авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 11 | 12 || 14 | 15 |   ...   | 16 |

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ ...»

-- [ Страница 13 ] --

-= Проведен информационно-аналитический обзор существующих= ветроэлектростанцийI =а также их строения и использующихся в них типов= электрических машинK=Рассмотрены принципы построения систем управления ими а= также математические модели данных системK= -= Проведен информационно-аналитический обзор существующих приливных= электростанцийI=а также их строенияK= -= Проведен информационно-аналитический обзор существующих солнечных= электростанцийI= рассмотрены принципы построения систем с использованием= солнечных батарей на гелиевых концентраторахK== -= Рассмотрены системы для сохранения полученной электроэнергииK= -= Проведен информационно-аналитический обзор системI= построенных на основе= термоядерного синтезаK= = Основной результат. Потребление электроэнергии продолжает растиI= а также= используется в различных областях жизни людейI= в результате работы было показаноI= что= целесообразно использовать электростанции с альтернативными источниками энергии не в= промышленной энергетикеI=а для эффективного электроснабжения потребителейK= В результате проведенного информационно-аналитический обзора был сделан выводI= что в России ветроэлектростанции и приливные электростанции являются наиболее= развивающимися технологиями при использовании возобновляемых источников энергииK= В результате работы была выбрана математическая модель для анализа переходных= процессов для описания ветряной электростанцииI= учитывающая влияние упругости связей= на работу электропривода и характер движения лопастейK= = = = OTR= = УДК=SONKPPNKR= = ВЫБОР И РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЭНЕРГОПОДСИСТЕМЫ ГИБРИДНОЙ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОМОБИЛЯ А.В. Лавренов Научный руководитель – к.т.н.I доцент В.С. Томасов = В настоящее время при помощи автомобильного транспорта осуществляется до= UMB= объема перевозок грузов и до= TMB= перевозок пассажировK= Это приводит к повышению= уровня загрязнения воздушной среды отработавшими газами двигателей внутреннего= сгоранияI=а также к росту уровня шума и транспортных потоков на улицах и магистраляхK= Проблема ухудшения экологической ситуации наиболее остро проявляется в крупных= мегаполисахK= К главным источникам загрязнения окружающей среды и потребителям= энергоресурсов относятся автомобильный транспорт и инфраструктура автотранспортного= комплексаK= Вклад автомобильного транспорта в загрязнение атмосферы неуклонно= возрастаетI=превышая в последние годы=UMBK= Для решения этих проблем все чаще прибегают к использованию электромобилей и= автомобилей с гибридными силовыми установками=EГСУFK= На сегодняшний день замена автомобилей электромобилями является= трудновыполнимой задачей по ряду причинK= В первую очередь= –= отсутствие развитой= инфраструктуры заряда аккумуляторных батарейK= Во вторую= = –= = малоеI= по сравнению с= углеводородным топливомI= удельное значение запасенной энергииI= дороговизна= современных аккумуляторных батарейI= малый срок службыI= малое количество зарядноJ разрядных цикловK= ПоэтомуI= использование автомобилей с ГСУ является наиболее= оптимальным реализуемым вариантом решения обозначенных проблемK=Такому автомобилю= не требуется внешняя подзарядка и он может работать в существующей инфраструктуре= заправочных станцийI= при этом позволяет= = достичь приемлемых экономических и= экологических показателей по сравнению с обычным ДВСK= Целью работы является расчет и выбор основных элементов электрической части ГСУ= (энергоподсистемыFK=Для этого необходимо произвести анализ существующих разработок и= решенийI= выбрать наиболее оптимальную структуру ГСУI= определить тип и параметры= накопителя энергииI= произвести выбор= = оптимального типа тягового электродвигателя= (ТЭДFK= ГСУ называется установкаI=состоящаяI=как правилоI=из физически различных источника= энергии и накопителя энергииK= Первый из которых рассчитан на длительную генерацию= энергии относительно невысокого уровняI= а второй= –= на кратковременное буферирование= пиковых нагрузок в качестве демпфера перегрузок сил тяги и торможения автомобиляK== Существуют три основные схемы структуры гибридных силовых установокW== -= параллельнаяX= -= последовательнаяX= -= последовательно-параллельная=EсмешаннаяFK= В работе был произведен анализ схем ГСУI=а также анализ существующих разработок= и результатов долгосрочных испытанийI =которые позволяют сделать вывод о томI =что в= настоящее время наиболее перспективной схемой для легковых автомобилей является= смешанная структура ГСУI= которая объединяет в себе достоинства как последовательнойI= так и параллельной схемK= Для дальнейшей разработки и выбора элементов энергоподсистемы ГСУI= в качестве= основыI= было выбрано техническое решениеI= реализованное компанией= Toyota= EЯпонияF= в= автомобиле с ГСУ= …mrius»K= В этом автомобиле в качестве накопителя энергии используется= никель-металлогидридная аккумуляторная батарея= EАБF= напряжением= OTPIS= В емкостью= SIR=АчK= Для электрической тяги в= mrius= используется два трехфазных вентильных ТЭД с= = OTS= = постоянным магнитами на роторе мощностью= RM= и= OO=кВтI= работающих попеременно в= двигательном и генераторном режимахK= В работе рассмотрены основные типы современных АБ и осуществлен оптимальный= выбор АБI= с учетом последних достижений в области разработки АБK= На основе= предварительного анализа в разрабатываемой энергоподсистеме в качестве накопителя= энергии предполагается использование литий-ионных АБK= ТакжеI= в работе произведен= сравнительный анализ основных типов ТЭД и осуществлен оптимальный выбор ТЭДK== = = УДК=SUNKRKNN= = ВЛИЯНИЕ ТОЧНОСТИ УСТАНОВОК ГОЛОВОК ОПТИЧЕСКОГО ДАТЧИКА oENIpeAW НА КОНЕЧНУЮ ТОЧНОСТЬ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ СЛЕДЯЩЕЙ ОСИ ТЕЛЕСКОПА С.Ю. ЛовлинI М.Х. Цветкова Научный руководитель – к.т.н.I доцент В.С. Томасов = Краткое вступлениеI постановка проблемы. К числу актуальных проблем= современной электромеханики и преобразовательной техники относится проблема= управления прецизионными следящими электроприводами для оптико-механических систем= иI=в частностиI=для комплексов позиционирования и слеженияK=Неотъемлемой частью==таких= систем являются оптические энкодерыI= обеспечивающие высокие точности измерения= угловых перемещенийK= Тем не менееI= несмотря на оптимистичные утверждения некоторых производителейI= конструктивное обеспечение точности угловых перемещений редко бывает задачейI= решаемой просто установкой энкодераI=поэтому без понимания источников ошибок углового= позиционирования добиться оптимальных технических характеристик всего устройства= практически невозможноK= Ошибка подразбиения= –= наиболее существенная ошибкаI= обусловленная= несовершенством считывающей головкиK= Она связана с нелинейностью интерполяции и= имеет периодический характерK= Такая ошибка при определенной скорости вращения может= усугубить резонанс системыK= = Цель работы. Задача состоит в разработке алгоритма компенсации ошибокI=связанных= с несовершенством считывающей головкиK= = Описание существующих методик. Один из методов= –= использование двух= диаметрально противоположных считывающих головокK= Данный метод позволяет= скомпенсировать эксцентриситет и другие нечетные составляющие повторяемой ошибки= более высокого порядкаK=Основное достоинство этого метода состоит в томI=что он не требует= выполнять калибровкуI= что выгодно как с точки зрения временных затратI= так и с точки= зрения отсутствия необходимости разрабатывать методику калибровкиK= Другой метод= –= строить и применять таблицы компенсацииI= как при использовании= нескольких считывающих головокI= так и в случаеI= если система управления= сконфигурирована под использование только одной головкиK= Чтобы этот метод был= эффективенI= производитель комплектного оборудования должен откалибровать= изготовленное устройствоI= в состав которого входит угловой энкодерI= с помощью= интерферометра или другого общепризнанного калибровочного оборудованияK= = Описание новой методики. Таблица компенсации может быть построена и без= дополнительных устройствK= При движении на высоких скоростяхI= колебания ошибки= = OTT= = происходят на больших частотахK=Причем при изменении скорости вращенияI=амплитуда этих= колебаний остается неизменнойK= На данных частотах амплитуда колебаний других возмущений много меньше= колебанийI= вызванных несовершенством считывающей головкиK= Это связано с= особенностями построения регулятора замкнутой системыI= а также с особенностями= конструкции опорно-поворотного устройства оптической осиK=Выделив эти гармоники=Eа их= частота будет кратна разрешающей способности датчика без учета интерполятораFI= можно= построить таблицу компенсацииK= = Описание результатов применения. Данный метод существенно уменьшает ошибку= измерения углаK= = Оценка преимуществ и ограничений новой методикиI выводы. Данный метод не= требует усложнения конструкции и повышение ее стоимостиI= связанного с установкой= дополнительных головокK= Недостаток заключается в томI= что требуется замкнуть систему с высокой точностью= (для оценки амплитуды гармоник нужно добиться высокой линейности скоростиFK= В= некоторых ситуациях резонанс системы может воспрепятствовать этомуK= = = УДК=SONKPSRKR = ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫМ ПОЛЕМ В ИНДУКЦИОННЫХ СИСТЕМАХ ДЛЯ НАГРЕВА АЛЮМИНИЕВЫХ ЗАГОТОВОК ВРАЩЕНИЕМ А.А. Муратов (Санкт-Петербургский государственный электротехнический университетI=ЛЭТИF= Научный руководитель – д.т.н.I профессор Ю.И. Блинов (Санкт-Петербургский государственный электротехнический университетI=ЛЭТИF= = Краткое вступлениеI постановка проблемы. Мировой рынок экструзионных= продуктов составляет около= S =млнK =тонн в годK =Европейский рынок экструзии является= основным рынкомI=особенно для изделий из алюминияI=с объемом около=OIU=млнK=тонн в годK= Около=4UM=прессов для экструзии алюминиевых заготовок установлено в ЕвропеK= Алюминиевые заготовки нагревают от температуры окружающей среды до= 4RM–RMMCK= В основном для предварительного нагрева заготовки перед экструзией используются газовые= печи и индукционные нагревателиK=В конечном итоге выбор оборудования зависит от многих= факторовI=наиболее важными из которых являются конечная стоимость и качество продуктаK= Система индукционного нагрева должна быть спроектирована таким образомI= чтобы= обеспечить требуемое распределение температуры в заготовкеK=Оптимальный температурный= профиль внутри заготовки зависит от условий экструзионного процесса в целомK= Температурное распределение вдоль длины заготовки должно быть однородным или= градиентнымI= чтобы обеспечить высокое качество продукта и высокую скорость= экструзионного процессаK= В настоящее время для предварительного нагрева алюминиевых заготовок перед= экструзией широко используются продольные индукционные нагревателиK= КПД обычного= индукционного нагревателя не превышает=RM–SMBI=потому что=4M–RMB=всей мощности идет= на охлаждение индуктораI=сделанного из медиK=Потери мощности в обмотке больше чем все= остальные потери системыI= таким образомI= снижение потерь в витках является основным= путем увеличения полного КПД нагревателя алюминиевых заготовокK= Целью работы является проектирование индукционного нагревателяI= = OTU= = обеспечивающего требуемое распределение температуры в заготовкеK= = Базовые положения исследования. Для повышения эффективности процесса был= использован инновационный индукционный метод= xN]K= Метод основан на формировании= магнитного поля постоянным токомK= Вращение заготовки в постоянном магнитном поле= приводит к индукции вихревого тока и тепловой энергии в нейK= Индукционная система= состоит из двух катушек и заготовкиI=расположенной между ними такI=чтобы магнитное поле= было направлено перпендикулярно к оси вращенияK=Потери мощности в системе включают в= себя потери в электродвигателе для вращения алюминиевой болванки и тепловые потери с ее= поверхностиK= Этот метод должен увеличить электрический КПД нагревателя алюминиевых= заготовок почти до=VMBK= Математическое моделирование является удобным инструментом для оптимального= проектирования нагревателейK= В целом методика проектирования установки индукционного= нагрева состоит из нескольких этаповI= которые являются общими для всех инженерных= задачK= Математическое моделирование включает в себя преобразование инженерного= описания проблемы в четкую математическую постановкуI= разработку моделиI= используя= численный методI= напримерI= метод конечных элементовI= который обеспечивает= приближенное решениеK= Таким образомI= электромагнитный и тепловой анализ индукционной системы для= нагрева заготовки вращением в постоянном магнитном поле требует построения полной= трехмерной численной моделиI= учитывающей скорость вращения и все нелинейные= физические свойства материаловK=Универсальный коммерческий пакет=Akpvp=дает хорошие= возможности для проведения электромагнитного и теплового расчетаI= включающего= вращение заготовкиK= Основной результат. В ходе работы было установленоI= что геометрия системы= «индуктор-заготовка»=существенно влияет на распределение температуры за счет искажения= электромагнитного поля на концах заготовкиK= Температурное поле в заготовке также= формируется путем выравнивания температуры за счет теплопроводности и тепловых потерь= с поверхности заготовкиK= Результаты исследований показалиI= что конфигурация индукционной системы не= позволяет получить равномерное распределение температуры по длине заготовкиK= При= рассмотрении индукционной системы электромагнитные краевые эффекты приводят к= перегреву концовK= Изменение размеров катушек является сложной инженерной задачейI= поэтому необходимо использовать другие способы для получения требуемого распределения= температуры в заготовкеK= Результаты трехмерного численного моделирования показалиI= что однородный= температурный профиль может быть получен с помощью специальных наборов магнитных= колецI= в то время как необходимый градиентный профиль температуры не может быть= получен с помощью этих измеренийK=Градиентный профиль достигается путем установления= катушек под определенным углом к заготовкеK= В этом случае специальные механические= средства могут быть организованы в системуK= В качестве одной из мер в работе= использовались экранирующие кольца на концах заготовкиI= что позволило проводить и= экранировать магнитное поле с целью оптимизации температуры для однородного или= градиентного температурного профиляK= = Литература NK= ounde=MKI=Magnusson=kK=fnduction=eeating=of=Aluminium=Billets=using=puperconducting=CoilI= mevpfC=CI=PTO–PTSI=OMMOK=–=РpK=NPPV-NP4K= OK= cabbri= MKI= Morandi=AKI= kegrini= cK= Temperature= aistribution= in= Aluminium= Billets= eeated= by= ootation=in=ptaic=Magnetic=cield=mroduced=by=puperconducting=MagnetsI=ClMmbiK=–=solK=O4K=– = OTV= = №K=NI=OMMRK=–=mpK=OUN-OVMK= PK= kacke= BKI= wlobina= MKI= kikanorov=AKI= rlferts=AK= kumerical= simulation= of= induction= heating= of= aluminium=billets=by=rotation=in=aC=magnetic=fieldK=mroceedings=of=fnternational=pymposium=on= eeating=by=blectromagnetic=pourcesI=maduaI=OMMTK=–=РpK=4VT-RM4K= 4K= Araneo= oKI= aughiero= cKI= cabbri= MK= and= othK= blectromagnetic= and= thermal= analysis= of= the= induction= heating= of= aluminium= billets= rotation= in= aC= magnetic= fieldK= mroceedings= of= fnternational=pymposium=on=eeating=by=blectromagnetic=pourcesI=maduaI=OMMTK=–=РpK=4UT-4VSK= = = УДК=SONKPN4KRW=SUNKRPT= = ФАЗОВАЯ АВТОПОДСТРОЙКА ЧАСТОТЫ В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМИ АКТИВНЫМИ ВЫПРЯМИТЕЛЯМИ НАПРЯЖЕНИЯ Н.А. Поляков Научный руководитель – к.т.н.I доцент В.С. Томасов = В последние два десятилетия выпрямители напряжения на полностью управляемых= полупроводниковых ключах становятся все более популярнымиK= Это связано с ростом= единичных мощностей преобразователей и повышением в целом доли нелинейной нагрузкиI= что делает проблему обеспечения качества электроэнергии и энергосбережения одним из= приоритетных направлений развития полупроводниковой преобразовательной техникиK= Внедрение в электротехнические устройства и системы регулируемого электропривода= активных преобразователей на полностью управляемых полупроводниковых ключах на= сегодняшний день является оправданным решением с точки зрения улучшения= электромагнитной совместимости и экономичности использования электроэнергииK= Активный выпрямитель напряжения= EАВНF= представляет собой автономный инвертор= напряжения=EАИНFI=выполненный на силовых ключах с обратными диодами и обращенный= на сторону сети переменного токаK= Такие устройства позволяют обеспечить близкий к= единице коэффициент мощностиI= формируя гармоническую форму тока питающей сети с= низким уровнем искаженийK= На сегодняшний день существует несколько подходов к управлению АВНI= наиболее= перспективными из которых являются алгоритмы векторного управления с преобразованием= координатK= Однако для промышленных устройств необходимо учитывать неидеальный= характер самой питающей сетиK=Поэтому для достижения максимальной производительности= систем с трехфазными АВН в информационной подсистеме преобразователя необходимо= обеспечивать не только математические преобразованияI= связанные с преобразованием= координатI=но и осуществлять фазовую автоподстройку частоты=EФАПЧF=для синхронизации= с фазой и частотой первой гармоники фазового напряженияK=Одним из нетребовательных к= вычислительным ресурсам способов реализации ФАПЧ для АВН является так называемая= «силовая»= ФАПЧ= EанглK= …mower= mhase= iocked= ioop»FI= где для синхронизации с фазой= питающей сети используется фазовый детекторI=реализованный на триггерах и маломощной= схеме=…зарядового насоса»=EанглK=…charge=pump»FK= В работе рассматривается построение системы ФАПЧ и системы управления АВН на ее= основеK= Осуществлено внедрение системы ФАПЧ в систему управления АВН с= преобразованием координатK= Исследование работы системы управления проведено в среде= MATiABLpfMrifkhK= Работа системы управления с ФАПЧ рассмотрена в условиях= идеальной сетиI= а так же в сети с искажениями формы напряженияI= как соответствующими= ГОСТI= так и с не соответствующимиK= Полученные результаты показываютI= что применение= «силовой»= ФАПЧ достаточно для построения системы управления АВН в условиях= питающей сети с допустимыми по ГОСТу искажениями формы фазового напряженияK= = = OUM= = УДК=SUNKRKNN= = СЛЕДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ГЕЛИОУСТАНОВКИ Д.И. СаловI С.Ю. Ловлин Научный руководитель – к.т.н.I доцент В.С. Томасов = Краткое вступлениеI постановка проблемы. Из всех видов возобновляемых= источников энергии наиболее перспективным и доступным представляется СолнцеK= Гелиоустановки улавливают лучистую энергию Солнца и преобразуют ее в электрическую= или тепловуюK= Для использования солнечной энергии в практических целях приходится= собирать ее материалоемкими и дорогостоящими преобразователями солнечной энергии= (солнечные батареиI= концентраторыI= водоJ= и воздухонагреватели и т.дKI= занимающими= большую площадьFI= которые с целью ориентации приемника излучения на Солнце= снабжаются опорно-поворотными устройствами со следящими электроприводамиK= Разнообразные гелиоустановки характеризуются общей операцией= –= наведением= рабочего органа на СолнцеK=Эту операцию выполняет система наведенияI=выполненная в виде= двухкоординатного следящего электроприводаI= от которого существенно зависит качество= работы и производительность гелиоустановкиK= Цель работы. Задача состоит в разработке следящего электропривода для= гелиоустановкиK= Описание существующих методик. Поскольку в гелиоустановках в большинстве= случаев источником электроэнергии является фотопреобразователь= EФПFI= который= вырабатывает постоянный электрический токI= то в гелиотехнике за основу принят= электропривод постоянного токаK= Наиболее широкое применение в гелиотехнике получил= следящий электропривод постоянного тока в режиме непрерывного слежения с управлением= от датчика рассогласованияI=т.кK=он имеет следующие достоинстваW=применим для всех типов= гелиоустановок с любым расположением координатных осейX= отрабатываются возмущения= от ветровой нагрузкиI=деформации конструкции гелиоустановки от тепловых и дисбалансных= воздействийI= перемещения фундаментного грунтаX= демпфируются колебания= исполнительного вала в замкнутой системе по каналу управленияK= Описание новой методики.

В качестве альтернативы возможно применение шаговых= двигателейK= В такой системе не требуется обратных связей по положениюI= что уменьшает= стоимость конструкцииI= кроме того она обладает большей надежностьюK= Также разработан= алгоритм программного наведенияI= основанный на расчете текущего положения солнца по= положению установки и текущему времениK= Оценка преимуществ и ограничений новой методикиI выводы. Данная разработка= позволяет повысить эффективность преобразования солнечной энергии за счет снижения= энергопотребления и точного наведенияK= = = = OUN= = УДК=SUNKRKNN= = СКОРОСТНАЯ ПОДСИСТЕМА СЛЕДЯЩЕГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ТРЕХМАССОВОЙ ИСПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОСЬЮ И ЦИФРОВЫМИ АЛГОРИТМАМИ УПРАВЛЕНИЯ М.Е. Сергеева Научный руководитель – к.т.н.I доцент=М.В. Никитина Объектом исследования данной работы является цифровая скоростная подсистема= следящего электропривода опорно-поворотного устройства= EОПУF= азимутальной оси= большого наземного телескопа Алтайского оптико-лазерного центраK= Динамические качества следящих электроприводов в значительной степени= определяются конструкцией и параметрами ОПУK= По данным разработчиков ось телескопа= является нежесткой и ее механизм может быть представлен двухмассовой и трехмассовой= моделямиK=Нежесткость оси обуславливает необходимость ограничения полосы пропускания= частот электропривода при проектировании системы управления иI= как следствиеI= к= возрастанию его динамических ошибокK= При построении систем управления осей ОПУ принимается четырехконтурная система= регулирования угла поворотаK=Система управления сдержит основной контур регулирования= положения и подчиненные ему контуры регулирования скорости и электромагнитного= момента двигателяK=Основной контур=–=контур регулирования угла=–=содержит ПИ-регулятор= углаK= Внешний контур регулирования скорости содержит И-регуляторI=внутренний контур=–= П-регуляторK= Такое построение скоростной подсистемы при настройке каждого из контуров= на= …технический оптимум»= позволяет снизить перерегулирование при реакции на скачок= сигнала заданияK=Контур регулирования электромагнитного момента двигателя содержит ПИJ регуляторI= выходной сигнал которого управляет преобразователем электрической энергии= энергетической подсистемы= EЭПСFK= ЭПС содержит трехфазный синхронный= электромеханический преобразовательI= транзисторный инвертор и трехмассовую модель= механизма исполнительной осиK= Целью работы является разработка подходов к синтезу скоростной подсистемы= вышеописанной структуры с цифровыми алгоритмами управленияK= Для достижения поставленной цели за основу была принята методика синтеза системы= управления электропривода с четырехконтурной структуройI= трехмассовой моделью= механизма осиI= требующая определения частоты механического резонанса и коэффициента= соотношения масс и аналоговыми алгоритмами управленияK= В работе получены аналитические соотношения для определения параметров цифровых= регуляторовI= через параметры аналоговых регуляторов и период дискретизации сигналов= управленияK= Оптимизация контура регулирования момента осуществляется из условия обеспечения= апериодического переходного процесса с заданной постоянной времениI= определяемой= периодом коммутации силовых ключей инвертораI= формирующего фазные напряжения= двигателяK= Настройка внутреннего и внешнего контуров регулирования скорости на технический= оптимум осуществляется из условия реализации полосы пропусканияI= определяемой= наименьшей резонансной частотой ЭПСK= На основе предложенной математической модели скоростной подсистемы следящего= электропривода с цифровыми алгоритмами управления были созданы программы для= моделирования переходных процессов в среде= Matlab= при заданных параметрах ЭПС с= трехмассовой моделью механизма исполнительной осиK= В программах предусмотрен= автоматизированный расчет параметров регуляторов с использованием расчетных= соотношенийI=полученных в работеK= = OUO= = Результаты моделирования системы с аналоговым и цифровым управлением совпадают= с высокой точностьюI= что говорит о правомерности= = предлагаемого подхода к синтезу= параметров цифровых регуляторовK= = = УДК=SONKPN4KR= МОДЕЛИРОВАНИЕ ИСТОЧНИКА БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ С НЕЧЕТКИМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ В ПАКЕТЕ MATLAB А.А. Шахнов Научный руководитель – к.т.н.I доцент П.А. Борисов = Невзирая на тоI= что при генерации электроэнергииI= напряжение имеет отличные= характеристикиI= в тот моментI= когда электропитание достигает потребителяI= его качество= далеко от идеальногоK=Некачественное электропитание крайне отрицательно воздействует на= техникуW= сильные всплески напряжения способны вывести из строя блоки питания и= микросхемыI= что может привести к непоправимым потерямI= вызванным повреждением= оборудованияI= а систематические проблемы с электроэнергией вызывают преждевременное= старение аппаратурыK= Финансовые же последствия этого могут быть существеннымиI= влияя= не только на текущую работуI =но и на развитие предприятияI =которое понесло убыткиK = Причина потери данных в большинстве случаях=J=некачественное электропитаниеK=Избежать= таких неприятностей поможет источник бесперебойного питания=EИБПFK= Цель работыW=создание верифицированной математической модели ИБПI=позволяющей= совершенствовать алгоритмы управления и структуру энергетической подсистемыK = Поставленная цель требует решения следующих задачW= NK= сделать обзор структур современных ИБП и проанализировать различные варианты= построения их силовых схемX= OK= разработать структуру и математическую модель ИБПI= провести моделирование и= проанализировать качество регулированияK= ============== Методы исследования. Моделирование источника бесперебойного питания= = с= нечетким регулированием проводилось в интегрированном пакете=MatiabI=с использованием= приложения=pimulink=и библиотеки=pimmowerpystemsK= Моделирование ИБП проводится на модели собранной в пакете=MATiABypfMrifkhK= Питающая сеть= –= трехфазнаяI= напряжением= OOMLPUM=ВI= промышленной частотыK= Cхема= сетевого выпрямителя=–=мостовая=EЛарионоваF=с пульсностью=p=Z=SK= В качестве экспериментальных данных были использованы осциллограммы= электромагнитных процессов полученные на макетном образце ИБП номинальной мощность= PM=кВтK=Данные фиксировались цифровым осциллографом=Tap=POM=фирмы=TectronicsK== Были полученные экспериментальные осциллограммы фазных напряжений в нагрузке= Нагрузка выбрана несимметричнойI= т.кK= в общем случае к каждой фазе ИБП может быть= подключен свой отдельный однофазный потребительK= Сравнение данных моделирования и эксперимента позволяет заключитьI= что= разработанная модель ИБП адекватно отражает процессы в нем и хорошо учитывает= специфику цифровой системы управленияK= Создание верифицированной математической модели ИБП позволяет совершенствовать= его алгоритмы управления и структуру энергетической подсистемыI= оптимально выбирать= параметры элементов энергетической подсистемыK= == = OUP= = УДК=SONKPNT= = ПРИЕМЛЕМОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ КАК МОДЕЛИ РЕАЛЬНОЙ МАШИНЫ Э.А. Шарафутдинова Научный руководитель – к.т.н.I доцент А.А. Усольцев = Целью работы является определение параметров схемы замещения асинхронного= двигателя по данным эксперимента при соединении обмотки статора в звезду и треугольникK= Сравнение и анализ полученных результатовK= Схема замещения асинхронного двигателя представляет собой электрическую цепьI= которая с достаточной точностью отражает нелинейные физические процессы в машинах= средней мощностиK= СледовательноI= идентифицируя параметры данной схемыI= можно на их= основе моделировать процессы в машинахK= Методика расчета параметров основана на обработке экспериментальных данных в= таких режимах как холостой ходI= короткое замыкание и точка опрокидывания двигателяK= Сохранение баланса мощностей является основным инструментом данного расчетаK= = При= моделировании схемы также был учтен эффект вытеснения применением= = определения= глубины паза в момент пускаK= На основе параметров схемы замещения построены= характеристики двигателяI=сопоставимые с экспериментомK= Использованная в работе методика расчета параметров схемы замещенияI= позволяет= получить математическую модель двигателяI= адекватно отражающую его свойстваI= что= подтверждается хорошей сходимостью расчетных и экспериментальных характеристик во= всех режим работы=EгенераторI=двигатель и электромагнитный тормозFK=Погрешность модели= двигателя не превышает= NMB= и соизмерима с погрешностью экспериментальных данныхK= Учет явления вытеснения тока в стержнях обмотки ротора снижает погрешность расчетной= модели двигателя в области больших скольжений примерно на= NRBK= Поэтому явление= вытеснения необходимо учитыватьI=если предполагается исследовать режимы работы в этой= областиK= Сопоставляя параметры схемы замещенияI= полученные при соединении обмоток= статора звездой и треугольникомI=можно сделать заключениеI=что машина сильно насыщенаI= т.кK=расхождение параметров ветви намагничивания при изменении фазного напряжения в=P= раз составляет около= PMBK= Поэтому для этого двигателя математическое моделирование= возможно только в рамках тех условийI=в которых проводился экспериментK== == = УДК=SUNKRKNN= = ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ДИАГРАММЫ СКАНИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ НА ОСНОВЕ БЕСКОНТАКТНОГО МАГНИТО-ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ С ОГРАНИЧЕННЫМ УГЛОМ ПОВОРОТА Д.А. Субботин Научный руководитель – к.т.н.I доцент В.А. Толмачев Объектом исследования является безредукторный электропривод оси сканирования= трехосного инфракрасного телескопаI= построенный на основе бесконтактного= = магнитоэлектрического преобразователя= EМЭПF= напряжения на обмотке управления в= пропорциональный угол поворота ротора мостового типа с возбуждением от постоянных= магнитов и ограниченным углом поворотаK= Назначение привода= –= обеспечение движения оси в соответствии заданными= = OU4= = трапециидальными диаграммами сканирования в режимах широкого и узкого угловых полейI= отличающимися= = диапазоном углов сканирования и длительностями рабочих и нерабочих= участковK= К числу определяющих требований относится= = обеспечение высокой точности= поддержания скорости движения на рабочих участках диаграммы сканирования в условиях= ограниченного предельного быстродействия МЭПI==действия на валу значительного момента= нагрузки типа= …= сухое трение»= и= = ограничения на допустимое напряжение на обмотке= = управления МЭПK= Так для исследуемого привода требуется поддержание скорости на= рабочих участках не хуже=RB==на уровне=Nград/с при моментах нагрузки до=OR=НмK== Целью работы является выбор оптимального структурного решения системы= управления электропривода с позиции обеспечения наиболее высокой точности подержания= скорости на рабочем участке диаграммы сканированияK= Структурное решение системы управленияI= = так же как и предельные динамические= характеристики электропривода оси сканирования телескопа определяются статическими и= динамическими характеристиками МЭП с инерционной нагрузкойK= Реализация заданного= движения оси возможно как в структурахI=замкнутых по углу поворота==ротора МЭПI=так и в= структурахI=замкнутых по скорости вращенияK= При реализации систем управленияI=замкнутых по углу поворотаI=возникает проблемаI= связанная с необходимостью демпфирования слаботухающих электромеханических= колебанийI= обусловленных низким значением коэффициента противоЭДС собственно МЭПK= Эта проблема решается построением системы по двухконтурной структуреI= содержащей= внутреннийI= замкнутый по скоростиI= демпфирующий контур с пропорциональным= EПF= или= пропорционально-интегральным=EПДF=регуляторами и внешний контур регулирования угла с= ПИД-регулятором и настройкой на технический оптимумK= В докладе освещается методика= параметрического синтеза такой структуры и результаты математического моделирования= процессов== в системе с конкретным МЭП== при задающих воздействияхI=== в виде требуемых= угловых диаграмм сканированияK= Математическое моделирование= = и испытания= = = на= = реальном объекте показали на возможность обеспечения заданной точности лишь при малых= значениях индуктивности обмотки управления МЭП и момента нагрузки в опорах оси= приводаK== При реализации систем управленияI= замкнутых по скоростиI= возникает проблемаI= обеспечения заданной точности==в условиях=I=когда==при постоянном задающем==воздействии======== скорость принципиально стремится к нулюK= Это обусловлено свойствами==собственно МЭПI= поскольку он является преобразователем напряжения в угол поворотаK= В одноконтурной системе регулирования скорости с ПД-регуляторомI= ошибка= обусловленная этим обстоятельством принципиально неустранимаI= поскольку система= является статической== по задающему воздействиюI== но может быть обеспечена на заданном= уровне выбором параметров ПД-регулятораK= В работе освещается методика= параметрического синтеза системы из условия обеспечения заданной ошибкиK= С= уменьшением расчетной ошибки растет коэффициент передачи ПД-регулятораK= ОднакоI= как= показало математическое моделирование системы с заданием скорости в виде требуемой= трапециидальной диаграммы сканированияI= воспроизведение ее электроприводом= = сопровождается==кратковременными всплесками напряжения==на обмотке управления МЭП в= моменты смены рабочих и нерабочих участков диаграммыI= когда заданное ускорение= меняется скачкомK= Амплитуда этих всплесков растет с ростом коэффициента передачи= регулятора и при заданной ошибке менее= RB= = при сканировании в широком угловом поле= превышает предельно-допустимоеK= Кроме того увеличение момента нагрузки до= OR=Нм= приводит к существенному увеличению ошибки относительно расчетнойK== Одним из путей повышения точности при обеспечении предельно-допустимого= напряжения на обмотке управления== МЭП является формирование траектории==движения на= нерабочем участке такI= чтобы подход к рабочему участку и выход с него осуществлялся с= = OUR= = нулевым ускорениемK=Но такое решение==не устраняет влияния на ошибку момента нагрузкиK= Более радикальный путь= –= повышение порядка астатизма системы как по задающемуI= так и по возмущающему воздействию в виде момента нагрузки типа= …сухое трение»K= Для= реализации этого пути была предложена двухконтурная структура системы управленияI= содержащая внутренний контур регулирования скорости с ПД-регулятором и внешний= контур регулирования скорости с последовательно-включенными ПИJ= и И-регуляторамиK= = Такая структура обеспечивает астатизм первого порядка по задающему воздействию и= астатизм второго порядка относительно момента нагрузкиK= В ходе исследования получены= аналитические соотношения для выбора параметров=== регуляторов== контуровK= Корректность= соотношений подтверждена результатами математического моделированияK== Моделирование= показало также на отсутствие всплесков напряжения на обмотке управления= = в моменты= смены участков воспроизводимой диаграммы сканированияK= = = УДК=SUNKRKNN= = ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕЛЕСКОПА ТРАЕКТОРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙI НАХОДЯЩЕГОСЯ НА ПОДВИЖНОМ ОСНОВАНИИ С.Ю. ЛовлинI М.Х. Цветкова Научный руководитель – д.т.н.I профессор И.Е. Овчинников = Краткое вступлениеI постановка проблемы. К числу актуальных проблем= современной электромеханики и преобразовательной техники относится проблема выбора= электродвигателя для системы управления телескопа траекторных измеренийI= находящегося= на подвижном основанииK= К основным возмущениямI=таким как моменты сухого трения на валуI=ветровой моментI= накладываемым на электродвигательI=добавляется влияние качкиK= = Цель работы. Выбор и обоснование электропривода на основе вентильного двигателя с= возбуждением от постоянных магнитовK= = Описание существующих методик. Общие сведения о двигателях данного классаK= Принцип работыK= Преимущества способа управленияK= Принцип выбора параметров и= расчетные соотношенияI= необходимые для проектированияK= Редукторный и= непосредственный=EбезредукторныйF=приводK=Недостатки и преимущества тех и другихK= = Описание новой методики. Исследование динамики системы наведения на подвижном= основании= Eплоская пространственная задачаF= в системе с редукторным и безредукторным= приводом= Eна основе= N–O= моделей ВДFK= Выбор способа управления двигателемK= Моделирование системыK= Оценка точностиI= энергетических затратI= потериK= Оценка аспекта= охлажденностиK= = Описание результатов применения. Электропривод сможет отрабатывать сигнал= задания с необходимой точностью в условиях качкиK= = Оценка преимуществ и ограничений новой методикиI выводы. Данный метод не= требует усложнения конструкции и повышение ее стоимостиI= связанного с установкой на= основании гироскопической платформыK= Недостаток заключается в томI= что требуется оценить перспективу использования= такого приводаK= = = OUS= = УДК=SUNKRKMNR= = ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ОПОРНО-ПОВОРОТНОГО УСТРОЙСТВА НА КАЧАЮЩЕМСЯ ОСНОВАНИИ С.А. Тушев Научный руководитель – к.т.н.I доцент В.С. Томасов = Введение. Опорно-поворотное устройство= EОПУF= телескопа находится на кораблеI= в= условиях морской качкиK= Конструкция ОПУ= –= альт-альт монтировкаK= Основной задачей= объекта является отработка целеуказанийI= полученных из центра управленияK= Побочной= задачей является отработка поправочных углов на килевую и бортовую качку с целью= обеспечения неподвижности оси телескопа относительно системы координатI= связанной с= Землей в исходном состоянииK= Выработка поправочных углов= –= задача корабельного= вычислительного комплексаK= Вертикальная качка напрямую влияет на расстояние до целиI= что позволяет учесть ее в целеуказанииI=пересчитанном в системе координат корабляK= Главный ВЦ выдает задание с параметрами траектории движения целиK= Корабельный= ВЦ обрабатывает принятые данные и пересчитывает параметры движения относительно= собственного положенияK= Эти данныеI= азимут и угол местаI= передаются в систему= электропривода объектаK= Возможные режимы работы электропривода телескопа на качающемся основанииK= NK= ЦелеуказаниеW= программное наведение= –= отработка траекторииI= полученной с= компьютера верхнего уровняK= OK= Режим сопровождения=–=слежение за целью по отраженному сигналуK= = Цель. Получение математической модели двухосевого электропривода телескопаI= учитывающей влияние положения угломестной оси на параметры азимутальной осиK= = Основной результат. В результате анализа конструкции телескопа была определена= зависимость момента инерции азимутальной оси от положения угломестнойK= Создана= математическая модель двухосевого электропривода в уравнениях состоянийK= Проведено= моделирование полученной системыI=определены зависимости статических и динамических= характеристик азимутальной оси при различных углах поворота угломестной осиK= = Вывод. Полученная математическая модель двухосевого электропривода телескопа= позволяет создать единую систему управления по обеим осям с использованием= обобщенного регулятора положенияI= обрабатывающего вектор ошибок по азимуту и углу= местаK== = = УДК=SONKPN4KPPP= = АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МНОГОУРОВНЕВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА К.Е. Михеев Научный руководитель – к.т.н.I доцент В.С. Томасов = Краткое вступлениеI постановка проблемы. Диапазон регулирования угловой= скорости в современных системах прецизионного электропривода может определяться= значениями от нескольких угловых секунд в секунду до десятков градусов в секундуK=Такой= диапазон скорости требует соответствующего диапазона изменения входного напряженияI= что зачастую не удается реализовать при построении энергоподсистем на основе= = OUT= = традиционных мостовых схем с широтно-импульсной модуляцией=EШИМFK=По этой причине= в настоящее время практикуется применение= = многоуровневых преобразователей= напряженияI= позволяющих значительно расширить диапазон регулирования напряженияK= Одним из важнейших преимуществ многоуровневых преобразователейI= помимо большого= диапазона напряженияI=является их способность генерировать на выходе напряжениеI=более= качественное по энергетическим показателям иI=в частностиI=по гармоническому составуI=чем= у одноуровневых преобразователейK= Методы определенияI= формулы расчета энергетических= показателей качества электроэнергии хорошо известны и широко применяются при расчетах= цепей синусоидального токаK=Оценка качества электроэнергии существенно усложняется при= анализе многоуровневых преобразователейI =т.

кK =на выходе последних мы имеем квазиJ синусоиду сложной формыI=разложение которой в ряд Фурье без помощи ЭВМ практически= невозможноK= Вычислительные мощности современных пакетов программ позволяют без= особого труда смоделировать работу любых преобразователей и провести анализ их работыK= = Целью работы является анализ энергетических показателей энергоподсистем= прецизионных электроприводов с широким диапазоном регулирования скоростиI= построенных на базе многоуровневых преобразователей напряженияI= с применением пакета= MATiABLpimulinkK== = Базовые положения исследования. В ходе работы были исследованы две основные= топологии построения многоуровневых инверторовK=Мостовая схема строится по принципу= традиционной трехфазной мостовой схемы инвертораI=но с той лишь разницейI=что на каждое= плечо моста приходится не два полностью управляемых ключевых элементаI= а= 4I= S= и т.дK= Схема инвертора на базе однофазных Н-мостовых схем строится в простейшем случае на= базе трех однофазных мостовI= положительный вывод каждого из которых подключается к= соответствующей фазе нагрузкиI= а отрицательные выводы всех трех соединены в общую= точкуK= Большее число уровней в кривой выходного напряжения достигается= последовательным включением нескольких Н-мостовых схем для каждой фазыK=Параметры моделированияW= = амплитуда первой гармоники фазного напряжения на нагрузке= = r фI Nmax = NMM B индекс модуляции= mZNX= частота коммутации ключей инвертора= fk= Z =N =кГцX = трехфазная активно-индуктивная нагрузка== iфZNM= мГнI= RфZN= ОмX=способ модуляции кривой= напряжения=–=синусоидальная ШИМK=Для определения энергетических показателей качества= собрана подсистема= …Measurements»= на основе стандартных блоков библиотек= pimulink= и= pimmowerpystemsK= = Промежуточные результаты. Для сравнения энергетических показателей в ходе= исследования проведено моделирование пяти схем многоуровневых инверторов напряженияW= двухJI=трехJ=и четырехуровневого мостовых и двухJ=и пятиуровневого Н-мостовыхK= Для анализа энергетических показателей схем получены кривые напряжения и тока на= выходе инвертораK= Для этого применен блок осциллографа= pcope= Eбиблиотека= pimulinkypinksFK= Сравнение результатов показалоI= что усложнение схемы приводит к= увеличению числа ступеней в кривой фазного напряжения иI= как следствиеI= уменьшению= пульсаций в кривой фазного токаI= что наблюдается на диаграммах напряжений и токов и= выражается в улучшении энергетических показателейI= в первую очередьI= за счет= значительного уменьшения мощности искаженияK= Полученные в ходе моделлирования показатели качества электроэнергии на выходе= преобразователя= Eфазная активная мощностьI= фазная реактивная мощностьI= = фазная= мощность искаженияI= полная фазная мощностьI= = коэффициент искаженияI= = коэффициент= мощностиI==коэффициент гармоник по напряжениюI==коэффициент гармоник токаF=сведены в= таблицуK= = = OUU= = Основной результат. Разработанные математические модели многоуровневых= полупроводниковых преобразователей позволили осуществить анализ сложных по своей= топологии и по математическому описанию протекающих в них электромагнитных= процессов схем силовой электроникиI=находящих все большее применение в прецизионных= быстродействующих и==широкодиапазонных электроприводахK= Анализ напряжений в фазах нагрузкиI= произведенный с помощью разработанных= моделей==позволил не только подтвердитьI=что с увеличением числа уровней преобразуемого= напряженияI= уменьшается амплитуда пульсаций тока нагрузки и улучшается его= гармонический составI= что позволяет==увеличить срок работы электрической машиныI= снять= ограничения на длину кабеля подключения двигателяI=исключить установку дополнительных= входных и выходных фильтровI= но и определить конкретные численные значения= = показателей качества электроэнергии для энергоподсистем систем электропривода с= различной топологией и структурой выходных каскадов полупроводниковых= преобразователейK= = = УДК=SUNKRKMV= = ДИАГНОСТИКА НЕШТАТНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ПОДСИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА Н.А. Смирнов Научный руководитель – к.т.н.I доцент А.А. Усольцев = Постановка проблемы. В современных квантово-оптических системах широко= применяется цифровой электропривод на базе бесколлекторных машин постоянного тока с= управлением от транзисторных инверторовK= При эксплуатации таких приводов возможны= различные нарушения нормальной работы силовой подсистемыI= как в инвертореI= так и в= двигателеK= Искажения формы токов в обмотках двигателя в результате таких нарушений= напрямую влияют на качество управления такими системами и на срок службы двигателяI= подшипников и полупроводникового силового каскадаK== = Целью работы является разработка алгоритмов диагностики нештатных режимов= работы силовой части электропривода и локализации причины нарушения нормального= режима= – =пробой или выгорание ключей в инвертореI =межвитковые и межфазные короткие= замыкания и короткое замыкание фазы на корпус в двигателеI=обрыв фазыK= = Описание существующих методик. Существуют два различных подхода диагностики= технического состояния электропривода=–=тестовая и функциональная диагностикаK=Тестовый= метод заключается в подаче на двигатель тестовых сигналовI= за счет чего достигается= приемлемая точность оценки состояния двигателя и полупроводникового преобразователяI= но требуется вывод электропривода из работыK= При функциональной диагностике либо с помощью дополнительных датчиков= измеряются= = физические параметры полупроводниковых ключей= = и двигателяI= либо их= состояние оценивается косвенно по уже имеющейся в системе информации о токах и= напряжениях в фазах двигателяK= Дополнительные датчики усложняют электрическую схему= усилителя мощности и увеличивают стоимость разработки электроприводаK= Существующие= косвенные методики немногочисленны и касаютсяI= в основномI= асинхронных двигателей с= тиристорными преобразователями частотыK= = Описание предлагаемой методики. Предлагаются гибридные алгоритмыI= включающие выдачу в двигатель тестовых сигналов в начале работы электропривода и= = OUV= = косвенную оценку состояния силовой части электропривода по форме и величине токов в= обмотках двигателя и их отклонения от требуемыхK=Оценивается симметрия токов в фазах и= их гармонический составK= = Описание результатов применения. В результате реализуется выявление и= локализация нарушений в режиме работы электропривода на основе= fdBTJтранзисторов и= синхронной машины постоянного токаK= Диагностируются такие нарушения нормальной= работы приводаI=как пробой или выгорание ключей в инвертореI=межвитковые и межфазные= короткие замыкания и короткое замыкание фазы на корпус в двигателеI=обрыв фазыK= = Оценка преимуществ и ограничений новой методики. Реализация методики= позволяет повысить надежность разрабатываемых систем электропривода сократить время на= выявление и устранение неисправностей при нарушении нормального режима работы= электроприводаK= = = УДК=SOVK=NOKMSS= = ПОСТРОЕНИЕ И АНАЛИЗ ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРА ГРЕБНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ Нгуен Хыу Тинь (Санкт-Петербургский государственный электротехнический университетI=ЛЭТИF= Научный руководитель – д.т.н.I профессор В.П. Калявин (Санкт-Петербургский государственный электротехнический университетI=ЛЭТИF= = Краткое выступлениеI постановка задачи. Предметной областью работы является= диагностическое обеспечение дизель-генератора= EДГF= гребной электрической установки= (ГЭУFI= которое может повысить требуемый уровень контролепригодности и поддержать= безотказность объектаK= Диагностическое обеспечение= EДОF= ДГ ГЭУ позволяет= проектировщику принимать объективное решение при разработке структуры и конструкции= объектаK= ДО начинают разрабатывать на втором этапе проектирования системы= диагностированияI= для чего необходимо формально оценить объект с учетом возможности= изменения его состояния в период эксплуатацииK= Формальное описание объектаI= учитывающее возможность изменения его состояния со временемI= называют= диагностической моделью= EДМFK= ДМ может строиться с помощью математических или= графических представленийK=Одно из наиболее наглядных представлений ДМ дает диаграмма= прохождения сигналов=EДПСFK= Диагностическая модель ДГ ГЭУ в виде ДПС построена на основе структурной и= функциональной схемы ДГ ГЭУK= При этом узлы диаграммы соответствуют переменным и= обозначаются индексом соответствующего сигнала= EпараметраFX= ветви имеют операторы= (передаточные функцииFI= обозначенные соответствующей зависимостью с указанием= направленияK= В ходе анализа ДМ ДГ ГЭУ в виде ДПС можно использовать различные= методыK=Среди них особое место занимают методыI=основанные на теории графов и теории= чувствительностиK= = Целью работы является построение диагностической модели ДГ ГЭУ в виде ДПС и= разработка алгоритм проверки состояния элементов объекта при снижении степени его= работоспособности и возникновении отказовK= = Базовые положение исследования. ДМ в виде ДПС может быть построена на основе= структурной и функциальной схемы ДГ ГЭУK=Построение таблицы состояния объекта может= = OVM= = осуществляется с применением теории чувствительности функции передачи(ЧФПFI= которая= определяет степень влияния изменения состояния элементов на состояние объектаK= Оценка= состояния ДГ методом частотных характеристик позволяет определить последовательность= проверки блоков=EэлементовF=объекта при снижении степени работоспособностиK= Анализ ДМ заключаются в составлении таблицы ЧФПI= ранжирование блоков= (элементовF=по их чувствительности и определение последовательности проверки блоковK= = Промежуточные результатыW -= построена ДМ в виде ДПСX= -= создана таблица состояний ДГ ГЭУ с применением теории чувствительности= функции передачиX= -= проаналирована таблица состояния объекта и определен порядок проверки= работоспособности элементов по частотным характеристикамX= -= разработан алгоритм проверки работоспособности ДГ ГЭУK= = Основной результат. В работе построена ДМ и проведен анализ таблицы состоянияI= построенной на основе чувствительности функции передачи ДГ ГЭУI= который позволяет= определить необходимые контрольные точки для диагностирования ДГ ГЭУK= = = УДК=SOVKNOKMSS= ПОСТРОЕНИЕ И АНАЛИЗ ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ГРЕБНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Та Тхань Хай (Санкт-Петербургский государственный электротехнический университетI=ЛЭТИF= Научный руководитель – д.

т.н.I профессор В.П. Калявин (Санкт-Петербургский государственный электротехнический университетI=ЛЭТИF= Краткое выступлениеI постановка задачи. Предметной областью работы является= диагностическое обеспечение исполнительного устройства= EИУF= гребной электрической= установки= EГЭУFI= которое может повысить требуемый уровень контролепригодности и= поддержать безотказность объектаK= Диагностическое обеспечение= EДОF= ИУ ГЭУ позволяет= проектировщику принимать объективное решение при разработке структуры и конструкции= объектаK= Разработка ДО обычно начинается на втором этапе проектирования системы= диагностированияK= Судить о состоянии объекта возможно лишь на основе анализа его= диагностической модели=EДМFI= которая отражает все особенности и изменения в состоянии= объектаK= ДМ может строиться с помощью математических или графических представленийK= Одно из наиболее наглядных представлений ДМ дает диаграмма прохождения сигналов= (ДПСFK= Диагностическая модель ИУ ГЭУ в виде ДПС построена на основе структурной и= функциональной схемы ИУ ГЭУ переменного тока при векторном управленииK= При этом= узлы диаграммы соответствуют переменным и обозначаются индексом соответствующего= сигнала= EпараметраFX= ветви имеют операторы= Eпередаточные функцииFI= обозначенные= соответствующей зависимостью с указанием направленияK= В ходе анализа ДМ ИУ ГЭУ в= виде ДПС можно использовать различные методыK= Среди них особое место занимают= методыI=основанные на теории чувствительности и теории графовK= = Целью работы является построение диагностической модели ИУ ГЭУ переменного= тока в виде ДПС и разработка алгоритм проверки состояния элементов объекта при= снижении степени его работоспособности и возникновения отказовK= = OVN= = = Базовые положения исследования. ДМ в виде ДПС может быть построена на основе= структурной и функциональной схемы ИУ ГЭУ переменного тока при векторном= управленииK= Построение таблицы состояния объекта может осуществляться с применением= теории чувствительности функции передачи= EЧФПFI= которая определяет степень влияния= изменения состояния элементов на состояние объектаK=Оценка состояния методом частотных= характеристик позволяет определить последовательность проверки блоков= EэлементовF= объекта при снижении степени работоспособностиK= Анализ ДМ заключаются составление таблицы ЧФПI=ранжирование блоков=EэлементовF= по их чувствительности и определение последовательности проверки блоковK= Промежуточные результатыW -= построена диагностическая модель в виде ДПСX= -= создана таблица состояния ИУ ГЭУ переменного тока с применением теории= чувствительности функции передачиX= -= проанализирована таблица состояния объекта и определен порядок проверки= работоспособности элементов по частотным характеристикамX= -= разработан алгоритм проверки работоспособности ИУ ГЭУ переменного токаK= Основной результат. В работе построена ДМ и проведен анализ таблицы состоянияI= построенной на основе чувствительности функции передачи ИУ ГЭУI= который позволяет= определить необходимые контрольные точки для диагностирования ИУ ГЭУK =В качестве= основной контрольной точки выбрана частота вращения на валу ГЭДI =а дополнительные= определены токи на фазах обмотки статора и потокосцепление ротораK= Степень влияния= блоков=EэлементовF=на работоспособности ИУ ГЭУ определяет последовательность проверки= сигналов при снижении его работоспособностиK= = = УДК=SONKPNNKNKMNS= = РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ Е.В. Захарова (Санкт-Петербургский государственный политехнический университетF= Научный руководитель – к.т.н.I доцент М.Г. Попов (Санкт-Петербургский государственный политехнический университетF= = Существует несколько подходов к расчетам динамической устойчивостиK= Первый из= них основан на использовании аналитического методаI= его существенным недостатком= является сложность расчетов в схемах с большим количеством узловK=Основу второй группы= методов составляют методы численного интегрированияI= реализованные в различных= специализированных программных комплексахK= Недостатком данной группы методов= является отсутствие возможности корректировки используемых математических моделей= различных элементов энергосистемыI= также от пользователя скрыта информация о= применяемых математических методах поиска решения дифференциальных уравнений= высших порядковK=В связи с этим возникает вопрос о достоверности полученных результатовK= Необходимо установить пригодность для научных исследований численного метода= интегрированияI= реализованного в программном комплексе= MustangI= т.кK= данное= программное обеспечение находит довольно широкое применение в различных проектных= организациях для расчетов статической и динамической устойчивостиK= Исследование будет проводиться с использованием качественного анализа переходных= = OVO= = процессовK= Для этого рассмотрим позиционную систему простейшей электропередачи= (рисK=NFI= относительное движение в которой описывается дифференциальным уравнением= второго порядка=xN]W= d O DdNO N mO N m = q d - q d I= N ENF= O dt JO JN где= DdNO =–=изменение относительного угла ротора синхронной машиныX= qJ =–=постоянная= инерцииK= Uг1 Uг pг2=Pг2+jQг pг1=Pг1+jQг pн1=Pн1+jQн1 pн2=Pн2+jQн = Рис.=1.=Исследуемая схема электропередачи= & Параметры исследуемой схемы принимаются следующимиW= S Г N = T4 + j RS МВА X= & & & & S Г O = TM + j RO МВА X= S Н N = TM + jPM МВА X= S Н O = T4 + j PO МВА X= r Г N = PR кВ X= & Z лин = UIRS + jUIS4 Ом X= u d = u q = NIVMT X= qJ = PIO c X= Dm = MIUV МВт K= Корневое решение уравнения=ENF=имеет видW= DdNO Et F = DdNO EMF + C sinE wt + jF I= EOF= где= C =–=постоянная интегрированияX= w=–=частотаI= выраженная в радианахX= j =–=начальная= фазаK= Как видно из уравнения= EOF= переходный процесс характеризуется незатухающими= колебаниямиK=Частота колебаний относительного угла ротораW= Dm Op f M MISRU PN qJ PIO f= = = NIOT Гц K= EPF= Op Op В программном комплексе=Mustang=были произведены расчеты для схемыI= показанной= на рисK=NK= На рисK=O=приведен график изменения относительного угла ротора генератора при= небалансе активной мощности на валу= Dm = MIUV МВт K= = Рис.=2=Изменение относительного угла ротора генератора= Указанный небаланс сохранялся на протяжении= MIMMN=сI= что соответствует принятому= шагу интегрированияK= Как видно из рисK=O= изменение относительного угла ротора носит= затухающий характерI=что противоречит уравнению=EOFK= = OVP= = Т.еK=появляется дополнительный корень уравнения= a = -OIVTS NM-S W= DdNO Et F = DdNO EMF + C sinE wt + jF e a t K= E4F= Таким образомI= математическая модель генератораI= используемая в основе= программного комплекса= Mustang= не является корректнойK= При рассмотрении режима на= границе области устойчивости в результате расчетов режим будет признан устойчивымI=тогда= как физически устойчивость будет нарушатьсяK= Т.еK= численное решениеI= реализованное в= программном комплексе= MustangI= будет завышать пределы динамической устойчивости по= сравнению с границами области устойчивостиI=обеспечиваемыми на практикеK= В дальнейшем будут исследованы тестовые цепочечные схемы для выявления= закономерности и формулирования обобщенных критериев динамической устойчивости= сложных электроэнергетических системK= Поиск данных критериев будет основываться на= применении структурного подхода=xO]=к исследованию динамических свойств энергосистемI= предложенного профессором А.АK=РагозинымK= = Литература= NK= Жданов П.СK=Вопросы устойчивости электрических систем=L=Под редK=Л.АK=ЖуковаK=–=МKW= ЭнергияI=NVTVK=–=4RS=сK= OK= Попов М.ГK=Развитие методов и программного обеспечения исследований динамических= свойств электроэнергетических системW= авторефK= дис кандK= технK= наукW= MRKN4KMO= L= Попов= М.ГKX= СПбГТУI= Электромеханический факультетX= научK= рук А.АK= РагозинK=–=СПбI= OMMNK=– =NS=сK= = = УДК=SOJR= = ТРАЕКТОРНОЕ ДВИЖЕНИЕ ГРУППЫ РОБОТОВ С.А. Вражевский Научный руководитель – к.т.н.I доцент А.С. Кремлев = Краткое вступлениеI постановка проблемы. Задачи траекторного управления= представляют собой большой интерес благодаря своей практической значимостиK= В работе= предлагается метод траекторного управления группой роботов при движении по= криволинейным траекториям с обеспечением заданной ориентации в пространствеI= планировании траекторий для обхода препятствийI= на основе данныхI= полученных= непосредственно самими роботамиI= с последующим выбором оптимальной для этой среды= траектории движенияK= Решение задачи носит распределенный характер и последовательно= решается роботами-участниками в процессе работыK= Целью работы является моделирование и реализация системы управления движением= группы роботов по неизвестной траекторииK= Базовые положения исследования. Важным ограничением для функционирования= разрабатываемой системы является относительная гладкость рабочей поверхностиI= влияющая как на ходовые характеристики и проходимость используемых роботовI=так и на= точность обработки данных при определении препятствийK== Промежуточные результаты. При реализации модели используются двухприводные= роботы= BoeJBot= компании= marallax= fncKI= оснащенные упрощенной колесной системой и= обладающие ограниченной маневренностьюK= Конструктивно роботы представляют собой= классические роботы-тележки с двумя активными колесными модулямиI= являющимися= независимыми ведущими колесамиK= Также каждый робот оснащен блоком питанияI= = OV4= = bluetoothJмодулями для организации беспроводной передачи данныхI= тактильными и= инфракрасными датчиками=Eдля определения препятствийF=и=UJразрядным программируемым= микроконтроллером=mfCNSCRTK= Основной результат работы заключается в решение задачи траекторного движения= группы роботов в неизвестной внешней среде на основе разработанной математической= модели с применением функциональных возможностей используемых роботовK= Решение= данной задачи позволяет проводить более глубокие исследования в вопросах мониторингаI= разведки и исследования областейI= недоступных для человекаK= Полученный результат= реализован на роботах=BoeJBot=компании=marallax=fncK= = = УДК=SUNKRN4= = МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНТУРНЫХ СИСТЕМ ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ Н.

И. Беляева (Санкт-Петербургский государственный политехнический университетF= Научный руководитель – к.т.н.I доцент А.Д. Курмашев (Санкт-Петербургский государственный политехнический университетF= = Для повышения качества и количества получаемой продукции необходимо повысить= динамическую точность электромеханических систем металлорежущего станка на высоких= скоростях обработкиK= В данной работе изучается повышение точности двухкоординатного= вертикально-фрезерного станкаK= Полученные структуры могут быть применены в= аналогичных системах управленияK= Целью работы является построение модели двухкоординатной системы управления= вертикально-фрезерного станкаI= синтез структурыI= соответствующей неявной форме= математического описания траекторииI= исследование различных регуляторов в полученной= структуреK= Модель строилась из нескольких составных частейW=привода по координате=ХI=привода= по координате= YI= регулятора траектории и нечеткого регулятора добротности по скорости= приводов координатK= Структура этой модели соответствует неявной форме математического= описания траекторииK= Она была получена на основании метода функционального= регулированияI= разработанного Л.МK=Бойчуком= xP]K= Полученная структура модели= представлена на рисунокK= Основная идея метода заключается во введении оценки качества регулирования в виде= невязкиK= В данном случае использовалась невязка по соотношению координат и невязка по= скоростиK= После проведения вычислений был получен вид управляющих сигналов по= координатам=x и=yW= Kf x sк t n r x = r x + r x = R y + e к Kq + s r I = r = r t + r n = - sк x + e K + K f y K к q y y y R s r Здесь= e к =–=контурная ошибкаI= значение которой равно значению невязки по= соотношению координат с обратным знакомK= Также для упрощения схемы в первом= слагаемом= r заменено на= R K= Это возможноI= так как= r и= R отличаются незначительноI =а= величина контурной ошибки на=R–NM=порядков меньше радиуса окружностиK= Достоинством метода функционального регулирования является тоI= что в результате= = OVR= = синтеза получаем не только алгоритмI= но и структуру системы управленияK= ДалееI= внося= коррективы в полученную структуруI=можно улучшать качество системыK= Для того чтобы структура системы воспроизведения программных движений была= оптимальна она должна обладать следующими свойствамиW= -= превращение объекта управления в генератор контурных движенийI=что гарантирует= максимальное использование естественных свойств объекта управленияX= -= совпадение собственных= EсвободныхF= контурных движений с программнымиI= что= обеспечивает минимум принуждения на программное движениеX= -= траекторная устойчивость в целомI= т.еK= во всей области пространства= = возможных= = состоянийI=что обеспечивает грубость системы=xNI=O]K= Кроме регулятора траектории в систему управления добавлен нечеткий регулятор= добротности приводов координатK= Его настройка производилась на основании известных= данных о томI= как ведет себя система при различных значениях коэффициента передачи в= контуре положенияK=Была установлена взаимосвязь между значением коэффициента передачи= контура положения и величиной контурной ошибкиK= Разработанный нечеткий регулятор= добротности имеет две входные лингвистические переменные= Eвеличина ошибки= регулирования и выходное значение нечеткого регулятораF= и одну выходную= лингвистическую переменную=Eкоэффициент регулятора положения приводов координатFK= = Рисунок.=Структура замкнутой системы программного управления= = В работе проведено сравнительное исследование регуляторов траектории на примере= воспроизведения окружности заданного радиусаK=В результате моделирования была получена= контурная ошибка при различных параметрах системыK=Так как значения контурной ошибки= на несколько порядков меньше абсолютных перемещенийI= она представлена в= нормированном видеK= Такое представление ошибки дает возможность не только= анализировать ее динамикуI= но и влияние параметров системы на форму воспроизводимой= траекторииK= Исследования проводились как для идентичных приводов по координатам=Х и=YI=так и= для неидентичных= –= при разных значениях момента инерцииI= коэффициента передачи= контура положенияI=коэффициента передачи контура скоростиK= В результате исследования было выявленоI=что система воспроизведения программного= движенияI= соответствующая неявной форме математического описания траекторииI= с ПИJ регулятором траектории обладает лучшими показателями качестваI= чем с П-регулятором= траекторииI= как при идентичных приводахI= так и при изменении параметров привода= координаты= ХK= Применение ПИ-регулятора траектории позволяет устранить постоянную= составляющую контурной ошибкиI=но практически не влияет на её максимальное значениеK= Использование нечеткого регулятора добротности приводов координат совместно с ПИJ = OVS= = регулятором траектории позволяет уменьшить значение максимальной контурной ошибки и= увеличить добротность воспроизведения траекторииK= Такое совместное регулирование= позволило значительно улучшить качество воспроизведения траекторииK= = Литература NK= Беляев А.НKI= Курмашев А.ДKI= Соколов О.АK= Микропроцессорное управление= программным движением взаимосвязанных электроприводов= LL= Тезисы докладов= uff= Всесоюзной научно-технической конференции по проблемам автоматизированного= электроприводаK=–=ВоронежI=NVUTK=–=СK=4R–4TK= OK= Беляев А.НKI= Соколов О.АK= Замкнутые системы ЧПУ технологическим оборудованием=LL= Межвузовский сборникW=ВычислительныеI=управляющие и измерительные системыK=–=ЛKW= ЛПИI=NVUTK=–=СK=NOP–NOSK= PK= Бойчук Л.МK= Метод структурного синтеза нелинейных систем автоматического= управления=L=Л.МK=БойчукK=–=МKW=ЭнергияI=NVTNK=–=NNP=сK= = = УДК=SONKV= = ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИНЦИПА РАБОТЫI КОНСТРУИРОВАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ P-Х ОСНЫМ СТАНКОМ С ЧПУ НА ШАГОВОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ П.Д. Золов Научный руководитель – ст.н.с. В.А. Гурьянов = Целями работы является конструирование=PJхосного станка с ЧПУ и управление имK= В ходе разработки станка требовалось создание драйвера управления ШДI= а также= возможность реализации станком основных лини= –= эллипса и прямойK= Управление= положением рабочей точки выполнялось шаговым электроприводомI= который дает= возможность точно позиционировать ее в пределах шага двигателяK=Шаговый электропривод= представляет собой синхронный бесколлекторный электродвигательI= с фиксированнымиI= дискретными положениями ротораI= что определяет основную область применения его= –= точное позиционирование объектовK== Станок содержит=O=шаговых двигателя для обеспечения позиционирования по оси=u и= YI= а также сервомашинку для позиционирования по оси= ZK= Управление шаговыми= двигателями происходит через драйверI= аппаратно-программной платформой= ArduinoK= Драйвер представляет собой= 4= MlpcbT= транзистора для одного двигателя транзисторную= сборку Дарлингтона для второгоK=Драйвер подключен к микроконтроллеру на плате=ArduinoK= Расчет геометрических фигур производится на компьютере в среде=mrocessingI=после чего на= микроконтроллер через=rpB=интерфейс передаются команды по позиционированию приводаK= Микроконтроллер уже непосредственно формирует импульсыI= требуемые для управления= двигателямиI= которые усиливаются драйвером и попадают на обмоткиK= Для отрисовки= окружности и прямой использовались алгоритмы БрезенхемаK= = = = OVT= = УДК=SONKPNSKMS= = КОММУТАЦИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ПОСРЕДСТВОМ РЕЛЕI УПРАВЛЯЕМОГО МИКРОКОНТРОЛЛЕРОМ П.Д. Золов Научный руководитель – ст.н.с. В.А. Гурьянов = Целью работы является разработка устройстваI=способного замыкать и размыкать цепи= постоянного и переменного тока по различным алгоритмамI=которые возможно записывать в= память микроконтроллераK= Также целью является мониторинг и запись количества= пройденных циклов замыкания/размыкания цепиK= При тестировании оборудованияI=бывает необходимо проверить его на устойчивость к= перепадам напряженияI=либо на количество циклов включения-выключенияK=Также требуется= вести мониторинг пройденных циклов коммутации прибораI=для определения устойчивости= аппарата в количественном отношенииK= Тестируемые приборы могут быть совершенно= разные= –= от лампочек накаливанияI= до сложных электронных системK= Так как устройство= является по сути управляемым ключомI=замыкающим цепи переменного и постоянного токаI= оно может использоваться как для включения/отключения от сети прибораI= а также для= подключения к различным типам сетям= –= например сеть с номинальным напряжением= OOM= вольт и сеть с не номинальным напряжениемI= что может служить для имитирования= перепадов в сетиI=так как это не является редкостьюK= Устройство содержит электромагнитное релеI= замыкаемое от источника напряжения в= NM–NO=вольт=Eноминал напряжения может изменятьсяI=в зависимости от используемого релеFI= аппаратно-программную свободную платформу= Arduino= E…мозг»= устройстваI= который и= управляет замыканием релеF= и ЖК дисплей= tinstar= teNSMOBJvdhJCThI= служащий для= вывода количества пройденных циклов замыкания-размыкания цепиK= Также устройство= способно хранить в энергонезависимой памяти микроконтроллера количество пройденных= цикловI=для предотвращения потери данных при отключении его от питанияK== Алгоритмы коммутации заносятся в память микроконтроллера при подключении платы= ArduinoI= имеющего= rpBJинтерфейсI= к компьютеру с помощью программного обеспечения= Arduino= fabI= имеющей версии для наиболее распространённых в данный момент ОС= –= tindowsI=Apple=lp=u=и=iinuxK= = = УДК=SONKPVTKT= = ДВУХОСЕВАЯ СИСТЕМА НАВЕДЕНИЯ ВИДЕОКАМЕРЫ СО СЛЕЖЕНИЕМ ЗА ЗАДАННЫМ ОБЪЕКТОМ А. С. Молодцов Научный руководитель – ст.н.с. В.А. Гурьянов В последнее время все чаще применяются различные системы видеонаблюденияK= Они= используются во многих сферахW= в общественных местахI= на транспортеI= на производстве= при контроле качества продукцииI= в медицинеI= в робототехникеK= Отдельного внимания= заслуживают системы активного наблюдения и слеженияI=позволяющие изменять положение= следящего устройстваK= Целью работы является создание устройства видеонаблюдения с автоматической= системой удержания объекта в заданной зоне кадра видеокамерыI= путем наведения самой= камеры на объектX= изучения различных алгоритмов распознавания образовX= изучения= алгоритмов управления координирующим устройством камерыK= В настоящее время существует множество производителей подобного оборудованияI= = OVU= = занимающихся также изучением и разработкой алгоритмов распознавания и управленияK= Однако все эти продукты являются сугубо коммерческимиI= поэтому возможность их= самостоятельного изучения отсутствуетK= Для изучения основных принципов работы таких= системI=можно создать такую систему самостоятельноK= Работа состоит из трех частейW= NK= механика привода видеокамерыX= OK= алгоритм распознавания и нахождения координаты объекта в кадреX= PK= алгоритм управления положением видеокамеры в каждый момент времениK= Устройство представляет собой= rpB= видеокамеруI= установленную на двухосевой= платформеK= Платформа состоит из двух микро сервоприводовI= по одному для каждой осиK= Сервоприводы управляются посредством микроконтроллераI= установленного на плате= ArduinoI= осуществляющей связь с программой-обработчиком видеопотокаK= ПрограммаJ обработчик использует библиотеку= lpenCs= с открытым исходным кодомK= Алгоритм= распознавания основан на классификаторах ХаараK= Таким образомI= система обрабатывает= видеопотокI=обнаруживает заданный объект в кадреI=вычисляет его координаты относительно= центра кадраI= вычисляет координаты для смещения приводов и посылает их в контроллерI= который устанавливает для каждого сервопривода новый уголI=наводяI=таким образомI=камеру= на объектK= В результате работыI= были изучены основные принципы разработки таких систем= наблюденияI= и изготовлена работающая системаI= позволяющая следить за движущимся= объектомK= = УДК=MM4KSOO= = ФОРМАТ ОБРАЗА ПЗУ И ПРОТОКОЛЫ ОБМЕНА ВСТРОЕННЫХ СЕРВЕРОВ WIZNET С.О. Попов Научный руководитель – д.т.н.I профессор В.Г. Парфенов Не дорогие встроенные веб-сервера сейчас используются для построения систем= управления с удобным доступом и управлением через сетевой интерфейсK= Такие системы= могут производиться массовоI= но иметь в каждом своем варианте использования отличия= друг от другаK=НапримерI=в наборе и расположении подключенных к ним устройствK=Поэтому= проблема удобного и быстрого программирования таких серверов становится особенно= актуальнойK= В данной работе рассматриваются устройства производителя= tfwnetK= tfwnet= предоставляет две программы для работы со встроенными веб-серверамиK= Первая создает= образы ПЗУEoom=cile=MakerFI=вторая загружает эти образы в память устройстваEtfwOMMtbB= Configuration=ToolFK=Обе эти программы имеют только графический интерфейс пользователяK= Поэтому тяжело их использовать для автоматического создания и загрузки большого числа= образов ПЗУ в процессе производства уникальных встроенных веб-серверовK== Задача работы разработать аналогичные средстваI= которые могут легко= взаимодействовать с другими системамиK =НапримерI =с программами на языке= gava =или с= командной строкойK= Формат образов ПЗУ не предоставляется производителем и протокол= загрузки образов тожеK= Однако можно анализировать выходные файлы программы=oom=cile=Maker=и исходный= код программы=tfwOMMtbB=Configuration=ToolK= В результате поверхностного анализа кода программы= tfwOMMtbB= Configuration=Tool= были определены следующие командыI=посылаемые устройству на порт=4UTNP=по протоколу= ramW= ocrm=Eoom=cile=rploadF=–=загрузка файла образа ПЗУK=Далее необходимо на порт=4UTNR= отправить содержимое файла образа ПЗУ блоками по= N4SM= байт с задержкой в= RM= = OVV= = миллисекунд между блокамиX= cfka= –= поиск устройствI= посылается широковещательноK= Каждое устройство в ответ= посылает=MAC=адресI=fm=адресI=маску подсетиI=шлюз и настройку=aeCmK= В результате анализа выходных файлов программы= oom= cile= Maker= на различных= тестовых наборах был определен формат файла образа ПЗУK= Файл образа ПЗУ состоит из= двух частейI= разделенными двумя байтами со значениями= MxccK= ПерваяI= это подряд= записанные заголовки файловI= вторая это подряд записанные содержания файловK= Каждый= заголовок файла содержит следующие поля по порядкуW=Размер файлаE4=байтаFX=адрес начала= файла в образе ПЗУE4= байтаFX= номер файла по порядкуI= начиная с= M= EP= байтаFX= имя файла в= нижнем регистре= EOM =байтFI =представляет собой С строкуI =в конце имени стоит байт со= значением=MI=оставшиеся место от названия не используется и может быть любымK= В результате работы были исследованы протоколыI= для их дальнейшей реализацииI= и= разработана программа на языке= gavaI= которая может создавать образы ПЗУ по= исследованному форматуK= Полученные образы были успешно загружены программой= tfwOMMtbB=Configuration=Tool=в веб-сервера и показали свою работоспособностьK= = = УДК=MM4= = СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИНХРОННОГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ В СЕТИ П.С. Симаков (Тульский государственный университетF= Научный руководитель – д.т.н.I профессор Ф.А. Данилкин (Тульский государственный университетF= = Как правилоI= целью локальных вычислительных сетей является обеспечение= повсеместного= Eв некоторых случаях строго делегированногоF= доступа к информации с= любой ЭВМK= Часто приходится копировать важную информационную составляющую на= каждый компьютерI= принадлежащий данной локальной сетиI= например при реализации= систем безопасности=xN]K=В таком случаеI=возникает задача обеспечения необходимого уровня= быстродействия и достоверности пересылки информации между узловыми компьютерами= сетиK= Программный продуктI=непосредственно реализующий подобный сценарийI=основан на= клиент-серверной модели организации прикладного ПОI= причем его экземпляры в рабочей= среде являют собой отношение= …многие ко многим»K= Таким образомI= реализуется= динамическое обновление обобщенной базы данныхK= Рабочие станции аккумулируют функционал как условного=…отправителя»=данныхI=так= и= …получателя»K= Специфика решения поставленной задачи состоит в применении= комбинирования клиенсткой и серверной части распределенного приложенияI= составляющего основу прикладного программного обеспеченияK= Передача информации= основана на обмене специализированными бинарными пакетами= –= так называемыми= дейтаграммамиK= Данная технология уже реализована в модели транспортного сетевого= уровня=ramK= Инженерная реализация методики описывается следующим образомK= ДейтаграммыI= содержащие бинарные данныеI= построенные экземпляром сервераI= широковещательно= передаются на все экземпляры клиентовK =И клиентI =и сервер локализованы на ЭВМI = имеющей строго заданный адрес в сетиK= Роли экземпляров программы могут изменяться в= соответствии с шагом обработки текущей ситуацииK= При отсылке информации всякая= программа является клиентомI= а при приеме= –= серверомK= Заполнение базы данных всегда= осуществляется на стороне сервераK= Сетевое соединение работает в асинхронном= = PMM= = мультипоточном режимеK= Взаимодействие строится на основе прослушивания= зарезервированного программным потоком порта и уникальных= fm= адресовK= Динамически= пополняемая база данных вместе с транспортным протоколом может послужить единым= связующим звеном между графической и вычислительной компонентамиK= Скорость и надежность обмена по каналам связи в чистой системе зависит главным= образом от качества каналов на физическом сетевом уровне и количества вещающих= локальных вычислительных станцийK= Однако известноI= что протокол= ram= обеспечивает= ненадежную доставку информацииI =что может повлечь за собой необратимые последствияW = нарушение информационного балансаK= ПредположимI= в единицу времени= n компьютеров отправляют= n сообщений в виде= кортежа элементов=biI=где=iZN…nI=а=n=–=ранг сети=Eколичество ЭВМFK=Тогда можно определить= так называемую карту доставки сообщенийI= как отношение= n элементов= EnWnFI= где= элементамиI= формирующими отношениеI= являются координаты вектора= bK= Эта карта= представляется в виде матрицыI=элемент которой равен единицеI=если сообщение доставленоI= и нулю в противном случаеK= Если матрица разложима как одна максимально сильно связная бикомпонента графа= отношений в любой из промежутков времени работы локальной вычислительной системыI=то= система обеспечения синхронного распространения информации в сети является полностью= корректнойK=ДействительноI=если хотя бы одна дейтаграмма не будет доставлена до адресатаI= то при итерационном разборе матрицы отношений возникнет парадокс ЭрроуK=Во избежание= этого применялась методика формирования дополнительной контрольной суммыI= а также= контроль версий сообщенийK= В результате удалось достичь стабильно высоких результатов= функционирования системы обеспечения синхронного распространения информации в сетиK= Таким образомI= в докладе предложен один из возможных путей по решению задачи= обеспечения синхронного распространения информации в сети на высокой скоростиK= = Литература NK= Седельников Ю.ВKI= Сычугов А.

Pages:     | 1 |   ...   | 11 | 12 || 14 | 15 |   ...   | 16 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.