КИБЕРНЕТИКА И БИОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

В учебнике приведено систематическое изложение теоретического анализа кибернетики и синтеза проведённых лабораторных и производственных испытаний биотехнических кибернетических систем. Математическое моделирование объектов научного исследования проведено с использованием принципов «чёрных и белых» ящиков. Книга содержит последовательное изложение математических моделей в сочетании с теорией оптимального планирования научных экспериментов, методами теории подобия и размерности. Выполнены кибернетические расчёты декомпозиционных элементов биотехнических кибернетических систем от начального их проектирования до испытания опытных образцов. Прилагается Протокол испытаний Подольской МИС. Рассматриваются общеметодические вопросы построения кибернетических моделей, которые составляют основное содержание кибернетики как функциональной науки. Методы кибернетики дают исследователям инструмент, позволяющий с помощью оптимального планирования научного эксперимента быстро решать математические задачи совершенствования и конструирования новых перспективных технологических машин и разрабатывать нетрадиционные технологии.

Учебник предназначен для преподавателей, аспирантов, студентов старших курсов университетов, НИИ, НЦ и технических колледжей. Прилагаются: 1) Программа изучения дисциплины; 2) Методика проведения этапов многофакторных научных исследований.

900 руб.

ID: 2689 Категория:

Содержание:

Оглавление

Введение

Глава 1

1.0. Кибернетика и её развитие

1.1. Основные понятия и становление кибернетики

1.2. Предмет кибернетики

1.3. Методы кибернетики

1.4. Зарождение науки «Кибернетика»

1.5. Сферы использования кибернетики

1.6. Место кибернетики в системе наук

1.7. Кибернетика Норберта Винера

Глава 2

2.0. Классические системы, системный анализ и

объекты системного исследования

2.1. Основные понятия и характеристика систем

2.2. Классификация системных исследований

2.3. Основные понятия системного анализа и методы исследования сложных систем

2.4. Этапы системного исследования

2.5. Выбор объекта системного исследования

2.6. Цель системного анализа

2.7. Методы системного анализа и исследования сложных систем

2.7.1. Метод многомерного статистического анализа

2.7.2. Кибернетический или «Винеровский» метод

2.7.3. Метод главных компонент и факторного анализа

Глава 3

3.0. Кибернетические системы и процессы

3.1. Классификация кибернетических систем

3.2. Структура кибернетической системы

3.3. Проблемы моделирования кибернетических и биотехнических систем

3.4.0. Моделирование кибернетических систем, технологических объектов и процессов исследования

3.4.1. Понятие о моделировании

3.4.2.0. Теоремы и критерии подобия

3.4.2.1. Понятие о подобии

3.4.2.2. Первая теорема подобия

3.4.2.3. Вторая теорема подобия

3.4.2.4. Третья теорема подобия

3.4.2.5. Вторая формулировка третьей теоремы подобия

3.4.2.6. Дополнительные положения теории подобия

3.4.2.7. Математическое и физическое подобие

3.4.2.8. Критерии подобия

3.4.2.9. Методы критериев подобия

Глава 4

4.0.0. Теория размерностей физических величин

4.1.0. Понятие теории размерности.

4.2.0. Основные понятия физических величин

4.3.0. π-критерии подобия

4.4.0. Физическое моделирование

4.5.0. Математическое моделирование

4.5.1. Основные этапы математического моделирования

4.5.2. Основные виды математических моделей

4.5.3. Математические модели «чёрных» и «белых» ящиков

4.5.4. Способы исследования поведения «чёрных» ящиков

Глава 5

5.0. Теория кибернетической информации

5.1. Понятие теории информации

5.2. Способы измерения количества кибернетической информации

5.3. Информационные сигналы каналов связи кибернетической системы

5.4. Технические и биологические объекты кибернетики, источники передачи информации

Глава 6

6.0. Биотехническая система «Оператор – доильная машина – животное – внешняя среда» и кибернетика

6.1. Кибернетический метод подхода к изучению биотехнической системы (О-М-Ж-С)

6.2. Головной мозг животного как преобразователь кибернетической информации

6.3. Управление в биотехнических системах

6.4. Кибернетика, процессы управления биологических объектов и машинное доение

6.5. Получение кибернетической информации биологическими объектами о внешней среде

6.6. Кибернетика, саморегуляция биологических объектов и рефлексы

6.7. Функциональное состояние биологических объектов подсистемы «Животное – внешняя среда»

Глава 7

7.0. Теория планирования научного эксперимента и кибернетика

7.1. Основные понятия и определения

7.2. Методы планирования научного эксперимента

7.2.1. Становление и развитие методов планирования эксперимента

7.3. Планирование научного эксперимента

7.3.1. Разработка плана научного эксперимента

7.3.2. Выбор факторов

7.3.3. Выбор критерия оптимизации

7.4. Планирование научного эксперимента для получения математической модели объекта исследования

7.4.1. Выбор математической модели

7.4.2. Аппроксимация функции отклика алгебраическими полиномами

7.4.3. Анализ алгебраического полинома в матричной форме

Глава 8

8.0. Планы первого порядка

8.1. Планы полного факторного эксперимента (Планы ПФЭ 2n)

8.2. Полный факторный эксперимент и математическая модель

8.3. Планы дробного факторного эксперимента (планы ДФЭ)

8.4. Свойства матриц планирования полного и дробного факторных экспериментов

8.5. Ортогональное планирование научного эксперимента

8.6. Насыщенные планы первого порядка

8.7. Движение в область оптимума

8.8. Метод крутого восхождения по поверхности отклика.

Метод Бокса – Уилсона

Глава 9

9.0. Планы второго порядка

9.1. Ортогональный центрально-композиционный план второго порядка

9.2. Ротатабельное планирование научного эксперимента

9.3. Ротатабельные ортогональные центрально-композиционные планы экспериментов

9.4. Планы второго порядка с единичной областью планирования

9.5. Ротатабельные планы на основе правильного многоугольника

9.6. Некомпозиционные планы второго порядка

Глава 10

10.0. Оптимизация объектов исследования с использованием математических моделей

10.1. Понятие и виды оптимизации

10.2. Метод канонического преобразования математических моделей

10.3. Исследование поверхности функции отклика методом двумерных сечений

10.4. Исследование поверхности функции отклика методом графического решения компромиссных задач

10.5. Математическая обработка результатов научного эксперимента

Глава 11

11.0. Тенденции развития доильной техники, биотехнические системы, технологические процессы и инновации в агропромышленном комплексе России

11.1. Инновационное развитие доильных систем в АПК  Российской Федерации

11.2. Доильные роботы в хозяйствах России

11.3. Инновации, биотехнические системы, машинные технологии и технические средства в животноводстве

11.4. Физиологическое обоснование процесса выделения молока выменем животного при машинном доении

11.5.0. Кибернетический подход к ускоренным стендовым испытаниям доильной техники

11.5.1. Математическое моделирование процесса выведения молока   доильным аппаратом с оптимизацией режима его работы на основе стендовых испытаний

11.5.2. Разработка математической модели факторной зависимости  выведенной массы молока за один отдельный цикл пульсации

11.6. Инновационное исследование такта сосания двухтактных доильных аппаратов

11.7. Инновационное исследование такта сжатия  двухтактных доильных аппаратов

Глава 12

12.0. Биотехническая система машинного доения «Оператор – доильная машина – животное – внешняя среда» (О-М-Ж-С)  и инновации

12.1. Системный подход при изучении биотехнического  процесса машинного доения

12.2.0. Разработка инновационных оценочных характеристик   функциональной взаимосвязи между звеньями биотехнической   системы (О-М-Ж-С)

12.2.1. Инновационные исследования процесса выведения молока  из вымени животных исполнительными механизмами  доильных аппаратов

12.2.2. Инновационная разработка методов количественной оценки   режимов работы доильных аппаратов

12.2.3. Инновационная методика экспериментальной оценки  режимов работы доильных аппаратов

12.2.4. Инновационные оценочные характеристики тугодойности  четвертей вымени животных при машинном доении

12.3.0. Анализ оценочных показателей морфофункциональных  и анатомо-физиологических свойств молочной железы   вымени животного и соскового сфинктера

12.4.0. Инновационные разработки количественных показателей,  характеризующих тонус соскового сфинктера и упругость  тканей вымени сельскохозяйственных животных

12.5.0. Инновационная разработка методов количественной оценки интенсивности рефлекса молокоотдачи

Глава 13

13.0. Декомпозиционные составляющие биотехнической системы «Оператор – доильная машина – животное – внешняя среда» (О-М-Ж-С) и инновации

13.1.0. Адаптивные и инновационные направления  совершенствования составляющих элементов биотехнической подсистемы «Четверти вымени животного –

исполнительные механизмы доильного аппарата»

13.1.1. Инновационные технические решения по совершенствованию конструкций исполнительных механизмов доильных аппаратов

13.1.2. Искусственный сосок муляжа вымени животных

13.2.0. Адаптивные и инновационные направления  совершенствования составляющих элементов биотехнической  подсистемы «Вымя животного – доильный аппарат»

13.2.1. Инновационные технические решения по совершенствованию конструкций доильных аппаратов

13.2.2. Методы кибернетики при поиске оптимальных рабочих параметров доильных аппаратов

13.2.2.1. Математическое моделирование рабочего процесса  экспериментального доильного аппарата

13.2.2.2. Оптимизация рабочего процесса   экспериментального доильного аппарата

13.2.2.3. Описание области оптимума линейной моделью   с независимыми переменными в критериальной форме

13.2.2.4. Оптимизация рабочих параметров экспериментального   доильного аппарата планированием второго порядка

13.2.2.5. Анализ поверхности отклика и решение компромиссной  задачи методом двумерных сечений

13.2.2.6. Экспериментальная проверка оптимальных режимов  работы доильного аппарата стимулирующего действия

13.3.0. Адаптивные и инновационные направления  совершенствования составляющих элементов биотехнической  подсистемы «Животное – доильная установка»

13.3.1. Адаптивные и инновационные направления   совершенствования составляющих элементов биотехнической   подсистемы «Животное – доильный робот»

13.3.2. Инновационные технические решения по   совершенствованию конструкций доильных установок

13.4.0. Адаптивные и инновационные направления  совершенствования составляющих элементов биотехнической

подсистемы «Животное – внешняя среда»

13.5.0. Механизмы управления и уровни функционирования  составляющих элементов биотехнической системы «Оператор – доильная машина – животное – внешняя среда» (О-М-Ж-С)

Глава 14

14.0. Стимуляция рефлекса молокоотдачи у сельскохозяйственных животных при машинном доении

14.1.0. Традиционные методы и технические решения  стимуляция рефлекса молокоотдачи для животных при машинном доении

14.2.0. Нетрадиционные методы и технические решения стимуляция рефлекса молокоотдачи для  животных при машинном доении

14.2.1. Электростимуляция рефлекса молокоотдачи у  животных при машинном доении

14.2.2. Лазерная стимуляция рефлекса молокоотдачи у  животных при машинном доении

14.3.0. Методы кибернетики при поиске оптимальных рабочих   параметров лазерной стимуляции рефлекса молокоотдачи  для животных при машинном доении

14.3.1. Лазер и его создание

14.3.2. Энергетическая характеристика лазерного излучения

14.3.3. Теоретические основы работы лазеров

14.3.4. Классификация лазеров.

14.3.5. Системное исследование и обоснование эффективного процесса индуцированного действия низкоинтенсивного  лазерного излучения на биологический объект

14.3.6. Биологические эффекты, вызываемые низкоинтенсивным лазерным излучением в живых клетках и организмах

14.3.7. Математическое моделирование процесса машинного доения  с лазерной стимуляцией рефлекса молокоотдачи у коров

14.3.7.1. Оптимизация рабочего процесса машинного доения   с лазерной стимуляцией

14.3.7.2. Описание области оптимума линейной моделью с независимыми переменными в критериальной форме

14.3.7.3. Оптимизация параметров машинного доения с лазерной  стимуля­цией планированием второго порядка

14.3.7.4. Анализ поверхности отклика методом  графического решения компромиссной задачи

14.3.7.5. Экспериментальная проверка оптимальных режимов работы процесса машинного доения коров  с лазерной стимуляцией

Заключение

Приложения

Литература

Оглавление

 

Дата выпуска

2021

Переплет

мягкая обложка

Страниц

586

Формат

А5

Язык

русский

Вам также будет интересно…