Представлены многомасштабные подходы, модели и алгоритмы для проектирования нейроморфных устройств памяти компьютеров нового поколения. Разработанные подходы дают возможность решать задачи, связанные с имитационным моделированием работы нейроморфных сетей в режимах интеллектуального анализа данных и машинного обучения. Рассмотрены вопросы, связанные с построением вычислительной модели образования/разрушения проводящих каналов в мемристорных элементах, лежащих в основе нейроморфных сетей. Созданы новые алгоритмы моделирования работы нейроморфной сети с учетом стохастических эффектов, а также построены оригинальные методы и средства имитационного моделирования обучения нейроморфной сети. Представлены основные подходы, примененные при создании программного обеспечения для имитационного моделирования работы нейроморфных сетей на базе интеграционной платформы многомасштабного моделирования, объединяющей информационные потоки на различных масштабных уровнях, включая уровень мемристора - нового элемента резистивной памяти, уровень нейроморфной сети и уровень имитации обучения нейроморфной сети по прецедентам. Книга предназначена для научных работников, специалистов в области вычислительной электроники, студентов старших курсов и аспирантов технических университетов.
С помощью дробного исчисления исследуется нелинейный осциллятор Дуффинга, который встречается в различных задачах физики, биологии, экономики и других науках. Для количественного анализа предлагаются нелокальные явная и нелокальная конечно-разностные схемы, исследованы вопросы устойчивости и сходимости, проведена апробация на тестовых примерах, дана оценка вычислительной точности численных методов. С помощью численных методов построены осциллограммы и фазовые траектории. Показано, что дробный осциллятор Дуффинга может обладать различными колебательными режимами: хаотическими и регулярными режимами. Это было подтверждено с помощью качественного анализа: бифуркационных диаграмм, спектров максимальных показателей Ляпунова, сечений Пуанкаре. Были исследованы вынужденные колебания дробного осциллятора Дуффинга, получены формулы амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик, добротности. Эти характеристики также были рассчитаны по численным алгоритмам. Показано, что неявная конечно-разностная схема дает лучший результат, чем явная конечно-разностная схема. Также было подтверждено, что порядок дробной производной связан с добротностью колебательной системы.
Целью монографии является ознакомление читателей с новыми положениями в теории дробных осцилляторов, на примере дробного осциллятора Дуффинга, его количественным и качественным анализом, а также с визуализацией результатов моделирования.
Монография может быть полезна студентам и преподавателям, аспирантам и научным работникам, которые интересуются вопросами построения математических моделей нелинейных колебательных процессов. Монография выполнена по результатам диссертационного исследования В. А. Кима на соискание степени PhD по физико-математическим наукам, г. Ташкент, Узбекистан.
Рекомендовано к изданию научно-техническим советом федеральногогосударственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Камчатский государственный университет имени Витуса Беринга» (протокол НТС № 1 от 22.12.2022 г.).
В пособии излагаются основные положения математического проектирования и моделирования систем управления (СУ) в программе MATLAB, демонстрируются основные приемы и методы построения моделей СУ, моделирования СУ, анализа и синтеза СУ, построения и расчета регуляторов и наблюдателей СУ. При моделировании предполагается, что исходная информация о структуре и параметрах СУ задается. Материал пособия построен на основе использования функций из раздела Control System Toolbox системы MATLAB. Функции из этого пакета реализуют все известные алгоритмы моделирования, анализа и синтеза СУ. Удобство использования функций упрощает решение сложных математических задач моделирования и проектирования СУ.
Пособие предназначено для магистрантов, обучающихся по направлению подготовки: 27.04.04 «Управление в технических системах», по магистерской программе «Управление и информатика в технических системах». Пособие может быть полезно магистрантам при изучении дисциплины «Математическое моделирование объектов и систем управления». Возможно использование пособия магистрантами, обучающимися по направлению подготовки 27.03.04 «Управление в технических системах», изучающими дисциплину «Моделирование систем управления», а также аспирантами и инженерами, занимающимися вопросами автоматизации проектирования и моделирования СУ.
Учебное пособие охватывает ряд разделов теоретического курса «Математическое моделирование в задачах механики, 2» в части расчета тонкостенных композитных стержней замкнутого профиля и предназначено для студентов КНИТУ-КАИ им. А.Н. Туполева, обучающихся по направлению 01.03.02 -Прикладная математика и информатика. Пособие может быть также полезно аспирантам и специалистам, занимающимся вопросами расчета конструкций из композитных материалов.
Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся
по направлениям «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в
химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» и
«Экология и природопользование».
В пособии рассматриваются излагается большое количество
современного теоретического материала. Данное пособие может принести пользу не только при подготовке к практическим работам, но и будет полезно при выполнении курсового проекта.
Работа выполнена при поддержке Министерства науки и
высшего образования Российской Федерации на базе ФГАОУ ВО
«ЮУрГУ (НИУ)» (соглашение No075-15-2022-1135).
В учебном пособии рассматриваются принципы построения теоретических и компьютерных моделей детерминированных систем, много внимания уделяется анализу размерностей физических величин. Общие положения сопровождаются подробным разбором примеров аналитических моделей динамики материальной точки и электрического тока, а также компьютерных моделей простых динамических систем. Для понимания излагаемого материала достаточно владеть элементарными навыками решения математических и физических задач. Учебное пособие предназначено для студентов специальностей 220400.62, 220400.68 «Управление в технических системах», 220200.65 «Управление и информатика в технических системах» всех форм обучении, а также преподавателей технических вузов.
Разработаны основные положения, подходы и технология математического моделирования на ЭВМ динамических систем и объектов различной физической природы на основе метода электроаналогий. Приведены примеры механических, гидравлических и тепловых электроаналогий. Дано структурно-модульное представление метода электроаналогий.
Предназначено для широкого круга читателей: студентов машиностроительных специальностей, научных работников, а также для специалистов, занимающихся динамическими расчетами и моделированием на ЭВМ сложных механизмов и устройств.
В учебном пособии изложен теоретический материал по вопросам моделирования динамических систем, а также прикладные методики и примеры решения практических задач, связанных с выполнением основных преобразований математических моделей, направленных на их упрощение и приведение к стандартному виду с целью исследования их наблюдаемости, управляемости и устойчивости. Излагается методика проверки полученных результатов, основанная на проведении исследований динамики свободного и вынужденного движения систем на основе аналитического и численного решения соответствующих линейных дифференциальных уравнений, а также геометрических представлений на фазовой плоскости.
Материал пособия предназначен для самостоятельной работы слушателей и курсантов при изучении дисциплин «Основы теории управления», «Теория автоматического управления», «Моделирование», «Управление космическими аппаратами и средствами наземного комплекса», «Теория и системы управления», «Теоретические основы автоматизированного управления и обработки информации», а также при проведении практических занятий и лабораторных работ по индивидуальным заданиям при изучении соответствующих разделов названных дисциплин. Материал пособия может быть полезен всем, занимающимся аналитическими исследованиями математических моделей сложных динамических процессов, а также вопросами анализа и синтеза систем управления.
Рассматриваются избранные вопросы функционального анализа и теории оболочек. Определяется класс оболочек с кусочно-алгебраической границей. Обосновывается применение метода Бубнова – Галёркина для численного анализа напряжённо-деформированного состояния оболочек заданного класса.
Пособие предназначено для студентов различных специальностей и направлений подготовки бакалавров, изучающих математическое моделирование и численные методы.