамках одной жесткой концепции и не дает вносить в проектируемую систему лишние, посторонние или несущественные функции, которые могли бы если не повредить систему, то наверняка существенно усложнить процесс проектирования и дальнейшей реализации на производстве.
В рамках данной теории ведется работа по созданию лабораторного ИВК с универсальными свойствами. Как уже известно, чем более универсален инструмент, тем более он сложен в эксплуатации и малоэффективен в решении конкретных узконаправленных задач. Основными параметрами при проектировании было принято устранение этих недостатков, либо сведение их к минимуму.
На данный момент модель универсального лабораторного ИВК по тестированию прочностных характеристик строительных материалов должна решать следующие основные задачи: сбор данных от И-ого количества датчиков, дистанционное управление измерительными устройствами, протоколирование и накопление статистических данных, представление данных в необходимом формате, а также дальнейшая математическая обработка полученных данных.
Данная модель реализована на базе программируемого микроконтроллера, обеспечивающего трансляцию команд на измеряющие устройства, и передачу полученных данных на ЭВМ оператора. Так же разработано программное обеспечение призванное решить задачи накопления статистики, математической обработки и целевого перепрограммирования микроконтроллера.
На сегодня программа является универсальной оболочкой. Ее архитектура позволяет подключать программные модули для различных измерительных комплексов, что исключает необходимость написания драйверов для каждого комплекса в отдельности. Так же программная оболочка позволяет подключать файлы с данными уже проведенных измерений и производить математическую обработку либо выводить их графически в виде графиков и гистограмм.
Полученные программные результаты могут стать основой для дальнейшей модификации программной оболочки либо для создания программных продуктов для поддержки различных ИВК в будущем.
ТитовВ .В. ,Юдин П.Л.
ОБ ОДНОМ ФРАКТАЛЬНОМ МЕТОДЕ ОБРАБОТКИ И РАСПОЗНАВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ
В настоящее время наблюдается проникновение теории фракталов во многие области науки и техники. Стали привычными термины фрактальная физика, фрактальная радиолокация, фрактальное сжатие изображений и т.п. В данной работе описывается возможность применения фрактальных методов для диагностики и распознавания сложных глобулярных изображений.
Достаточно известны фрактальные методы обработки АФС и РЛС изображений [1]. Эти методы с успехом применяются, в частности, для обнаружения малоконтрастных целей искусственного происхождения на фоне естественных покровов. При этом рассматривается фрактальность в координатном представлении.
Существует принципиально иной класс изображений, которые обобщенно можно назвать сеточными, глобулярными или изображениями типа «мыльной пены». Например, прообразами таких структур могут быть трещины на асфальте, собственно мыльная пена, груда камней, электронно-микроскопические изображения мезодефектов кварцевых и металлических стекол, и т.д., и даже ячеистая структура Вселенной!
На электронно-микроскопических глобулярных изображениях границы между ячейками являются гладкими, удовлетворяя некоторому вариационному принципу; фрактальность в геометрическом смысле отсутствует, хотя подобие наблюдается. Предлагаемый подход заключается в том, чтобы рассматривать фрактальность такой системы не в координатном представлении, а во взаимодействиях между ее элементами [2]. При этом из всех видов взаимодействий выбирается минимальное -отношение соседства.
Для достижения последней цели сеточным структурам дается эквивалентное отображение в древесные графы Кейли (ДГК). Ячейки заменяются узлами, а соседства, смежности - ветвями графа.
Изучение ДГК проводится на основе применения симплициальной декомпозиции. В нашем случае разложение проводится на кусты, которые в каком-то смысле подобны дереву в целом. Такое симплициальное разложение перекликается с определением фрактальности по Б. Мандельброту [3].
При помощи теории перечисления графов получаем перечисляющие полиномы (ПП) на каждом уровне иерархии ДГК, для которых решается задача перколяции. ПП путем нормировки переводятся в вероятностные ПП (ВПП), что дает возможность применения теории вероятностей и теории информации. Более высокий уровень рассмотрения состоит во введении информодинамических функционалов, в частности, энтропии. На данном уровне возможно выявление универсальных сцена-
