ИНЖЕНЕРНЫЙ ВЕСТНИК

Приведена структура и основные характеристики пользовательского интерфейса разработанного приложения «Оружие нелетального действия» - открытой для модернизации, дополнения и расширения базы данных. Приложение предназначено для хранения и поиска информации по моделям и производителям оружия нелетального действия, случаям его применения, исследованиям в данной области, результатам тестирования конкретных образцов, использованию полицией и армией стран мира, а также организациям, деятельность которых связана с исследованиями и разработкой новых образцов специальных средств. Описан реализованный порядок работы с базой данных, пользовательский интерфейс и разработанная система поиска по ключевым полям, приведена структура таблиц базы данных и взаимосвязь между ними.

В статье приведены основные соображения по выбору конструкции синхронного генератора индукторного типа и его предварительному расчету, совместимого со сравнительно тихоходным ветродвигателем без применения редуктора. Принцип действия генератора основан на использовании зубцовых пульсаций магнитного потока возбуждения. Предложен способ включения выходной обмотки и обмотки возбуждения, что позволяет устранить  негативное влияние переменных составляющих магнитных потоков на обмотку возбуждения. Показаны способы достижения приемлемых результатов проектирования при выполнении жестких требований технического задания, предполагающих максимально возможную технологичность и минимальные затраты в процессе изготовления изделия.

В статье представлена имитационная модель аксиального индукторного генератора с релейным регулятором выходного напряжения. Детально рассмотрены некоторые приемы имитационного моделирования, которые использовались при создании имитационной модели аксиального индукторного генератора и его системы управления в среде MATLAB-SIMULINK. В частности, подробно описан способ задания нагрузки генератора с выпрямительным мостом, а также приведены результаты моделирования наиболее характерных режимов работы релейного регулятора напряжения; рассмотрены режимы отработки сброса нагрузки и изменения частоты вращения ротора.

В статье рассмотрены проблемы формирования нелинейных моделей динамических систем типа движущихся тел сложной формы. Приводятся формулы и алгоритм для решения задачи редукции моделей таких объектов. В качестве тестовой задачи рассматривается исследование динамики движения тела вращения, претерпевшего необратимые изменения формы в виде волнообразностей.

В статье представлены  результаты сравнительного анализа различных способов обеспечения синхронности информационных потоков в реальном масштабе времени в  операционной системе Windows в целях построения пилотажных полунатурных моделирующих стендов. По итогам исследования предлагаются конкретные рекомендации по способам организации вычислительного процесса, обеспечивающим наилучшую согласованность моделируемых сигналов  по времени. В качестве обобщенного критерия  сравнения предлагается использовать одну из наиболее сложных задач обработки полетных данных - раздельную идентификацию сил тяги и сопротивления. Научная новизна заключается в формировании рекомендаций, обеспечивающих при моделировании в реальном масштабе времени высокую точность синхронизации сигналов, а также в разработке обобщенного критерия, позволяющего оценивать эффективность принятых решений  по конечному результату.

В статье описан стенд трехосного обезвешивания малого космического аппарата, предназначенный для наземной экспериментальной отработки системы ориентации и стабилизации и состоящий из технологической оснастки с балансировочной системой, аэродинамического подвеса и комплекса датчиков для определения характеристик элементов служебных систем малого космического аппарата. Предложены зависимости для определения координат центра масс стенда и космического аппарата при вертикальном и горизонтальном положении космического аппарата. С помощью метода конечных элементов подтверждены результаты расчетов положения центра масс

В статье проводится сравнительный анализ влияния различных схем возбуждения ВП на величину случайной и систематической погрешности лазерного гироскопа (ЛГ), обусловленной нелинейностью выходной характеристики. Рассматриваются три схемы возбуждения ВП: в режиме автогенератора с положительной обратной связью по величине угловой скорости моноблока относительно основания прибора; в режиме автогенератора с положительной обратной связью по знаку угловой скорости моноблока относительно основания прибора и схема в режиме управляемых вынужденных колебаний. Путем численного моделирования показывается, что схема на основе управляемых вынужденных колебаний характеризуется наименьшей величиной случайной составляющей погрешности выходного сигнала ЛГ при одном и том же способе «ошумления» ВП. Для выбранного в качестве примера образца серийного ЛГ остаточная динамическая зона синхронизации в условиях ошумления виброподставки составляет величину 0.002-0.003 º/час при времени усреднения (Туср) до 1 часа. При Туср->∞ асимптотическая зависимость величины остаточной динамической зона для выбранного прибора имеет ненулевой предел, равный 0.0017 º/час.

В статье уточняются оценки погрешности измерения лазерного гироскопа (ЛГ), обусловленные прохождением зоны синхронизации в режиме гармонической виброподставки. Исследование погрешностей проведено двумя методами: 1) полученная аналитически погрешность за один проход зоны синхронизации используется для последующего определения погрешности измерения при многократном прохождении зоны синхронизации путем моделирования случайного закона накопления погрешностей, при этом динамика разности фаз вне зоны синхронизации не учитывалась; 2) более строго, путем численного решения дифференциального уравнения кольцевого лазера (КЛ), непрерывно, в течение всего времени измерения, что позволяет отказаться от случайного закона распределения фазы в начале каждого прохождения зоны синхронизации и учитывать динамику разности фаз в КЛ при прохождении участков вне зоны синхронизации. Приводятся полученные расчетные зависимости среднеквадратичной погрешности измерения малой постоянной угловой скорости для коротких и продолжительных интервалов усреднения. Отмечается что погрешность измерения, полученная вторым методом существенно (в несколько раз) отличается от погрешности, полученной первым методом. Даются численные оценки погрешностей измерения для некоторых типов серийных ЛГ.

В статье различными методами дается оценка влияния дискретности импульсно - фазового детектора (ИФД ) на разброс выходного сигнала лазерного гироскопа (ЛГ). Методом гармонического анализа и методом математического моделирования показано, что дискретность выходного сигнала ИФД проявляется в виде «шумовой» случайной составляющей (σΩ) в выходном сигнале лазерного гироскопа. На величину разброса этой оставляющей наличие синхронизации, виброподставки и 2-х секционного заградительного КИХ-фильтра не оказывает заметного влияния. Произведена численная оценка величины σΩ, которая для лазерного гироскопа типа ГЛ-2Д при времени усреднения ∆t = 6 минут оценивается величиной 0.0028º/час, а при времени усреднения ∆t = 10 секунд оценивается величиной 0.0560º/час (при измерении постоянной угловой скорости 12.4 º/час, при коэффициенте передачи ИФД, равным 2 или уровнем квантования на его входе, равным π). Показано также, что в общем случае составляющая σΩ зависит не только от ∆t, но и от величины кванта дискретизации, который уменьшается с увеличением коэффициента передачи ИФД. В работе так же рассмотрен спектр «шумовой» составляющей погрешности выходного сигнала ЛГ, обусловленной дискретностью ИФД, и даны количественные характеристики спектра.

Рассматриваются вопросы применения электростатических подвесов для взвешивания чувствительных элементов электростатических гироскопов и акселерометров. Проведен анализ схем подвесов на постоянном токе, импульсных и аналогово-импульсных подвесов. Введены критерии качества электростатической опоры, такие как: перегрузочная способность, жесткость, точность и стабильность центрирования, энергоемкость, возможность интегрального исполнения электронного блока подвеса и простота технической реализации. Установлена связь этих критериев со схемами построения и параметрами подвесов. Выявлены достоинства и недостатки конкретных схем подвесов. По итогам анализа сделан вывод, который заключается в том, что, несмотря на присущие отдельным видам подвесов достоинства и недостатки, не существует универсальной схемы подвеса, удовлетворяющей всему комплексу требований. В этом случае при разработке конкретного типа прибора с ЭСП следует руководствоваться введенным выше базовым набором критериев качества, на основе которого проектировщик выбирает подвес того или иного типа.

Рассматриваются вопросы применения электростатических подвесов для взвешивания чувствительных элементов электростатических гироскопов и акселерометров. Предложена многоуровневая классификация, позволяющая проводить систематизацию, анализ и сравнение подвесов различных типов. В основу главной классификационной схемы положен вид силообразующих сигналов на электродах электростатической опоры: аналоговые, импульсные и аналогово-импульсные подвесы. Следующий уровень классификации разделяет подвесы по способу формирования высоковольтных потенциалов. Предложены дополнительные классификационные схемы, разделяющие подвесы на одночастотные и двухчастотные, которые также подразделяются на подвесы с совмещенными и раздельными силовыми и измерительными электродами. И, наконец, подвесы классифицируются по способу регулирования силовых потенциалов: амплитудное регулирование, ШИМ, АИМ, ШИМ+АИМ, релейные подвесы. Проведен анализ схем построения резонансных, полуактивных и активных схем подвесов. Выявлены основные достоинства и недостатки подвесов различных типов и приведены рекомендации по их применению в приборах систем управления движением.

Рассмотрена задача расчета магнитной цепи при наличии в ней участков с нелинейной анизотропной средой. Рассмотрена методика  обратного электрического моделирования магнитной цепи синхронного генератора  с постоянными магнитами. Исследована  магнитная система  магнитоэлектрического генератора, в котором одновременно действуют вихревое магнитное поле обмотки якоря и поле возбуждения, создаваемое постоянным магнитом. Для ряда основных режимов работы синхронного  генератора проведено сопоставление результатов моделирования с результатами обмера реальной машины. Методика позволяет проводить анализ электромагнитных устройств при наличии в них катушек и постоянных магнитов.

Показана необходимость анализа, формализации и классификации информации об оружии нелетального действия (специальных средствах нелетального действия). Приведена общая классификация силовых операций, в которых оно применяется. Разработаны основные принципы классификации данного класса оружия. Описаны основные виды и приведены основные характеристики специальных средств, в зависимости от физического принципа их воздействия. Представлены основные параметры специальных средств, ставшие основной для формирования архитектуры первой версии базы данных «Оружие нелетального действия». Показано, как на основании анализа имеющихся в открытой печати описаний исследовательских программ и конкретных образцов изделий, а также анализа особенностей различных типов воздействия на биологические объекты и физических принципов функционирования различных типов устройств, с учетом ранее разработанных принципов построения современных автоматизированных информационных систем создан пилотный проект базы данных для рассматриваемой предметной области.

В статье рассмотрены принципы построения библиотечных компонентов цифровых модулей для высокотехнологичных кристаллов PSoC 3, 5, выпускаемых Cypress, которые расширяют имеющийся стандартный библиотечный набор в составе IDE Creator 2.0. Описываемая методика может быть ориентиром для проектировщика при разработке подобного рода моделей и последующего моделирования на выбранном кристалле. Приведены конкретные примеры с Verilog-описаниями модулей и проекты для их тестирования, протестированные на платах стартовых приборов фирмы изготовителя кристаллов. Материалы работы могут быть рекомендованы при изучении элементной базы современных микроконтроллеров и при проектировании контроллеров в управляющих системах.

Предметом и целью работы является разработка универсального многоканального информационно-измерительного аппаратно-программного комплекса сбора данных. В статье представлена разработка программного обеспечения виртуальной измерительной системы. Программное обеспечение разработано с применением методов графического программирования в среде LABVIEW и может быть интегрировано в различные компьютеризированные системы. Показан алгоритм программы сбора данных, раскрыт состав, детально описано устройство и работа её основных модулей. Система является легко воспроизводимой и может быть использована в научных и практических целях, а также легко встраиваться в действующие промышленные системы и процессы.

Индукция магнитного поля в рабочей области магнитно-резонансного томографа существенно зависит от температуры магнита. Из-за наличия внешних градиентов температуры возникает неоднородность магнитного поля в рабочей области. Это оказывает влияние на качество изображения и, в свою очередь, может вызывать ошибки при постановке диагноза. В данной работе на основе уравнений математической физики предложена математическая модель в средах LabView и ANSYS, которая позволяет исследовать распределение температурных полей в рабочей зоне магнитно-резонансного томографа. Показано, что в случае, когда тепловое воздействие оказывается непосредственно на магнит, температурный градиент 0,4ºС вызывает неоднородность магнитного поля, равную 400 ppm (4·10^-4 Тл), в то время как допустимым считается значение не более 30 ppm. Следовательно, оборудование томографа полевым регулятором температуры является принципиально необходимым,поскольку поддержание температуры в одной заданной точке (пусть даже и с высокой точностью) не позволяет обеспечивать заданные требования к однородности магнитного поля.

Рассматриваются проблемы выбора инструментария разработки облачных распределённых ERP-систем управления ресурсами предприятий. Отмечается актуальность и перспективность разработки данных систем и расширения занимаемого ими сегмента. Формулируются требования к таковым системам, ориентированным на нужды малого бизнеса. На основе требований сформулированы критерии постановки технического задания на разработку Web-ERP-системы. Проанализирован инструментарий разработки и обоснован выбор средств программирования и системы управления базами данных. Показано, что для решения задач данного класса целесообразно применение HTML5, JavaScript, PHP, AJAX и СУБД PostgreSQL.

Приведен обзор наиболее полных и надежных источников информации о термодинамических свойствах индивидуальных веществ в сети интернет. При выборе объектов анализа принималась во внимание возможность открытого доступа к данным. Рассмотрены электронные справочники "Термодинамические свойства индивидуальных веществ", "Термические константы веществ" и Chemistry Webbook,  а также база данных FactPS. Содержащаяся в электронных справочниках и базах данных информация может быть использована для моделирования равновесных состояний и процессов в сложных химически реагирующих системах при решении научных и технических задач, а также в учебном процессе.

Рассматривается методика решения уравнений теории тонких оболочек. Математическая модель представлена системой уравнений в частных производных. Для замкнутых в окружном направлении цилиндрических, конических и сферических оболочек   выполнен переход к системе обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка, которые представляются в матричной форме. Получено аналитическое решение системы линейных обыкновенных дифференциальных уравнений произвольного порядка с непрерывными коэффициентами. Физические соотношения теории оболочек также представлены в матричной форме. Для решения уравнений  используется метод матричных рядов. Полученный алгоритм позволяет проводить анализ прочности тонкостенных оболочечных конструкций с контролируемой погрешностью.

В статье рассматривается такое направление цифровой стеганографии, как цифровое маркирование, где в качестве объекта защиты выбраны неподвижные изображения. Автор приводит общую классификацию некоторых методов цифрового маркирования неподвижных изображений, описывает общий принцип работы каждого метода. Приведены их основные достоинства и недостатки, требующие устранения.   Основное внимание автор уделяет методам цифрового маркирования по областям изображения, в которые осуществляется встраивания цифрового водяного знака. Статья представляет интерес специалистам в области защиты информации от незаконного распространения и модификации.