- •СОДЕРЖАНИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •1 ИТОГОВАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АТТЕСТАЦИЯ ВЫПУСКНИКОВ В СИСТЕМЕ ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
- •1.1 Основные сведения о системе образования
- •1.2 Система высшего и послевузовского профессионального образования
- •1.3 Итоговая государственная аттестация
- •2 ТИПОВАЯ СТРУКТУРА И ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЕ
- •3 ВОЕННО-НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ
- •3.1 Место вооружения Космических войск в системе военно-технических средств ВС РФ
- •3.1 Структура военно-научного обоснования темы ВКР
- •3.2 Методика оперативно-тактического обоснования системы вооружения
- •4 ТРЕБОВАНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОФОРМЛЕНИЮ УЧЕБНЫХ ТЕКСТОВЫХ ДОКУМЕНТОВ И ДЕМОНСТРАЦИОННЫХ ПЛАКАТОВ
- •4.1 Назначение и виды учебных текстовых документов
- •4.2 Общие требования к учебным текстовым документам
- •4.3 Титульный и заглавный листы, содержание
- •4.4 Построение документа
- •4.5 Изложение текста
- •4.5.2 Нормативные требования к тексту
- •4.6 Примечания, ссылки, сноски, примеры
- •4.7 Формулы в тексте
- •4.8 Таблицы
- •4.9 Иллюстрации
- •4.10 Приложения
- •4.11 Библиографическое описание произведений печати
- •4.12 Рекомендации по оформлению демонстрационных плакатов
- •5 ПОДГОТОВКА РАСЧЕТОВ И ИХ ВЫПОЛНЕНИЕ
- •5.1 Выбор показателя эффективности
- •5.2 Подготовка исходных данных
- •5.3 Определение точности и надежности оценок
- •5.4 Оценка погрешности расчетов
- •5.5 Запись приближенных чисел
- •5.6 Округление чисел
- •5.7 Предельная погрешность функции
- •5.8 Оценка влияния приращений аргументов на приращение функции
- •6 ОСНОВНЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ ВООРУЖЕНИЯ КВ
- •6.1 Управление процессами эксплуатации вооружения КВ с использованием методов сетевого планирования и управления
- •6.1.1 Основные элементы сетевого графика
- •6.1.2 Правила построения сетевых графиков
- •6.1.3 Характеристики сетевого графика
- •6.1.4 Анализ и оптимизация сетевого графика
- •6.2 Управление эксплуатацией вооружения КВ с использованием методов математического программирования
- •6.2.1 Основные понятия и определения линейного программирования
- •6.2.2 Задача распределения оружия по носителям
- •6.2.3 Транспортная задача линейного программирования
- •6.3 Прогнозирование показателей технического состояния вооружения КВ с использованием временных рядов
- •6.3.1 Прогнозирование: основные понятия и определения
- •6.3.2 Характеристики временного ряда
- •6.3.3 Исследование динамического ряда
- •6.3.4 Прогнозирование показателей технического состояния вооружения КВ
- •6.4 Исследование связи процессов в системе эксплуатации с использованием взаимосвязанных динамических рядов
- •6.4.2 Алгоритм исследования взаимосвязанных динамических рядов
- •6.5 Статистическая оценка показателей эксплуатационных свойств вооружения КВ
- •6.5.1 Выбор закона распределения случайной величины
- •6.5.2 Расчет параметров распределения случайной величины
- •6.5.3 Выравнивание статистического ряда
- •6.5.4 Проверка правдоподобия гипотезы о выборе закона распределения случайной величины
- •6.5.5 Алгоритм статистической оценки показателя эксплуатационного процесса
- •6.6 Метод экспертных оценок показателей эксплуатационных свойств вооружения КВ
- •6.6.1Сущность и содержание метода экспертных оценок
- •6.6.2 Алгоритм применения метода экспертных оценок
- •6.7.1 Общая идея дисперсионного анализа
- •6.7.2 Однофакторный комплекс
- •6.7.3 Двухфакторный комплекс
- •6.8.2 Парная линейная регрессия
- •6.8.3 Парная нелинейная регрессия
- •6.8.4 Множественная регрессия
- •6.8.5 Оценка тесноты связи и значимости коэффициентов регрессии
- •6.9 Прогнозирование состояния системы с использованием марковских процессов и уравнений Колмогорова
- •ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- •СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- •1. Руководящие и нормативные документы
- •2. Методические материалы
- •3. Дополнительная литература
- •Приложение А
- •Е.1 Основные сведения о Государственной системе стандартизации
- •Е.2 Виды стандартов
- •Е.4 Межотраслевые системы (комплексы) стандартов
- •Е.5 Комплекс стандартов «Государственная система стандартизации РФ»
- •Е.6 Единая система конструкторской документации
- •Е.7 Единая система технологической документации
- •Е.8 Система показателей качества продукции
- •Е.9 Унифицированные системы документации
- •Е.10 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу
- •Е.11 Государственная система обеспечения единства измерений
- •Е.12 Единая система защиты от коррозии и старения материалов и изделий
- •Е.13 Комплексы стандартов по безопасности жизнедеятельности
- •Е.14 Система стандартов «Репрография. Микрография»
- •Е.15 Система стандартов «Экологический менеджмент»
- •Е.16 Система разработки и постановки продукции на производство
- •Е.17 Единая система программных документов
- •Е.18 Система проектной документации для строительства
- •Е.19 Обеспечение износостойкости изделий
- •Е.20 Система технической документации на АСУ
- •Е.21 Система стандартов «Расчеты и испытания на прочность»
- •Е.22 Система стандартов «Надежность в технике»
- •Е.23 Система технического обслуживания и ремонта техники
- •Е.24 Система стандартов эргономических требований и эргономического обеспечения
- •Е.25 Комплекс стандартов «Единый российский страховой фонд документации»
- •Е.26 Комплекс стандартов «Информационная технология»
- •Е.27 Система сертификации ГОСТ Р
- •Е.28 Комплекс стандартов «Единообразные предписания …»
- •Е.29 Комплекс государственных стандартов гражданской обороны
- •Е.30 Информационное обеспечение техники и операторской деятельности
- •ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
97
Пример 5.3 - Оценить относительную и абсолютную погрешности для двух значений вероятности безотказной рабо-
ты: Р1 = 0,70 и Р2 = 0,20.
Решение. Для Р1 = 0,70 количество значащих цифр n = 2,
первая |
значащая |
цифра |
z |
= |
7 |
имеем |
P 1 |
7 102 1 0,014 , или |
P 1,4% . Соответственно |
||||
1 |
|
|
1 |
|
2 102 1 0,05 , |
|
для Р2 = 0,20 имеем n = 2 и z = 2 и P 1 |
||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
или P1 |
5% . |
|
|
|
|
|
5.6Округление чисел
Ввычислениях часто приходится округлять приближенные и точные числа, т.е. отбрасывать одну или несколько последних цифр и при необходимости заменять их нулями. При округлении числа оно заменяется приближенным с меньшим количеством значащих цифр, в результате чего возникает погрешность округления. Чтобы эта погрешность была минимальной, необходимо придерживаться правил округления.
Правило 1. Если первая слева из отбрасываемых цифр больше 5, то последняя из сохраняемых цифр усиливается, т.е. увеличивается на единицу. Усиление производится и тогда, когда первая слева из отбрасываемых цифр равна 5, а за ней следуют отличные от нуля цифры.
Пример 5.4 - Округляя до десятых долей число 73,473, получим 73,5, т.к. 7 > 5.
Правило 2. Если первая слева из отбрасываемых цифр меньше 5, то последняя из сохраняемых цифр не усиливается, т.е. остается без изменения.
Пример 5.5 - Округляя до сотых долей число 73,473, по-
лучим 73,47, т.к. 3 < 5.
Правило 3. Если первая слева из отбрасываемых цифр равна 5 и за ней не следуют отличные от нуля цифры, то последняя оставшаяся цифра усиливается, если она нечетная, и остается без изменения, если она четная.
Пример 5.6 - Округляя число 5,785 до сотых долей, получим 5,78. Усиления последней цифры 8 не происходит, т.к. она четная. Округляя число 5,775 до сотых долей, получим 5,78. Последняя сохраняемая цифра 7 увеличивается на единицу, т.к. она нечетная.
При применении правила 3 к округлению одного числа точность вычислений не увеличивается, однако при многочис-
98
ленных округлениях избыточные и недостаточные числа встречаются примерно одинаково. Происходит взаимная компенсация погрешностей и результат оказывается более точным.
5.7 Предельная погрешность функции
|
Если |
задана |
|
дифференцируемая |
функция |
||||||||||||||||
u f x1 , x2 ,..., xn |
, то предельные |
абсолютная |
и относи- |
||||||||||||||||||
тельная погрешности определяются по формулам: |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
u |
|
|
xi |
; |
|
|
(5.16) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i 1 |
|
x |
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
u |
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
u |
|
/ u |
xi |
|
|
|
|
ln u |
xi , |
(5.17) |
||||||||
|
|
x |
|
|
|
x |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
i 1 |
|
i |
|
|
|
i 1 |
|
i |
|
|
|||||||
где |
xi предельные |
|
|
абсолютные |
погрешности |
аргументов |
|||||||||||||||
xi i |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1, n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример 5.7 - Найти предельные абсолютную и относительную погрешности вероятности безотказной работы технического устройства в течение наработки t = 100 часов при интенсивности отказов = 0,001 1/ч. Предельная абсолютная погрешность интенсивности отказов = 0,0005 1/ч.
Решение. Вероятность безотказной работы определяется
формулой |
|
P e t e 0,001100 |
0,9048 . |
По формуле (5.16) |
||||||
вычисляем |
предельную |
абсолютную |
погрешность |
|||||||
|
|
P |
|
|
|
100 e 0,001100 |
|
|||
|
|
|
|
|||||||
P |
|
|
t e t |
|
0,0005 0,0452 , |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а по формуле (5.17) - предельную относительную погрешность
P |
|
|
ln P |
|
|
te t |
t 100 0,0005 0,05 5% |
|
|
||||||
|
|
|
e t |
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание - Размерность абсолютной погрешности совпадает с размерностью самой функции. Относительная погрешность - величина безразмерная.
При большом количестве вычислений, когда не учитываются погрешности каждого отдельного результата, рекомендуется пользоваться следующими правилами:
при сложении и вычитании приближенных чисел в результате следует сохранять столько десятичных знаков, сколь-
99
ко их в числе с наименьшим числом десятичных знаков
(например, 1,2368 + 0, 48 = 1,7168 1,72);при умножении и делении приближенных чисел в ре-
зультате следует сохранять столько значащих цифр, сколько их имеет приближенное число с наименьшим числом верных значащих цифр (например, число 1,203 имеет четыре значащие цифры, число 2,0542 – пять, результат должен иметь че-
тыре значащие цифры; 1,203 . 2,0542 = 2,4712026 2,471);при возведении в степень приближенного числа в ре-
зультате нужно сохранять столько значащих цифр, сколько верных значащих цифр имеет основание (например, 2,0353 = 8,427392875 8,427);
при извлечении квадратного и кубического корней из приближенного числа в результате следует брать столько значащих цифр, сколько верных значащих цифр имеет подкорен-
ное выражение (например, 3,23 1,79722 1,80 );
во всех промежуточных результатах следует сохранять на одну цифру больше, чем рекомендуют предыдущие правила, а в окончательном варианте эта «запасная» цифра отбрасывается;
если данные можно брать с произвольной точностью, то для получения результата с k верными цифрами исходные данные следует брать с таким числом цифр, которое согласно предыдущим правилам обеспечивает k + 1 верную цифру в результате;
если некоторые данные имеют излишние младшие десятичные разряды (при сложении и вычитании) или больше значащих цифр, чем другие (при умножении, делении, возведении в степень, извлечении корня), то их нужно предварительно округлить, сохраняя одну «запасную» цифру.
5.8 Оценка влияния приращений аргументов на приращение функции
Для дифференцируемой функции u f x1 , x2 ,..., xn n
аргументов полное абсолютное приращение функции в окрестности ( x10 , x20 ,..., xn0 )
|
u |
|
|
|
u |
|
|
|
u |
|
|||
u |
|
|
x1 |
|
|
|
|
x2 |
|
|
|
|
xn |
x |
x |
|
x |
|
|||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
1 |
0 |
|
|
|
0 |
|
|
|
n 0 |
|
|
n |
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
i |
, (5.18) |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||
|
i 1 |
|
xi |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
u |
|
|
|||
где |
|
|
- частная производная функции по аргументу xi в |
|||||
|
||||||||
|
|
|
||||||
|
|
|
xi 0 |
|
||||
окрестности точки 0( x10 , x20 ,..., xn0 ); |
||||||||
xi |
- абсолютное приращение аргумента xi ; |
|||||||
|
u |
|
|
|
|
|
||
|
|
x |
|
- частное абсолютное приращение функции по |
||||
|
i |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
xi |
0 |
|
|
|
аргументу xi .
Полное относительное приращение быть получено из выражения (5.18), если часть его разделить на u0 f x10 , x20 ,..., xn0 ращение xi умножить и разделить на xi 0 . носительное приращение функции
( x10 , x20 ,..., xn0 )
функции может левую и правую
, а частное приТогда полное от-
вокрестности
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u |
|
|
|
|||
u |
|
xi0 |
u0 xi , |
(5.19) |
||||
|
||||||||
i 1 |
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
0 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
где u u - полное относительное приращение функции; |
|||||||||
|
|
|
|
|
u0 |
|
|
|
|
x |
i |
xi |
- относительное приращение i-го аргумента; |
||||||
|
|
|
|
xi0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
x |
|
u |
|
- коэффициент, показывающий на сколько |
|||
|
i0 |
0 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
xi 0 |
|
|
|
|
изменяется относительное приращение функции при изменении относительного приращения i-го аргумента.
Если значение коэффициента больше нуля, то увеличение относительного приращения i-го аргумента приводит к увеличению и, напротив, если меньше нуля, то к уменьшению относительного приращения функции.
Пример 5.8 - Избыточное давление во фронте воздушной ударной волны (ВУВ) ядерного взрыва (ЯВ) определяется эмпирической формулой:
|
|
|
|
А |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
р |
ф |
|
|
Aq 3 R , кГс/см2, |
|||||
|
|
|
|||||||
R |
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
101 |
||||
где А и - эмпирические коэффициенты; |
||||||||
|
|
|
|
R |
|
- приведенное расстояние от эпицентра взрыва, м.т – 1/3; |
||
R |
||||||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||||
3 |
|
q |
R – расстояние от эпицентра взрыва, м;
q – мощность ядерного заряда (тротиловый эквивалент по ударной волне), т.
Эмпирические коэффициенты определяются для диапазонов давлений во фронте ВУВ:
|
А 216; |
|
А 50404; |
|
А 5280; |
||
0,1 рф |
2 |
2 pф |
200 |
2,71, |
200 pф |
3200 |
2,74. |
|
1,62, |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Оценить влияние тротилового эквивалента заряда q и расстояния от эпицентра R на избыточное давление во фронте ВУВ (как основной поражающий фактор взрыва).
В соответствии с формулой (5.18) для абсолютного и относительного приращений избыточного давления во фронте ВУВ имеем
так как рф
q
рф |
|
|
р |
ф |
|
|
|
|
|
р |
ф |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R , |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
q |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
q |
|
|
0 |
|
|
|
|
R 0 |
|
||||||
|
|
|
р |
|
|
|
|
рф |
|
|
|
q R , |
||||||||||
|
ф |
рф |
3 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
рф |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Aq 3 |
R и |
|
|
Aq 3 R 1 . |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
3 |
|
|
|
|
R |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Следовательно, для диапазона избыточного давления 2 < рф 200 при увеличении относительного приращения тротилового эквивалента q = 1 (100%) относительное приращение избыточного давления рф = 0,90 (90%), уменьшение
относительного приращения расстояния от эпицентра R = -1 (-100%) приводит к увеличению относительного приращения
избыточного давления рф = 2,71 (271%).
Из анализа полученных данных можно сделать вывод, что увеличение поражающей способности ядерного боеприпаса (можно показать, что любого заряда) наиболее эффективно достигается повышением точности доставки его к цели, а не мощностью.