Актуальность и цели. Техническое состояние радиоэлектронных систем зависит от множества параметров, которые в процессе эксплуатации изменяются, что может привести к потере работоспособности системы, дополнительным расходам на регламентные работы или ремонт. Сокращение расходов на эксплуатацию радиоэлектронных систем при обеспечении требуемого качества их функционирования является актуальной задачей и требует совершенствования методов прогнозирования их технического состояния. Целью работы является построение модели прогнозирования изменения параметров радиоэлектронной системы в процессе эксплуатации. Материалы и методы. Модель прогнозирования технического состояния формировалась на основе теории цепей Маркова, в частности, был использован Марковский ветвящийся процесс. Для определения стохастических характеристик модели применен математический аппарат производящих функций. Результаты. Получена стохастическая модель параметрического прогнозирования надежности радиоэлектронных систем, имеющая в отличие от других подходов, аналитические решения системы дифференциальных уравнений. Выводы. Модель предложено использовать для прогнозирования параметрической надежности и технического состояния радиоэлектронных систем в зависимости от времени эксплуатации. При модульном проектировании модель позволяет осуществлять выбор перспективных модулей радиоэлектронных средств с учетом их вероятностных характеристик надежности.
Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль
2019. — Выпуск 2
Содержание:
Актуальность и цели . Объектом исследования является система электроснабжения населенных пунктов. Предметом исследования является определение оптимальных мест расположения подстанций соответствующего класса напряжения. Целью работы является рассмотрение путей оптимизации системы электроснабжения сельскохозяйственного района на основе применения метода распределенных удельных мощностей. Материалы и методы . Для определения места расположения источников питания районов малоэтажной застройки использован разработанный авторами метод распределенных удельных мощностей. В качестве критериев оптимизации использована величина потерь на передачу электрической энергии. Результаты . Предложен метод, основанный на том, что каждая нагрузка на поверхности представлена фигурами в виде тел вращения, ограниченных поверхностями, образованными произведением базовой функции на мощность нагрузки. Анализ результатов проводится путем замены группы потребителей эквивалентным потребителем и определением радиуса рассеяния. Рассмотрена методика выбора оптимального места расположения подстанций 10(6)/0,4 кВ и подстанций 110(35)/10(6) кВ. Выводы . Метод распределенных удельных мощностей позволяет спроектировать систему электроснабжения, обладающую лучшими характеристиками по признаку минимальных потерь на передачу электрической энергии. Предложенный метод достаточно универсален и может быть использован при проектировании систем электроснабжения промышленных предприятий, области в целом и для определения оптимальных мест установки компенсаторов реактивной мощности.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Работы по модернизации и совершенствованию экспериментально-испытательной базы предприятия ракетно-космической отрасли направлены на поддержание ее на уровне, обеспечивающем решение задач наземной экспериментальной отработки датчико-преобразующей аппаратуры в условиях, близких к реальным условиям эксплуатации, а также подтверждение соответствия технических характеристик датчико-преобразующей аппаратуры предъявляемым требованиям. Объектом модернизации является стенд линейных ускорений и угловых скоростей Темп-2, предназначенный для проведения испытаний датчико-преобразующей аппаратуры, передачи размера величины линейного ускорения и угловой скорости низкочастотным линейным акселерометрам, датчикам угловых скоростей, гироскопам. Материалы и методы. В процессе работы по модернизации проведен анализ технического состояния и дефектация стенда, по результатам которых были определены направления совершенствования стенда, обеспечивающие высокую эффективность, производительность и достоверность процессов испытаний и градуировки датчико-преобразующей аппаратуры, основываясь на базовых принципах его работы и функционирования, а также за счет применения более современной и совершенной элементной базы. Изготовлены детали и узлы, а также выполнены их монтаж и сборка до рабочего состояния. Проведены пуско-наладочные работы, включающие комплексное опробование, наладку стенда, проведение автономных и типовых испытаний, а также испытаний в целях утверждения типа и подготовку стенда к производственному процессу. Результаты. Полученные в ходе работ результаты могут найти применение при разработке и модернизации метрологического обеспечения датчико-преобразующей аппаратуры, предназначенной для комплектации изделий ракетно-космической техники. Выводы. Примененные в данной работе методы позволили значительно улучшить метрологические характеристики модернизируемого стенда, а также снизить экономические затраты на обслуживание и возможное дальнейшее расширение функциональных возможностей стенда в будущем.
Ключевые слова
Актуальность и цели. На современных быстроходных бумагоделательных машинах остро стоит вопрос о необходимости измерения скорости напуска бумажной массы на сеточную часть. Применение контактных методов измерения и измерителей на базе лазеров ограничено рядом объективных причин, связанных с конструктивными особенностями машины. В связи с этим на первый план выходят оптические методы измерения скорости потока жидкости. Целью работы является повышение точности стандартного кросскорреляционного метода измерения скорости путем эквализации расчетной области. Материалы и методы. В работе использованы современные методы цифровой обработки изображений. Результаты. Обоснованы принципы совершенствования стандартного кросскорреляционного метода измерения скорости потока жидкости. Выводы. Исследования подтверждают применимость эквализации расчетных областей для совершенствования стандартного кросскорреляционного метода.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Исследование температурных погрешностей первичных вихретоковых преобразователей (ПВП) является актуальной проблемой при измерении перемещений, особенно для квазидифференциальных схем, в которых помимо оценки температурного влияния на выходной сигнал ПВП необходимо учитывать еще влияние некомпенсации неинформативного параметра. Целью работы является оценка влияния температуры на выходной сигнал ПВП при влиянии неполной компенсации неинформативного параметра схемы замещения. Материалы и методы . Для решения поставленной задачи создана модель ПВП на основе дифференциальных уравнений, связывающих входное напряжение с выходным током. Результаты. С помощью предложенной модели определены значения выходного тока ПВП при воздействии температуры и при условии неполной компенсации неинформативного параметра. Рассчитаны относительные погрешности измерения. Выводы . Полученные результаты в статье доказывают необходимость выполнения идентичного изготовления измерительной и компенсационной катушек индуктивности.
Ключевые слова
Актуальность и цели . Объектом исследования являются измерительные цепи типовых объектов разной природы: физические и биологические объекты, цифроаналоговые преобразователи на основе поразрядных резистивных сеток, длинные линии связи, резистивно-емкостные датчики и др. Они отображаются с помощью обобщенных сигнальных графов (ОСГ), и их параметры рассчитываются графоаналитическими методами. Целью работы является уточнение классификации ОСГ для типовых структур измерительных цепей. Материалы и методы . В основе исследования использован топологический подход к изучаемым объектам и явлениям. Полученные результаты согласуются с основными положениями теории графов и алгебраических методов, позволяющих быстро получить математические выражения. Результаты. Исследованы различные объекты и их структуры в виде ОСГ. Выявлено, что в графах типовых измерительных схем часто встречаются повторяющиеся по топологии подграфы. Среди топологических структур как типовые элементы необходимо выделить звездообразные, кольцевые, меандровые и ленточные ОСГ. Получены уравнения для расчета параметров типовых измерительных схем. Выводы . Показано, что среди всех приведенных структур ОСГ особое место занимают ленточные ОСГ, которые можно рассматривать как наиболее универсальные типовые элементы, из которых могут быть сложены обобщенные сигнальные графы иных типов. Отображение структур измерительных цепей в виде ОСГ имеет практический интерес, поскольку они характеризуют реальные физические объекты и упрощают расчет их параметров, используя топологические формулы для типовых измерительных цепей.
Ключевые слова
Актуальность и цели . Целью исследования является анализ влияния легирующих элементов на пьезоэлектрический модуль и удельное электрическое сопротивление высокотемпературной бессвинцовой керамики системы титаната-ниобата висмута (ТНВ) при изготовлении чувствительных элементов пьезоэлектрических датчиков давления. Материалы и методы . Изготовлены макеты пьезоэлементов, легированные хромом, гадолинием и молибденом. Определен характер зависимости электрофизических характеристик ТНВ от содержания легирующих элементов. Результаты . Выдвинуты предположения о механизмах влияния легирующих добавок на электрофизические свойства пьезокерамики системы ТНВ. Показано, что введение хрома позволяет увеличить пьезомодуль материала, введение молибдена позволяет повысить высокотемпературное удельное электрическое сопротивление ТНВ, скомпенсировав при этом падение сопротивления, вызванное введением хрома при сохранении повышенного пьезомодуля. Выводы . Введение хрома и молибдена позволяет вдвое увеличить коэффициент преобразования пьезоэлектрического датчика за счет увеличения пьезомодуля d 33 при сохранении рабочей температуры не менее 700 °C.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Показана целесообразность применения имитационного моделирования на стадии проектирования информационно-измерительной системы контроля расхода жидкостей. Цель работы: наглядно представить примененные методы модельно-ориентированного проектирования, включающие в себя имитационное моделирование механической, электронной и вычислительной частей информационно-измерительной системы контроля расхода жидкостей. Материалы и методы. В качестве среды имитационного моделирования выбрано программное обеспечение Маtlаb/ Simulinк. Результаты. В работе представлены имитационные модели прямотрубного кориолисового расходомера, построенные в среде имитационного моделирования Маtlаb/Simulinк. Выполнено моделирование работы расходомера при различных условиях протекания жидкой среды, а также проведена имитация внешних вибрационных воздействий как на сам расходомер, так и на элементы трубопровода. На основании полученных экспериментальных данных подобраны характеристики системы обработки данных. Рассмотрена проблематика влияния внешних воздействий и способов их устранения. Показаны процессы динамического изменения физических свойств тел, связанных с их молекулярной структурой, а также рассмотрены технические и технологические процессы, способные внести изменения в точностные параметры измерительного прибора вследствие разброса параметров элементов конструкции. Выводы. Исследования имитационных моделей позволили определить технические ограничения, которые могут значительно снизить точность работы информационно-измерительной системы контроля расхода жидкостей на месте ее эксплуатации.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Целью работы является разработка алгоритма построения математической модели контролируемого объекта на основе анализа энтропии распределения информационно-измерительного кванта. Материалы и методы. В работе подробно рассмотрены свойства информационно-измерительного кванта и возможность его использования для оценки естественной изменчивости при решении измерительных задач и для алгоритмизации накопления измерительной информации. Информационно-измерительный квант рассматривается как минимальное формирование математической модели, отражающее суть вероятностных физических процессов, происходящих в контролируемом объекте. В работе рассмотрены возможности применения многомерного информационно-измерительного кванта для анализа энтропии информации, содержащейся в массиве результатов измерений, полученных от контролируемого объекта. Результаты. Предложен способ построения математической модели объекта, основанный на сопоставлении информационных энтропий модели и эксперимента. Показано значение информации, содержащейся в энтропии распределения кванта для оценки состояния контролируемого объекта. Разработан алгоритм выбора и оценки параметров модели на основе анализа энтропии распределения информационно-измерительного кванта. На примере распределения Вейбулла - Гнеденко и гамма распределения иллюстрируется выбор формы регрессии путем сопоставления коэффициенту энтропии двухмерного информационно-измерительного кванта результатов измерений и параметра формы статистической кривой, применяемой в качестве регрессии. Выводы. Результаты исследования двухмерного информационно-измерительного кванта были использованы для построения модели взаимосвязи неопределенностей временных характеристик распространения автоволнового сигнала проводящей системы сердца.
Ключевые слова
Актуальность и цели . Актуальным направлением создания высокопрочных защитных покрытий на металлических деталях приборостроительной отрасли является процесс микродугового оксидирования. С целью повышения эффективности технологического процесса требуется его автоматизация, для осуществления которой авторами разработаны модель взаимодействия аппаратной части и программного обеспечения и алгоритм функционирования предложенной интеллектуальной системы синтеза оксидных покрытий. Материалы и методы . Рассмотрен алгоритм функционирования автоматизированного метода синтеза оксидных покрытий на образцах из вентильных металлов. При разработке алгоритма использованы методы системного анализа, что позволило реализовать два варианта работы интеллектуальной системы: исследование синтезированных покрытий и синтеза покрытий с заданными свойствами. Результаты. Создан алгоритм работы интеллектуального приложения управляемого синтеза оксидных покрытий, который анализирует полученные данные о технологических параметрах и свойствах синтезируемого покрытия, и при отклонении их от требуемых оптимальных значений, выявленных ранее, осуществляет корректировку технологического режима, управляя микроконтроллером. Выводы. Особенностью предложенного интеллектуального приложения является возможность реализации как задачи исследования параметров оксидных покрытий, так и синтеза покрытий с заданными свойствами. Благодаря этому интеллектуальная автоматизированная система может быть использована в научных исследованиях взаимосвязей разнородных технологических параметров и свойств оксидных покрытий и в производственных технологических процессах при синтезе МДО покрытий с требуемыми свойствами.
Ключевые слова
Актуальность и цели . Рассмотрены физико-химические основы формирования чувствительных элементов микромеханических акселерометров методами анодного соединения. Целью работы является анализ физических эффектов, приводящих к созданию неразъемного соединения деталей. Материалы и методы . При рассмотрении данного вопроса использованы положения физической химии, физики твердого тела. Результаты . Предложены рекомендации для улучшения процесса анодного соединения «кремний-стекло». Выводы . Применение анодного соединения при сборке чувствительных элементов позволяет создавать датчики, отличающиеся малыми габаритами, высокими эксплуатационными характеристиками.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Микродуговое оксидирование (МДО) является перспективным способом получения прочных оксидных покрытий посредством плазмохимической обработки деталей из вентильных металлов и сплавов. До настоящего времени данный процесс имеет ограниченное применение по причине отсутствия системного описания взаимосвязей между технологическими параметрами и свойствами покрытий. Цель работы заключается в разработке интеллектуальной системы, позволяющей как синтезировать покрытия с заданными свойствами, так и исследовать свойства покрытий с целью установления влияния на них разнородных факторов. Материалы и методы . МДО представляет собой плазмохимический метод упрочнения образцов из вентильных металлов, обладающих униполярной проводимостью в системе «металл-оксид-электролит», таких как алюминий, магний или титан. Покрытия, синтезируемые данным методом, представляют собой оксидный слой, состоящий из высокотемпературных кристаллических модификаций оксида алюминия. Для получения оксидных покрытий использована гальваническая ячейка - ванна с электролитом, в которую погружены два электрода - анод (деталь из вентильного металла) и катод из нержавеющей стали. При разработке аппаратной части интеллектуальной системы использованы методы теории цепей, методы измерений электрических величин. Результаты. Разработана структура интеллектуальной автоматизированной системы, которая позволяет осуществлять управляемый синтеза МДО-покрытий с заданными свойствами. Аппаратная часть системы содержит совокупность измерительных каналов, предназначенных для контроля и измерения свойств покрытий во время технологического процесса. Автоматизация достигается за счет разработанного интеллектуального приложения, объединяющего систему информационного наполнения и программного обеспечения. Выводы. Преимуществами предлагаемой интеллектуальной системы являются возможность осуществления измерений и контроля параметров оксидных покрытий в технологическом процессе во время нанесения покрытий; автоматизированный выбор технологических режимов. Данная система направлена на решение актуальной проблемы фундаментальной науки - установление взаимосвязей между технологическими параметрами процесса МДО и свойствами МДО-покрытий, способствует повышению управляемости технологии микродугового оксидирования, что способствует повышению качества и конкурентоспособности МДО-покрытий российского производства на мировом рынке.