ИНЖЕНЕРНЫЙ ВЕСТНИК

Рассмотрена задача о вынужденных продольных колебаниях продольно поляризованного пьезокерамического стержня при двух вариантах его деформирования: а) боковые поверхности стержня свободны от действия механических напряжений; б) на боковых поверхностях заданы условия стесненного деформирования в поперечных направлениях. Приведены результаты аналитического и численного расчетов частотных характеристик призматического элемента из стержневой пьезокерамики ЦТС, используемого в качестве наполнителя в пьезокомпозитных материалах 1-3 связности. Численные решения задачи в трехмерной постановке реализованы по методикам, разработанным для пакета ANSYS, использующего метод конечных элементов (МКЭ). При расчете частот резонанса и антирезонанса вынужденных колебаний пьезокерамических стержневых элементов использовались программы модального анализа. Для построения амплитудно-частотных характеристик вынужденных колебаний пьезокерамических стержневых элементов применялись программы гармонического анализа.Проведен анализ результатов численных (МКЭ) и аналитических исследований частотных характеристик элементов из стержневой пьезокерамики ЦТС-19. Показана высокая степень совпадения аналитических и численных решений для значений частот резонанса и антирезонанса (отличие не превышает 0.6%) в случае продольных колебаний стержня в стесненных по боковым граням условиях. Полученные результаты позволяют сделать вывод о возможности использования аналитических подходов на начальной стадии проектирования пьезокомпозитных преобразователей, где в качестве наполнителя используется стержневая пьезокерамика. Кроме того, показана необходимость использования разработанных численных процедур конечно-элементного моделирования в при анализе частотных характеристик пьезокомпозитных преобразователей 1-3 связанности, отличающихся высокой степенью неоднородности свойств материала, включающего связующее и в качестве наполнителя пьезокерамические стержневые элементы

В современной индустрии программного обеспечения (ПО) широко используется объектно-ориентированный подход к анализу и проектированию ПО с применением языка UML. Некорректное представление сложных алгоритмов и механизмов синхронизации на UML-диаграммах приводит к взаимным блокировкам потоков и другим проблемам при функционировании ПО. Поэтому особый интерес для разработчиков ПО представляют методы преобразования и анализа правильности UML-диаграмм. Статья посвящена разработке метода поиска некорректных маркировок иерархической сети Петри, построенной на основе диаграмм состояний и деятельности UML. Под некорректной маркировкой понимается начальное состояние сети Петри, которое при определенной последовательности срабатываний переходов приводит к тупиковой ситуации.

Рассмотрены вопросы обнаружения дефектов и аномалий при одновременном использовании нескольких методов неразрушающего контроля. Предложена классификация комплексирования на два вида: по информации на входе и на выходе устройств неразрушающего контроля. Для каждого из этих видов проведена постановка задачи и описано оптимальное решение по критерию отношения правдоподобия. Показано, что в случае комплексирования по информации на выходе устройств реализация системы проще, требует меньше вычислительных затрат и при этом могут использоваться уже выпускаемые промышленностью или имеющиеся в наличии приборы неразрушающего контроля. Для этого случая приведены выражения для расчета вероятности правильного обнаружения дефектов (аномалий) и ложной тревоги (ошибки второго рода) и рассмотрен пример, подтверждающий более высокие характеристики системы по сравнению с одним измерительным устройством.

В статье рассмотрены новые методические возможности по изучению электромеханического преобразования энергии в электрических машинах индуктивного типа на основе обобщённой модели. Выполнена адаптация обобщенной модели, что позволяет с единых позиций рассматривать функционирование различных электрических машин индуктивного типа. Адаптация заключается в построении такой структуры обобщённой модели, которая при соответствующих коммутациях позволяет демонстрировать работу электрической машины постоянного тока, асинхронной машины, синхронной машины. Представлена конструктивная схема лабораторного макета электромеханического преобразователя.

В статье рассмотрена часть системы распознавания сигналов, представляющая собой цифровой блок обработки сигналов (ЦБОС), состоящий из обнаружителя и схемы измерения параметров импульса. Обработка производится в режиме реального времени, поэтому для правильного измерения параметров необходимо согласование входного сигнала и измерителя. В результате исследования было установлено, что для достижения этой цели целесообразно использовать измерительный строб, определяющий время начала и конца измерения параметров. В статье подробно рассмотрен адаптивный алгоритм формирования измерительного строба и показан выигрыш в точности измерения параметров при использовании этого алгоритма по сравнению с другими более простыми.

Ключевыми характеристиками работы взрывательных устройств (ВУ) являются их эффективность и надежность. Поэтому разработка и внедрение ВУ проходят медленный и сложный путь. В структурную схему любого современного взрывателя входят четыре основных системы: сенсорная (СС), процессорная (ПС), инициирования (СИ) и предохранения (СП). Несмотря на примерно одинаковую значимость всех рассматриваемых систем, для надежности функционирования ВУ СС играет особую роль. Статья посвящена перспективам развития СС и СИ. В частности, проанализированы основные направления развития контактных датчиков цели (КДЦ) для различных типов БП и обоснованы их основные тенденции. На основе проведенного анализа авторы предлагают некоторые технические решения по повышению рассматриваемых характеристик.

В данной статье рассмотрены алгоритмы для реализации программного обеспечения приемопередающего аналого-цифрового модуля. Этот модуль входит в состав бортовой системы летательного аппарата. Основные алгоритмы заложены в программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС), которая выполняет обнаружение, прием, обработку радиолокационных сигналов и взаимодействие с периферийными модулями. В статье описываются методы тестирования, модули для испытаний, отработки программного обеспечения на плате. Подробно рассматриваются алгоритмы цифровой обработки сигналов, реализуемые в разрабатываемом модуле.

Представлена структурная схема разработанного регулируемого электропривода с непрерывным токовым управлением вентильным двигателем (ВД) с магнитоэлектрическим возбуждением. Электропривод содержит два объекта управления, одним из которых является непосредственно ВД, а другим импульсный регулятор постоянного напряжения, используемый в качестве энергорегулирующего элемента ВД. Каждый из них управляется отдельными системами автоматического управления (САУ), взаимосвязанными между собой. Рассмотрены особенности автоматического формирования алгоритмов синтеза напряжения управления импульсным регулятором постоянного напряжения, обеспечивающего минимально возможные средние потери мощности в силовых транзисторах коммутатора при пуске ВД, в двигательном режиме во всем диапазоне изменения частоты вращения, при торможении противовключением и при динамическом торможении.

В работе приведено краткое описание принципов построения интерфейсов мозг-компьютер (ИМК), основанных на анализе сенсомоторных ритмов. Рассматриваются стадии обработки сигнала электроэнцефалограммы (ЭЭГ) в процессе преобразования мысленного представления движений в команды внешнему техническому устройству. Даны общие сведения о возможных артефактах в записи ЭЭГ, и способах их подавления. Приведен обзор методов, позволяющих перейти в задачах классификации от многомерного временного ряда, описывающего сигнал ЭЭГ, к вектору признаков, характеризующих этот ряд. Представлено описание наиболее распространенных методов классификации, применяемых в приложениях ИМК.

В статье автор на основе предложенной модели обмотки управления шагового двигателя проводит анализ типа переходного процесса, возникающего в цепи при подаче управляющего импульса, определяет характеристики этого переходного процесса. На основе проведенного анализа предлагается ввести в состав схемы дополнительные элементы (резисторы, конденсатор, электронный ключ), подбирая номиналы которых появляется возможность осуществить формирование тока в обмотке с заданными характеристиками. В статье предлагаются формулы для расчета постоянной времени и частоты свободных колебаний в цепи управления шаговым двигателем, приведены осциллограммы тока в обмотке, как результат моделирования в пакете Micro-Cap.

Программное обеспечение встраиваемых систем несет большую функциональную нагрузку и играет системообразующую роль. К нему предъявляются особые требования, обуславливающие отличия данного программного обеспечения от программ общего назначения. Для разработки программного обеспечения встраиваемых систем необходимо прибегнуть к системному подходу, принципы которого по отношению к данной задаче раскрываются в статье. На основе системного подхода вырабатывается технология разработки программного обеспечения, успешно применяемая на практике. Приводится архитектура программного комплекса, созданная в соответствии с представленными теоретическими соображениями.

В структурную схему любого современного взрывателя входят инициирующая система, огневая цепь (ОЦ), и система предохранения. Инициирующая система – совокупность устройств, предназначенных для приведения в действие ОЦ в момент, установленный программой функционирования ВУ. Огневая цепь, формирующая выходной детонационный или воспламенительный импульс, состоит из устройств инициирования и пиротехнических элементов. Система предохранения – совокупность устройств, предназначенных для обеспечения безопасности взрывателя в служебном обращении, при выстреле (пуске) и на траектории до момента дальнего взведения. Таково, вкратце, назначение основных частей ВУ. Следует, однако, отметить, что их конструктивное оформление различно и в первую очередь определяется типом БП, для которого предназначено данное ВУ. Кроме того, на них влияют перегрузки, действующие при эксплуатации БП и специфические особенности цели. Характеристики ВУ, касающиеся взаимосвязи в системе «взрыватель – боеприпас – цель - - особенности динамики БП» носят, по рекомендации автора, названии «визитных карточек», которые определяют, в каких БП используется данное ВУ для каких целей предназначено. Следует отметить что три-четыре подобные визитные карточки никогда не повторяются и, следовательно, однозначно определяют принадлежность ВУ к тому или иному БП. В этом заключается научная новизна статьи и ее основная цель. Ценность материала, изложенного в статье, подтверждена практикой чтения автором лекций студентам специальности, а также сотрудникам МВД и МЧС РФ. В качестве примера автором проанализированы четыре основных типа ВУ для существующих типов БП. Полученные при этом результаты полностью подтверждают идею автора о «Визитных карточках», как критериях идентификации ВУ различных типов БП. На основании этих результатов автором опубликовано несколько учебных пособий, в которых изложены особенности конструкции ВУ к различным типам БП (см. источники литературы).

В работе делается обзор статистических методов сжатия информации без потерь. Рассматривается метод Шеннона-Фано, метод Хаффмана, метод арифметического кодирования, метод PPM (prediction by partial matching). Приводятся принципы работы и основные особенности перечисленных алгоритмов.

Активные помехи существенно ухудшают качество работы радиотехнических систем. На сегодняшний день существует множество методов защиты от помех в радиолокационной технике. В статье рассматриваются распространенные на практике методы борьбы с помехами в активной РЛС на подвижной платформе: с использованием компенсационной антенны, «нулей» диаграммы направленности основной антенны, поляризационный метод. Подробно рассматривается комплексный алгоритм защиты от помех, внедренный на практике. Отладка данного алгоритма осуществлялась с помощью испытательного стенда. Приведены практические результаты использования каждого из методов с его использованием.

Рассматривается актуальная задача обеспечения температурного режима воздушных компрессорных станций, работа которых сопровождается значительным выделением теплоты. Эта задача решается построением системы вентиляции компрессорной станции с применением управляемых воздушных клапанов, основой которой является САР температуры воздуха в помещении станции. Для ее построения выбран метод позиционного регулирования. По результатам проведенного анализа процесса двухпозиционного регулирования для объекта с запаздыванием показано, что для уменьшения колебаний температуры воздуха в помещении компрессорной станции целесообразно переходить от двухпозиционного регулирования к трех- и многопозиционному регулированию. Особо выделен метод многопозиционного регулирования, позволяющий значительно снизить колебания температуры воздуха в помещении компрессорной станции при наличии запаздывания в системе. Опыт применения предложенных технических решений на многочисленных промышленных предприятиях России показал их высокую надежность и эффективность работы в стационарных и модульных воздушных компрессорных станциях в различных климатических условиях.

В статье рассматриваются результаты эксплуатационных испытаний биометрической системы контроля и управления доступом, установленной в общежитиях № 10, 11 МГТУ им. Н.Э. Баумана. Указанная биометрическая система основана на использовании бесконтактной идентификационной карты и шаблонов отпечатков пальцев. Эксплуатационные испытания проводились на основании ГОСТ Р ИСО/МЭК 19795-1 – 2007. Основное внимание уделено двум эксплуатационным характеристикам – вероятности ложного недопуска (ВЛНД) и вероятности ложного допуска (ВЛД). ВЛНД составила 0 %, ВЛД 7 %. Показано, что высокое значение ВЛД является следствием необходимости обеспечения высокой пропускной способности системы. Проведен анализ возможных способов уменьшения ВЛД. В качестве одного из способов предложено использование совместно с отпечатками пальцев изображения лица.

В работе представлена качественная и количественная оценка зависимостей масштабного коэффициента лазерного гирометра от температуры и скорости его вращения. Исследование температурной зависимости масштабного коэффициента проводилось в процессе саморазогрева лазерного гирометра в интервале температур от +200С до +350С при вращении прибора попеременно в каждую сторону с постоянной скоростью 70 град/с. Исследование зависимости масштабного коэффициента лазерного гирометра от скорости его вращения осуществлялось на прогретом приборе во время вращения лазерного гирометра попеременно в каждую сторону со скоростями в диапазоне от 15 град/с до 150 град/с. Предложен способ алгоритмической коррекции масштабного коэффициента лазерного гирометра, учитывающий полученные в эксперименте зависимости и основанный на прецизионном измерении углового положения кольцевого лазера относительно основания.

Проводится описание компонентов программного обеспечения и требуемых технических показателей. Представлены диаграммы классов анализа и проектирования для разработки программного обеспечения. Детально анализированы логические компоненты программного обеспечения (классы) и их функциональные характеристики. Определяется предметная область для хранения ожидаемых результатов сбора технических данных. Реализуется предварительная оптимизация изначального решения на основе оперативного тестирования в режиме доступа реального Интернет – пользователя. Показаны результаты функционирования программного обеспечения на этапе сбора технических данных.

В статье анализируются энергетические характеристики современных радиорелейных систем связи. Более 60 лет развития этих систем привели к тому, что оборудование обладает очень близкими показателями энергетических характеристик, помехоустойчивости и надежности. В результате, при проектировании во многих случаях линии будут иметь сходные характеристики, вне зависимости от типа оборудования конкретного поставщика. Анализируя эти тенденции можно заключить, что технический прогресс в области микроволновой связи движется в сторону создания универсального оборудования модульного типа. В ближайшем будущем можно ожидать появления «блоков» из которых будут организовываться сети связи любой сложности.

В статье рассматривается вопрос иерархического моделирования сложных дискретных систем с использованием макромоделей устройств на уровне функциональных блоков для анализа и контроля правильности их функционирования на ранних этапах разработки и проектирования. Показано, что функционирование макромодели блока сложной дискретной структуры может быть представлено функционированием логической сети, описывающей блок, что позволяет решить задачу декомпозиции макромодели функционального блока. Приведена макромодель функционального блока сложной дискретной структуры, формализованная логической последовательностной схемой .