Найти

Результаты поиска

• ИНТЕГРАЦИЯ РЕКУРРЕНТНОЙ НЕЙРОННОЙ СЕТИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ОТКАЗОУСТОЙЧИВОСТИ МОДЕЛИ ВЛАГОПЕРЕНОСА В СИСТЕМЕ «УМНЫЙ САД»

  С.С. Обаид , В.А. Погонин , И.Б. Кирина

  284-297

  2025-10-01

  Аннотация ▼

  Представлено исследование по разработке и интеграции рекуррентной нейронной сети (RNN) для повышения точности и отказоустойчивости модели влагопереноса в системе «Умный сад». Проблема контроля влажности почвы становится особенно актуальной в современных условиях сельского хозяйства и экологического мониторинга, где требуется высокая точность для управления водными ресурсами, прогнозирования урожайности и предотвращения засушливых периодов. Традиционные методы, такие как дистанционное зондирование и модели влагопереноса, имеют существенные ограничения: низкая точность, сложность вычислений, зависимость от точных данных сенсоров и сложность применения в реальных полевых условиях. Для решения этих проблем в исследовании предлагается использование RNN, способной эффективно обрабатывать временные ряды данных и прогнозировать влажность почвы даже при наличии неполных, неточных или искажённых входных данных. В качестве исходных данных использованы глобальный датасет влажности почвы GSSM и погодные данные платформы Meteostat, что позволило учесть климатические особенности регионов с разными типами почвы. Модель включает слой долговременной краткосрочной памяти (LSTM) и полносвязный слой для финального прогнозирования. Особое внимание уделено предобработке данных, включая расчёт среднедневных, среднемесячных и среднегодовых значений, а также коррекцию данных с учётом характеристик различных типов почв. Проведённое исследование показало, что разработанная модель RNN обладает высокой устойчивостью к сбоям в работе сенсоров, минимальной зависимостью от объёма входных данных и способностью адаптироваться к разным климатическим и почвенным условиям. Предлагаемое решение позволяет улучшить точность мониторинга влажности почвы в системе «Умный сад», оптимизировать использование водных ресурсов и повысить стабильность работы системы в условиях изменяющихся внешних факторов. Таким образом, интеграция RNN открывает новые возможности для развития сельского хозяйства и экологии, обеспечивая более эффективное управление водными ресурсами и повышение производительности агросистем

• АНАЛИТИЧЕСКОЕ РЕЗЕРВИРОВАНИЕ В СИСТЕМЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ АВИАЦИОННОГО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВУХКОНТУРНОГО ДВИГАТЕЛЯ НА ОСНОВЕ ОПТИМАЛЬНЫХ НАБЛЮДАТЕЛЕЙ

  А. А. Иноземцев , А.С. Плешивых , И. Н. Грибков , А.Н. Саженков , Н.Г. Ламанова

  2022-05-26

  Аннотация ▼

  Предлагается аналитическое резервирование в системе автоматического управления
  турбореактивного двухконтурного двигателя (САУ ТРДД) на основе оптимальных наблю-
  дателей. Настоящая статья основана на ранее полученных результатах в предшествую-
  щих авторских работах и является обобщением, и анализом этих результатов с целью
  разработки методики повышения отказоустойчивости САУ ТРДД. Этот метод основан
  на использовании оптимальных наблюдателей: фильтра Калмана и фильтра Язвинского,
  согласованных с математической моделью САУ ТРДД. Анализ математической модели
  САУ проводился по методу наименьших квадратов в движущемся окне. Точность иденти-
  фикации математической модели и требуемое время запаздывания обеспечиваются опти-
  мизацией ширины движущегося окна. Оцениваемые при помощи оптимальных наблюдате-
  лей вектор выхода САУ ТРДД включает следующие параметры: частота вращения рото-
  ра компрессора низкого давления nв, частота вращения ротора компрессора высокого дав-
  ления nk, давление воздуха за компрессором высокого давления PK, температура газа за
  турбиной низкого давления TT. При моделировании фильтра Калмана предварительно про-
  водился корреляционный анализ входных сигналов. Приводится обоснование преимущества
  адаптивного фильтра Язвинского по сравнению с фильтром Калмана. Представлены ре-
  зультаты математического моделирования алгоритмического метода резервирования
  канала измерения САУ ТРДД по данным летных испытаний двухконтурного двигателя
  типа ПС-90А в составе магистрального узкофюзеляжного самолета ТУ-214 как на ста-
  ционарном, так и переходном режимах. Проведен статистический анализ ошибок оцени-
  вания вектора выхода САУ ТРДД на основе фильтра Калмана и Язвинского. Показано, что
  предлагаемый алгоритм аналитического резервирования обеспечивает выполнение требо-
  ваний по точности и устойчивости оценок вектора выхода САУ ТРДД при использовании
  фильтра Язвинского и может быть рекомендован для использования в перспективных САУ
  ТРДД. По результатам анализа предлагаемого метода резервирования сформировано на-
  правление дальнейших исследований.

• ПРИМЕНЕНИЕ КОДА ХЭММИНГА В ЗАДАЧЕ ПОВЫШЕНИЯ СБОЕУСТОЙЧИВОСТИ КОМБИНАЦИОННЫХ СХЕМ

  Д.В. Тельпухов , Т. Д. Жукова , А. Н. Щелоков, П. Д. Кретинина

  2021-11-14

  Аннотация ▼

  В настоящее время при проектировании интегральных схем разработчикам прихо-
  дится учитывать очень большое количество разнородных факторов, которые связаны с
  обеспечением необходимых характеристик быстродействия, занимаемой площади, энерго-
  эффективности, выходом годных, удобством последующего тестирования, требованиями
  к универсальности, автономности, и так далее. Одним из основных факторов является
  надежность функционирования при последующей эксплуатации. Этот критерий выходит
  на первый план для устройств ответственного применения, а также для устройств, ра-
  ботающих при воздействии дестабилизирующих факторов. Для обеспечения повышенной
  надежности используют различные методы и подходы на разных уровнях абстракции.
  Часть из них могут быть применены на этапе проектирования. Одним из основных мето-
  дов для повышения надежности интегральных схем на этапе проектирования – это ис-
  пользование богатого инструментария из теории помехоустойчивого кодирования. Тра-
  диционная область применения помехоустойчивых кодов – это контроль целостности
  хранимой и передаваемой информации. Комбинационные схемы, напротив, изменяют
  информацию и не имеют в своём составе запоминающих элементов. Комбинационные
  схемы на вентильном уровне реализуют таблицы перекодировок, которые каждому
  входному воздействию однозначно ставят в соответствие некоторое выходное знач е-
  ние. Тем не менее, применение помехоустойчивых кодов для построения сбоеустойчивых
  комбинационных схем оказывается весьма эффективным. Для этого требуется введение
  в состав схемы дополнительных комбинационных блоков, которые обеспечивают код и-
  рование, декодирование, контроль, а в некоторых случаях и исправление возникающих в
  схеме ошибок. В статье исследуется эффективность применения кодов Хэмминга для
  задачи построения сбоеустойчивых комбинационных схем. В работе были рассмотрены
  две основные модификации кодов Хэмминга для реализации сбоеустойчивых комбинацион-
  ных схем. Разработаны средства для автоматизированного синтеза схем функционально-
  го контроля на основе данных кодов. Исследована структурная избыточность, а также
  надежностные характеристики получаемых схем. Проведено сравнение с традиционными
  методами кратного резервирования. Выведены оценочные функции для избыточности и
  вероятности пропуска ошибки.

• АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК СФК НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ ИЗБЫТОЧНОГО КОДИРОВАНИЯ

  Д. В. Тельпухов , Т.Д. Жукова , А. Н. Щелоков

  2020-11-22

  Аннотация ▼

  Обычно сбои, возникающие в электронной аппаратуре под действием различных
  дестабилизирующих факторов, таких как, например, высокая или низкая температура или
  ионизирующее излучение, находились под пристальным вниманием разработчиков элемен-
  тов памяти. Но последние исследования в данной области показывают, что с развитием
  микроэлектронной промышленности число сбоев в комбинационных участках схемы рас-
  тет и в скором времени их частота возникновения будет сопоставима с частотой в неза-
  щищенных элементах памяти. На сегодняшний день для решения проблемы проектирова-
  ния комбинационных схем повышенной сбоеустойчивости в условиях экстремального при-
  менения особое внимание стали уделять методам синтеза схем функционального контроля
  (СФК). Данные методы, позволяют за счет внесения дополнительной структурной избы-
  точности, наделить схему способностью автоматически выполнять обнаружение и/или
  исправление возникающих в ней ошибок. Однако, в результате применения различных ме-
  тодов синтеза СФК в зависимости от исходных параметров и внутреннего строения за-
  щищаемой схемы реализуются устройства, обладающие различной эффективностью и
  характеристиками надежности. Поэтому возникает необходимость в определении и раз-
  работке оценочных функций для выполнения анализа по нахождению наилучшего метода
  построения схемы контроля для конкретного устройства без проведения предварительно-
  го моделирования. Данная работа посвящена разработке спецификации оценочных функций
  структурной избыточности и характеристик надежности на примере разработанных
  методов синтеза схем функционального контроля на базе спектрального и низкоплотно-
  стного кода. Был проведен сравнительный и корреляционный анализ аналитических данных
  с экспериментальными значениями с целью оценки эффективности полученных в резуль-
  тате исследования функций. Полученные в рамках данной статьи оценочные функции про-
  демонстрировали высокую точность в вычислении характеристик СФК.

• ЛОГИЧЕСКИЙ РЕСИНТЕЗ КОМБИНАЦИОННЫХ СХЕМ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ СБОЕУСТОЙЧИВОСТИ

  Н.О. Васильев , М.А. Заплетина , Г. А. Иванова , А.Н. Щелоков

  2020-11-22

  Аннотация ▼

  При функционировании микроэлектронных устройств в условиях космоса необходимо
  учитывать внешние воздействия. Работа устройства в подобных условиях затрудняется
  негативным влиянием радиационного излучения на электронные компоненты схемы. Воз-
  действие тяжелых заряженных частиц приводит к одиночным сбоям логических элемен-
  тов, из-за чего логика работы устройства может быть нарушена. В связи с этим при
  проектировании электронных схем, которые будут использоваться в космических аппара-
  тах, необходимо выполнение повышенных требований к устойчивости интегральных схем
  (ИС) к одиночным сбоям. По мере уменьшения технологических норм проектирования ИС
  проблема сбоеустойчивости становится актуальной и для изделий микроэлектроники
  гражданского применения. Решение данной задачи обычно осуществляется методами ап-
  паратной защиты, к которым относятся методы помехоустойчивого кодирования, мето-
  ды резервирования, а также методы логической защиты. В данной статье рассматрива-
  ются методы оценки устойчивости ИС к одиночным сбоям в логических элементах, а
  также основные методы защиты схем. В работе предлагается техника ресинтеза логиче-
  ских комбинационных схем, использующая логические ограничения, выводимые с помощью
  метода резолюций, для оценки устойчивости к одиночным сбоям. В ходе ресинтеза предла-
  гается использовать методы логической защиты уязвимых участков схемы, что не влечет
  ощутимого роста занимаемой устройством площади, свойственного методам резервиро-
  вания и помехоустойчивого кодирования.