Алматы 2017 январь
жүктеу/скачать 28,19 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Педагогическое мастерство педагога при практической работе студентов Резюме.
- Pedagogical mastery of the teacher in the practical work of students Summary.
- Кайым Т.Т. 1 , Грибанов В. Ф. 1 , Каимов А. Т. 1 , Каимов С. Т.
- Ключевые слова
● Физика–математика ғылымдары
411 №1 2017 Вестник КазНИТУ
тәжірибелік пікірлерін дәлелдеу;пікірталастар мен талқылауларға қатысуы;өзінің жолдасына, оқытушыдерге сұрақ қоюы;жолдасының жауабына пікір айту;сыныптасының жауабы мен жазбаша жұмысын бағалау;үлгермеушілерге түсініксіз жерлерін түсіндіру;өз бетімен күрделі тапсырмаларды таңдау;тәжірибелік тапсырманың шешімдерін табуда бірнеше нұсқасын көрсету;тәжірибелік бағалауға жағдай туғызу, өзінің тәжірибелік және практикалықәрекетін талдау;тәжірибелік тапсырмаларды шешуде бұрыннан білетін әдіс-тәсілдерді қолдану арқылы орындау.
ӘДЕБИЕТТЕР [1] В. П. Беспалько. Слагаемые педагогической технологии. - М.: Просвещение, 2009 - 378с. [2] В. А. Кан-Калик, И. Д. Никандров. Педагогическое творчество. - М.: Педагогика, 2000 - 319с. [3] И. Б. Котова, Е.Н. Шиянов. Педагогическое взаимодействие. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2015 - 298с. [4] Н. А. Неудахина.Основы педагогического мастерства: Учеб.-метод. пособ. - Барнаул: АлтГТУ, 2012. - 152 с. [5] И. А. Зязюн. Основы педагогического мастерства: Учеб. пособ. / Под ред. И.А. Зязюна. - М.: Просвещение, 2003.- 302с. [6] Р.И. Степанов. Технологический подход к гуманизации образования. // Наука и образование. - 2013. - №3 - С.24-27.
Аскарова Г., Омарбекова Л. Педагогическое мастерство педагога при практической работе студентов Резюме. Решение
задач модернизации образования возможно сегодня лишь
на основе
совершенствования мастерства педагога. В современной психологии мастерство понимается как целостное социально-психологическое образование, синтезирующее научные знания, умения, навыки, методическое искусство и личностные качества, обеспечивающие высокую эффективность педагогической деятельности. В настоящее время изменились представления о сущности и структуре педагогического мастерства. Традиционная образовательная парадигма рассматривала мастерство как способность педагога найти ответ на вопрос - чему и как учить. Современная образовательная парадигма заключается в ответе на вопрос о том, кто и как стимулирует самостоятельную творческую активность учащегося. Педагогическое творчество предполагает наличие у педагога системы качеств, характеризующих его как творческую личность - эрудиции, креативности, рефлективности, способности предвидеть и проектировать, активности воли и др. Педагогическое мастерство определяют, как поиск новых методов и форм решения бесчисленного ряда педагогических задач с высокой степенью успешности.
образовательная парадигма.
Askarova G., Omarbekova L. Pedagogical mastery of the teacher in the practical work of students Summary. Solving problems of modernization of education today is possible by improving teacher skills. In modern psychology skill is understood as a holistic socio-psychological education, synthesizing scientific knowledge, skills, methodical skill and personality, providing high efficiency of pedagogical activity. Currently, we changed ideas about the nature and structure of pedagogical skills. The traditional educational paradigm considered skill as a teacher's ability to answer the question - what and how to teach. Modern educational paradigm is the answer to the question of who and how to stimulate the student's independent creative activity. Pedagogical work presupposes that teacher quality system, describing it as a creative person - erudition, creativity, reflectiveness, the ability to anticipate and design, and other activities will Pedagogical skill involves the formation and use of teacher original style of activity, characterized by expediency and flexibility. Modern education is characterized by variability and diversity in the content and in the technologies used in the educational process. Pedagogical skills determine how the search for new methods and forms of pedagogical solutions countless number of tasks with a high degree of success.
paradigm.
● Физика–математика ғылымдары
412 №1 2017 Вестник КазНИТУ
УДК 62-231 Кайым Т.Т. 1 , Грибанов В. Ф. 1 , Каимов А. Т. 1 , Каимов С. Т. 2 , Абилдабекова Д. Д. 1 ( 1 Казахский национальный исследовательский технический университет имени К.И.Сатпаева, 2 Казахский национальный университет имени Аль-Фараби, Алматы, Республика Казахстан) МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СТОХАСТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ВЫСОКО ЭФФЕКТИВНОГО НАДЕЖНОГО РАЗРУШЕНИЯ ГРУНТА (РОССЫПИ, ТОРФ) ИННОВАЦИОННЫМ ОТВАЛОМ БУЛЬДОЗЕРА СО СЪЕМНЫМ РЕЖУЩИМ НОЖОМ Аннотация. Для повышения эффективности разработки россыпных месторождений полезных ископаемых и торфа с применением землеройно-строительных машин авторами создан инновационный исполнительный механизм рабочего органа (ИМ РО) отвала бульдозера со съемным режущим ножом. Разработана математическая модель определения его геометрических, структурно-кинематических и динамических параметров с учетом стохастических процессов взаимодействия его с разрабатываемой средой. В ней предусматривается производить учет случайных ошибок отклонения величины параметров от «идеальной» расчетной модели и систематических ошибок, связанных с точностью измерения, на основе использования рекуррентной процедуры определения оптимального весового коэффициента Калмана. Выбор структурных, кинематических и динамических параметров инновационного ИМ РО отвала со съемным режущим ножом производится на основе реализации принципа его адаптации к усилию сопротивления разрушения участка массива грунта (УМГ), формирования его оптимальной толщины слоя (стружки). Разработанные математические методы являются основой для создания инновационных ИМ РО отвала бульдозера со съемным режущим ножом. На разработанный инновационный ИМ РО отвала бульдозера получен патент Республики Казахстан. Ключевые слова: отвал бульдозера, исполнительный механизм, математическая модель, режущий нож.
Введение. В современный период времени (начало ХХI века) резко увеличивается масштаб применения некоторых землеройно – строительных машин (ЗСМ), к которым относятся бульдозеры. Этот факт обуславливается тем, что бульдозеры все шире эксплуатируются при разработке россыпных месторождений полезных ископаемых во многих горнодобывающих странах мира: США, Канада, Китай, Россия, Австралия, Новая Зеландия, Южная Африка, Бразилия, Чили, Венесуэла и т. д. [1] и торфа [ 2]. Бульдозеры производятся в различных странах мира, например, США, Япония, Германия, Россия, Беларусь и др. Повышение эффективности работы бульдозера достигается в основном применением технических операций, обеспечивающими снижение силы сопротивления разрушения УМГ отвалом бульдозера. Эффект по снижению силы сопротивления разрушения УМГ отвалом бульдозера достигается, в основном, за счет использования технических приемов, облегчающих внедрение ИМ РО отвала бульдозера в УМГ. Один из наиболее распространенных методов, обеспечивающих интенсификацию рабочих процессов бульдозера, является рационализация конструкции его отвала [3-5]. Методы этого направления обуславливают повышение производительности бульдозера за счет более рационального внедрения ИМ РО отвала бульдозера в УМГ и снижения силы сопротивления разрушения его [5]. «Например, бульдозеры с системой стабилизации глубины резания УМГ эффективно используются при разработке коротких участков грунта стружкой большой толщины. При этом не производятся остановки бульдозера и обеспечивается быстрое наполнение частицами разрушаемого грунта призмы волочения перед отвалом. Такие устройства гарантировано обеспечивают высокий уровень ровности разрабатываемой поверхности УМГ, что повышает качество и эффективность выполняемых работ» [6]. Наибольшее влияние на технико-экономические показатели эксплуатации бульдозера оказывают физико-механические характеристики УМГ. Для
наиболее точной
оценки эксплуатационных параметров динамической системы стохастических процессов взаимодействия ИМ РО отвала бульдозера – разрушаемая среда была разработана ее математическая модель их
● Физика–математика ғылымдары
413 №1 2017 Вестник КазНИТУ
расчета. В процессе ее реализации были проведены специальные исследования кинематических и динамических характеристик разработанного инновационного ИМ РО отвала бульдозера с учетом максимальной силы сопротивления разрушения УМГ I-IY категории крепости [7]. Идея работы. Идея работы заключается в разработке эффективных методик исследования ИМ РО отвала бульдозера со съемным режущим ножом и в применении принципов адаптации ИМ РО отвала бульдозера к технологическим условиям его эксплуатации. Целью работы является разработка теоретических основ расчета параметров инновационного ИМ РО отвала бульдозера со съемным режущим ножом, адаптирующегося к внешним условиям эксплуатации. Методология исследования базируется на системном подходе, при котором совокупность ИМ РО отвала бульдозера со съемным режущим ножом – разрушаемый УМГ рассматривается как единая система взаимосвязанных и взаимодействующих элементов. Выбор структурных, кинематических и динамических параметров инновационного ИМ РО отвала со съемным режущим ножом производится на основе реализации принципа его адаптации к усилию разрушения УМГ, формирования его оптимальной толщины слоя (стружки). При этом существенно уменьшается динамическая нагрузка на ИМ РО отвала бульдозера со съемным режущим ножом, обеспечивая снижение расхода энергии, степени деформации и вероятностей поломки ИМ РО отвала бульдозера со съемным режущим ножом. Тем самым повышается их надежность, что позволяет бульдозеру разрабатывать прочные грунты при значительном увеличении производительности бульдозера, снижении себестоимости разрушения УМГ, улучшении экологии окружающей среды за счет уменьшения степени пылегазообразования. Также при этом упрощается конструкция ИМ РО отвала бульдозера со съемным режущим ножом за счет возможности обеспечения оптимальной толщины слоя (стружки) разрушаемого УМГ без обратной связи в системе управления ИМ РО отвала бульдозера со съемным режущим ножом, обуславливаемой использованием функциональных возможностей ИМ РО отвала бульдозера со съемным режущим ножом. На рисунке 1 приведена структурная схема инновационного ИМ РО отвала бульдозера со съемным режущим ножом [8].
Рис. 1. Инновационная схема ИМ РО отвала бульдозера со съемным режущим ножом: 1 - отвал бульдозера; 2 – съемный режущий нож; 3 – участок массива грунта; - длина кронштейна, м; - расстояние между шарнирами крепления толкающего бруса R и раскоса r к отвалу 1 бульдозера со съемным режущим ножом 2, м; - длина раскоса, м; R – длина толкающего бруса, м; переменный (управляемый) угол установки отвала 1 бульдозера со съемным режущим ножом 2, рад.; переменный угол, рад.; - постоянный конструктивный угол, рад.; - угол между продольными осями толкающего бруса R и раскоса r, рад.; - угол между линией, соединяющей шарниры крепления кронштейна L, и линией, соединяющей шарниры толкающего бруса R, рад.; - постоянный конструктивный угол, рад.
● Физика–математика ғылымдары
414 №1 2017 Вестник КазНИТУ
Величина заглубления съемного режущего ножа отвала бульдозера в УМГ определяется из следующей системы уравнений:
величина, контролирующая эволюцию матрицы состояния положения съемного режущего ножа отвала бульдозера в разрабатываемом УМГ, измеряемая техническими средствами измерения, определяется по следующей формуле [9]:
и соответственно, ошибки математической модели определения положения съемного режущего ножа отвала бульдозера в разрабатываемом УМГ и ошибки измерений положения съемного режущего ножа отвала бульдозера в разрабатываемом УМГ. При этом случайные ошибки, вызванные отклонением спроектированного ИМ РО отвала бульдозера со съемным режущим ножом от ее «идеальной» модели, и представляющие собой случайные ошибки, определяются первыми статистическими моментами величины которых и их законы распределения не зависят от времени (номера итерации k); средние значения ошибок равны нулю: ; закон распределения случайных величин может быть и не известен, но известны их дисперсии ; предполагается, что все случайные ошибки независимы. Алгоритм решения задачи следующий. На k-ом шаге определяется отфильтрованное значение с сенсора
, которое хорошо приближается к истинной координате системы . Неизвестная величина определяется по формуле [10]:
. (4) Поэтому еще не получая значение с сенсора полагается, что на шаге K+1 система эволюционирует согласно этому закону и сенсор покажет значение близкое к С другой стороны, на шаге К+1 имеется неточное показание с сенсора . Идея состоит в том, чтобы получить наилучшее приближение к истинной координате выбирается так называемая «золотая» середина между показанием источника с сенсора и
предсказанием того, что ожидается от него получить. Показанию с сенсора дается вес , а на предсказанное значение величина определяется по формуле:
, (5) где
–весовой коэффициент Калмана, величина которого выбирается такой, чтобы получившееся оптимальное значение координаты было бы наиболее близко к истинной координате . Например, если известно, что показания с сенсора очень точные, то степень доверия к нему будет больше и значении е имеет больший вес (К близко единице). Если же с сенсор, наоборот, совсем неточный, тогда необходимо больше ориентироваться на теоретически предсказанное значение . В общем случае, чтобы найти точное значение коэффициента Калмана необходимо минимизировать величину
(6) После подстановки в уравнение (6) формулы (5) получается:
● Физика–математика ғылымдары
415 №1 2017 Вестник КазНИТУ
. (7) Минимизируется среднее значение математического ожидания от квадрата ошибки:
. (8) Математическое ожидание квадрата ошибки величины заглубления съемного режущего ножа отвала бульдозера в разрабатываемый УМГ определяется по формуле:
. (9) Это выражение принимает минимальное значение при условии:
(10) После подстановки в выражение (10) для определения среднеквадратичной ошибки
минимизирующее ее значение весового коэффициента получается следующее выражение:
. (11) Таким образом, реализуется алгоритм решения математической модели оценки стохастической системы динамического процесса взаимодействия ИМ РО отвала бульдозера со съемным режущим ножом с разрабатываемым УМГ с использованием итерационной формулы для вычисления весового коэффициента К. На основании этих исследований разрабатываются математические модели оценки прочностных характеристик наиболее распространенных грунтов Казахстана. Как известно, прочностные характеристики неоднородного грунта могут рассматриваться как стохастический процесс. Во многих практических задачах используется модель случайного процесса, реализации которого представляют собой гармонические колебания с известными (детерминированными) амплитудой и частотой, но случайной начальной фазой. В работах [11 - 13] приведены экспериментально-теоретические результаты исследований процесса разрушения грунтов и горных пород. При этом отмечается, что одним из основных факторов, влияющих на эффективность процесса разрушения грунтов и горных пород, является угол резания (угол, образуемый траекторией движения и передней гранью режущего клина). При этом закон изменения случайной величины силы сопротивления разрушения УМГ I-IV категории крепости представляет собой равномерно распределенную случайную величину на известных интервалах изменения величины угла резания и представляется в следующем виде [14]:
Р(Х) =
где Р(Х) – плотность вероятности появления случайной величины силы сопротивления разрушения УМГ по Ю.А. Ветрову: b – ширина отвала бульдозера, м; h – высота отвала бульдозера, м; – угол резания УМГ, рад.; – коэффициент крепости разрушаемого УМГ. Таким образом, реализация рассматриваемого случайного процесса может быть представлена формулой: , (15)
● Физика–математика ғылымдары
416 №1 2017 Вестник КазНИТУ
где
– закон изменения в течение периода времени случайной величины силы сопротивления разрушения УМГ съемным режущим ножом отвала бульдозера; А – амплитуда случайной величины силы сопротивления разрушения УМГ съемным режущим ножом отвала бульдозера; – частота случайной величины силы сопротивления разрушения УМГ съемным режущим ножом отвала бульдозера; фаза появления случайной величины силы сопротивления разрушения УМГ съемным режущим ножом отвала бульдозера, которая в большинстве случаев может считаться равномерно распределенной на интервале 0…2. , то есть имеющей следующую плотность вероятности:
Общие выводы: 1. Разработана математическая модель стохастических процессов высокоэффективного надежного разрушения грунта (россыпи, торф) инновационным ИМ РО отвала бульдозера со съемным режущим ножом. На основе применения разработанной математической модели осуществлена фильтрация результатов экспериментальных исследований с учетом силы сопротивления разрушения УМГ. 2. Обоснованы геометрические, структурно-кинематические, силовые и динамические параметры инновационного ИМ РО отвала бульдозера со съемным режущим ножом с учетом его адаптации к свойствам разрабатываемого УМГ. 3. Разработанные математические методы являются основой для создания инновационных ИМ РО отвала бульдозера со съемным режущим ножом, адаптирующихся к силам сопротивления разрушаемого УМГ. 4. Разработанный инновационный ИМ РО отвала бульдозера со съемным режущим ножом защищен Патентом РК № 31476 «Бульдозерное оборудование». г. Астана, 14.01. 2015г. – 15 c..
ЛИТЕРАТУРА [1] И.Б.Флеров. Россыпи / Горная энциклопедия. Том 4 (Ортиа-Социосфера). – М: Издательство: «Советская энциклопедия». 1989. С.400. [2] И.Ф.Ларин. Торф. / Горная энциклопедия. Том 5 (СССР-Яшма). – М.: Издательство «Советская энциклопедия». 1991. С. 166-171. [3] Т.Т. Кайым, Г.Т. Каимова, Ж.Л.Таиров Структурно- кинематический синтез параметров адаптивного исполнительного механизма РО ПТСДМ. //Научный журнал - «Поиск» МОиНРК № 2 (2) г.Алматы. 2013г. с.17-22. [4] Т.Т.Кайым, Ж.Л. Таиров. Обоснование и выбор параметров адаптирующихся подвески механизма навесного оборудования бульдозера. //Сборник материалов международной конференции «Посвященной 90-летию О.Д. Алимова». г. Бишкек. 2013г. с.31-35. [5] Т.Т. Кайым. Адаптирующиеся многоцелевые рабочие органы строительных и дорожных машин. /Монография. Алматы. 1998. - 148 с. [6] В.И.Баловнев, Р.Г.Данилов. Система регулирования глубины резания грунтов. //Строительные и дорожные машины. 2015. № 9. с. 48-51. [7] А.Т. Каимов, С.Т. Каимова и др. Математическая модель повышения достоверности оценки эмпирических данных при разрушении грунта инновационным отвалом бульдозера со съемным режущим ножом. //Международный научный журнал-приложение Республики Казахстан. № 3(1)/2016. г. Алматы. 2016 г. с. 240-247. [8] Т.Т. Кайым, С.У. Джолдасбеков, М.С. Джуматаев, В.Ф. Грибанов, Ж.Л. Таиров, А.Т. Каимов, С.Т. Каимов и др. /Патент РК № 31476 «Бульдозерное оборудование» .г. Астана, 14.01. 2015 г. – 15 c. [9] Р.А. Козбагаров. Обоснование параметров бульдозера с переменным углом резания. /Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. – г. Алматы. 1998 г. С.19. [10] Kaimov S.T., Kaiym T.T., Golubeva T.V. Mathematical and Computer Modeling of Movement of The Executive Mechanism of the Adaptive Multipurpose Operating Part of Earthmoving and Construction Machine. // The IRES 10-th International Conference Institute of Research and Journals. 2015. p.35-38. [11] В.И.Баловнев, Р.Г.Данилов. Система регулирования глубины резания грунтов. //Строительные и дорожные машины. 2015. № 9. с. 48-51. [12] Н.Т.Сурашов, Р.А.Козбагаров, Н.С.Камзанов. Влияние угла захвата и наклона боковых граней ножа отвала бульдозером на силу резания грунта. //Вестник КазНИТУим.К.Сатпаева. 2015. №6. c.155-159.
|