Ю. П. Портнов-Соколов: научная деятельность в области практической космонавтики (к 90-летию со дня рождения) … 2
Представляет Тульский государственный университет
Распопов В. Я. Микросистемы угловой ориентации беспилотных летательных аппаратов … 3
Рассмотрены принципы построения систем угловой ориентации беспилотных летательных аппаратов, в том числе, вращающихся по крену с использованием микросистемных датчиков физических величин. Приведены технические характеристики микросистем ориентации, разработанных на кафедре “Приборы управления” Тульского государственного университета.
Ключевые слова: системы угловой ориентации, бесплатформенные системы ориентации, магнитометрические системы ориентации, пирометрические системы ориентации, видеосистемы ориентации, комплексирование.
Raspopov V. Ya. Angular orientation microsystems for pilotless flying vehicles
Design principles for angular orientation systems for pilotless flying vehicles, including roll rotating ones, using microsystem sensors of physical quantities, are considered. Technical characteristics of orientation microsystems, developed at "Control devices" chair of Tula State University, are presented.
Keywords: angular orientation systems, strapdown attitude control systems, magnetometric orientation systems, pyrometric orientation systems, orientation videosystems, integration.
Матвеев В. В. Бесплатформенная система ориентации с акселерометрической коррекцией … 12
Рассмотрены способы коррекции бесплатформенной системы ориентации беспилотного летательного аппарата посредством микромеханических акселерометров. Приводятся структурные схемы и результаты моделирования.
Ключевые слова: бесплатформенная система ориентации, микромеханические гироскопы, акселерометрическая коррекция.
Matveev V. V. Strapdown system of orientation with accelerometer correction
The methods of correction of strapdown attitude control system of unmanned aircraft by means of micromechanical accelerometers. Reduce the structural scheme and simulation results.
Keywords: strapdown attitude control system, micromechanical gyroscope, accelerometer correction.
Ладонкин А. В. Катадиоптрическая видеосистема для определения углов крена и тангажа летательного аппарата … 15
Рассмотрены структура и основные вычислительные алгоритмы системы ориентации, основанной на катадиоптрической видеосистеме. Приведены точностные характеристики, методы компенсации основных погрешностей и функциональная схема.
Ключевые слова: катадиоптрические системы ориентации, вычислительные алгоритмы, точностные характеристики.
Ladonkin A. V. Catadioptric videosystem for flying vehicle roll and pitch angles determination
The structure and basic computational algorithms of orientation system based on catadioptric videosystem were considered. Accuracy characteristics, compensation methods of main errors and functional diagram are presented.
Keywords: catadioptric orientation systems, computational algorithms, accuracy characteristics.
Распопов В. Я., Иванов Ю. В., Алалуев Р. В. и др. Влияние параметров датчиков на точность работы бесплатформенной инерциальной гировертикали … 18
Основными факторами, определяющим точность и качество работы любой измерительной системы, являются погрешности применяемых в ней датчиков. Выполнен анализ влияния параметров датчиков на характеристики инерциальной гировертикали, реализованной на основе фильтра Винера.
Ключевые слова: инерциальная система ориентации, микромеханические датчики, фильтр Калмана.
Raspopov V. Ya., Ivanov Yu. V., Alaluev R. V., et al. Sensor parameters influence to working accuracy of strapdown inertial vertical gyroscope
Inaccuracies of sensors used in any measuring system are main factors which determine its quality and accuracy. An analysis of the influence of sensor parameters to characteristics of inertial vertical gyroscope which was realized on the base of Wiener filter.
Keywords: inertial orientation systems, micromechanical sensors, Kalman filter.
Погорелов М. Г., Шведов А. П., Малютин Д. М. Анализ точностных характеристик магнитометрической системы ориентации … 21
Приведены результаты испытаний магнитометрической системы ориентации, предназначенной для определения углов тангажа и крена подвижных объектов. Получены уравнения погрешностей и проведен их анализ, а также дана оценка влияния отдельных погрешностей на точность системы.
Ключевые слова: система ориентации, магнитные датчики, уравнение погрешностей.
Pogorelov M. G., Shvedov A. P., Malyutin D. M. Accuracy characteristics analysis for magnetometric orientation system
Test results for magnetometric orientation system designed for the determination of pitch and roll angles of mobile objects. Inaccuracy equations were obtained and their analysis was carried out; an estimation of certain inaccuracies influence to the accuracy of system as a whole was given.
Keywords: orientation system, magnetic sensors, inaccuracies equation.
ТЕОРИЯ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
Бострикова И. Н., Вакушин В. А., Иванов В. П. и др. Системы управления расходованием топлива ракеты космического назначения “Ангара”: результаты наземной отработки и летных испытаний … 25
Рассмотрены технические решения, принятые при разработке системы управления расходованием топлива (СУРТ) ракеты космического назначения “Ангара”. Цель разработки СУРТ – минимизация остатков топлива в баках. Рассмотрены также результаты наземной и летной отработки СУРТ.
Ключевые слова: алгоритм, прогноз параметров, ракета космического назначения, синхронизация опорожнения топливных баков, гарантийные запасы топлива.
Bostrikova I. N., Vakushin V. A., Ivanov V. P., et al. A fuel & oxidizer draining control system for space launch vehicle “Angara”: results of ground tests and flight verification
The article is devoted to technological solutions, which were inculcated into fuel & oxidizer draining control system for space launch vehicle “Angara”. The main technological solutions of draining control system are discrete measurement of fuel and oxidizer levels in launcher tanks, level incoherence analysis and providing of synchronous tanks evacuation. The algorithms development goal is minimization of fuel and oxidizer remains in tanks. Positive results of ground tests and flight verification of algorithms are envisaged at the article.
Keywords: algorithms, parameters prognosis, space launch vehicle, synchronous tanks evacuation, secure fuel & oxidizer supply.
Степанова Л. Н., Кабанов С. И., Бехер C. А., Никитенко М. С. Микропроцессорные многоканальные тензометрические системы для динамических испытаний конструкций … 29
Рассмотрены принципы построения трех быстродействующих микропроцессорных многоканальных тензометрических систем, применяемых при динамических испытаниях конструкций (ресурсные испытания стоек шасси самолетов, контроль колес грузовых вагонов в движении и т. д.). Отмечается, что в отличие от известных систем, питание тензодатчиков осуществляется постоянным током. Для исключения влияния на результаты измерения температурных погрешностей от саморазогрева, питание тензодатчиков включается кратковременно на время измерения деформаций конструкции.
Ключевые слова: конструкция, нагрузка, деформация, прочность, тензодатчик, тензомост, тензометрия, микропроцессорная тензосистема, железнодорожное колесо, дефект.
Stepanova L. N., Kabanov S. I., Bekher S. A., Nikitenko M. S. Microprocessor multichannel strain-gauge systems for dynamic tests of designs
Principles of construction of three high-speed microprocessor multichannel strain-gauge systems which are used at dynamic test of designs (resource tests of racks of the chassis of planes, control of car’s wheels in movement etc.) are considered. It is noticed that unlike known systems, power strain gages it is carried out by a direct current. For an influence exception on results measurements of temperature mistakes from a self-warming up, a power gauge joins quickly, for the period of measurement of deformations of a design.
Keywords: design, loading, strain, strain gage, bridge of strain gauge, strain gauge, micropro-cessor strain-gauge system, railway wheel, defect.
Таранцев Е. К., Коннов Н. Н., Папко А. А. Сравнительный анализ методов сжатия радиолокационного сигнала при его регистрации … 34
Проведен сравнительный анализ существующих методов сжатия информации без потерь применительно к радиолокационному сигналу в подсистеме регистрации радиолокационного сигнала импульсно-доплеровского типа.
Ключевые слова: радиолокационный сигнал, сжатие без потерь, способы сжатия.
Tarantsev E. K., Konnov N. N., Papko A. A. Comparative analysis of methods of radar signal compression during its registration
Comparative analysis of existing lossless data compression methods with regard to radar signal in pulse-Doppler type radar signal registration subsystem.
Keywords: radar signal, lossless compression, compression methods.
Потехин Д. С., Тарасов И. Е. Цифровой измеритель тангенса угла диэлектрических потерь изоляции высоковольтного оборудования … 38
Рассмотрены проблемы проектирования прецизионных измерительных систем для контроля параметров изоляции высоковольтного оборудования. Предложен метод измерения тангенса угла диэлектрических потерь изоляции, основанный на восстановлении векторной диаграммы в измерительной схеме, состоящей из контролируемого оборудования и эталонного конденсатора. Показано, что для данной задачи пригодна вейвлет-функция Морле, линейная свертка входных сигналов которой может быть реализована в цифровом виде. Приведен пример реализации цифрового измерителя тангенса угла диэлектрических потерь на базе ПЛИС с применением специально разработанных IP-ядер.
Ключевые слова: вейвлет-анализ, байесовская статистика, тангенс угла диэлектрических потерь.
Potekhin D. S., Tarasov I. E. Digital dielectric loss angle tangent meter for high voltage equipment
Problems of designing of precision measuring systems for the control of the parametres of the isolation of the high-voltage equipment are considered. The method of measurement of a dielectric loss angle tangent based on the restoration of the vector diagramme in the measuring scheme consisting of the controlled equipment and the reference condenser is offered. It is shown that for the given problem Morle wavelet-function is suitable where the entrance signal linear convolution can be realised in a digital form. The example of the realisation of the digital measuring instrument of a dielectric loss angle tangent based on EPLD combined with the application of specially developed IP-cores is given.
Keywords: wavelet -analysis, Bayes statistics, dielectric loss angle tangent.
Морозов В. П. Многоканальный аналоговый фильтр – датчик гармоник сетевого тока … 42
Рассмотрено построение модульного многоканального фильтра для оперативного выделения высших гармоник, содержащихся в токе нагрузки однофазной локальной сети электропитания.
Ключевые слова: нелинейные нагрузки, ток потребления, гармоники, выделение, гираторный фильтр.
Morozov V. P. Multichannel analog filter - sensor of power current harmonics
Design of modular multichannel analog filter for operative isolation of higher harmonics contained in load current of single phase local power network was considered.
Keywords: nonlinear loads, consumption current, harmonics, isolation, gyrator filter.
Булатов Р. Ф., Быстрицкий В. Е., Поляков С. В. Датчики несимметрии напряжений для автоматизированных электромагнитных генераторов … 44
Описаны способ и устройство формирования сигналов, несущих информацию о несимметрии напряжений генератора переменного тока. В разработанном устройстве осуществляется также корректирование фазовых сдвигов между сравниваемыми напряжениями с целью уменьшения переменных составляющих в выходных сигналах датчиков.
Ключевые слова: датчики несимметрии напряжений, попарное сравнение, чувствительность датчиков, фазовые сдвиги, корректирование сигналов, коэффициент усиления, фазорегулирующие устройства, выходные каскады, автономные источники питания.
Bulatov R. F., Bystritsky V. Y., Polyakov S. V. Voltage asymmetry sensors for automated electromagnetic generators
Generation of signals containing information about voltage unbalance has been suggested basing on pair-wise comparison of controlled voltages against each other. Simultaneously phase shift correction among the compared voltages with the purpose to decrease ac components in the pickup signals is performed. A principal diagram of the created device is given.
Keywords: voltage asymmetry sensors, pair-wise comparison, sensitivity of sensors, phase shifts, signal correction, gain factor, phase control devices, output cascades, independent power supply source.
КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
В. С. Фещенко, А. А. Алтухов, С. А. Львов и др. Прибор наблюдения в УФ-диапазоне спектра на основе матричного алмазного многоэлементного фотодетектора … 47
Спроектирован, изготовлен и исследован новый прибор наблюдения в УФ-диапазоне спектра на основе матричного алмазного многоэлементного фотодетектора. Прибор имеет рабочий диапазон от 190 до 230 нм с максимумом в районе 223 нм, порог чувствительности равен 1,14∙10–18 Вт∙Гц–1/2, динамический диапазон равен 1,5∙104. Обсуждены дальнейшие пути улучшения характеристик прибора и возможные применения.
Ключевые слова: алмаз, многоэлементный детектор, прибор наблюдения, регистрация УФ-излучения, ультрафиолетовая астрономия.
V. S. Feshchenko, A. A. Altukhov, S. A. Lvov, et al. The observation device in UV range of spectrum on the basis of the matrix diamond multielement photodetector
The new device of observation in UV range of spectrum on the basis of the matrix diamond multielement photodetector is designed, made and investigated. The device has a working range from 190 nanometers to 230 nanometers, with a maximum around 223 nanometers, the power equivalent to noise – 1,14∙10–18 W∙Hz–1/2, a dynamic range 1,5∙104.
Keywords: diamond, the multielement detector, the supervision device, registration of UV radiation, the ultra-violet astronomy.
Белобородов А. В., Малофеев Д. А., Финогенов Л. В. Цифровые КМОП-камеры для промышленного применения … 49
Приведено описание серии из четырех цифровых КМОП-камер, различающихся используемыми фотоприемными матрицами. Управление камерами осуществляется по каналу USB 2.0. Камеры имеют разъемы внешней синхронизации и могут управлять источниками света, благодаря чему на их основе можно строить контрольно-измерительные системы промышленного назначения. Приведен пример использования камер в системе контроля внешнего вида топливных таблеток для тепловыделяющих элементов АЭС.
Ключевые слова: цифровые КМОП-камеры, промышленное производство, матрицы, контроль, измерения.
Beloborodov A. V., Malofeev D. A., Finogenov L. V. Digital CMOS cameras for industrial application
This work presents the description of four digital CMOS cameras with different usage of photoreceiver matrixes. The cameras control is realized on USB 2.0 channel. Cameras have connectors of external synchronization and are able to control the light sources due to that fact one can develop on their basis the measuring systems for industrial application. An example of such cameras use in the inspection system of the external view of fuel pellets for nuclear fuel elements is presented.
Keywords: digital CMOS cameras, industrial production, arrays, control, measurements.
Кучинский К. И., Патерикин В. И., Плотников С. В. Адаптивная система контроля дефектов поверхности катания железнодорожных колес … 53
Описана система контроля дефектов поверхности катания колес железнодорожных вагонов. Основу системы составляют вихретоковые датчики трансформаторного типа и акселерометры. В работе приведены результаты натурных испытаний макетного образца системы, а также ресурсных испытаний вихретоковых датчиков и акселерометров.
Ключевые слова: контроль дефектов, вихретоковой датчик, акселерометр.
Kuchinsky K. I., Paterikin V. I., Plotnikov S. V. Adaptive system for an inspection of roll surface defects of railway cars wheels
The system for the inspection of roll surface defects of railway cars wheels is described. The system is based on eddy current sensors of transformer type and accelerometers. The results of field tests of system prototype and endurance tests of eddy current sensors and accelerometers are shown.
Keywords: defects inspection, eddy current sensor, accelerometer.
Григорчук В. И. Мощный инструмент диагностики уровнемеров Rosemount … 56
Дан краткий обзор инструментов диагностики уровнемеров Rosemount.
Ключевые слова: график, диагностика, радарный уровнемер, эхо-сигнал.
Grigorchuk V. I. Powerful diagnostic tool of Rosemount level indicators
Brief review of diagnostic tools of Rosemount level indicators is presented.
Keywords: graph, diagnostics, radar level indicator, echo signal.
Марданов Р. Р., Петрушенко Ю. Я., Шаров В. В. Метод определения погрешностей виртуального прибора при измерении температуры обмоток электродвигателей … 59
Изложен метод определения погрешностей виртуального прибора при измерении температуры обмоток электродвигателей, учитывающий условия его применения.
Ключевые слова: погрешность, измерительный преобразователь, термистор, устройство сбора данных, виртуальный прибор, электродвигатель.
Mardanov R. R., Petrushenko Yu. Ya., Sharov V. V. Method of determination of errors of the virtual instrument at temperature measurement of windings of electromotors
The method of determination of errors of the virtual instrument is stated at temperature measurement of windings of the electromotors, considering conditions of its application.
Keywords: error, measuring converter, thermistor, data acquisition device, virtual instrument, electric motor.
Касаткин С. И., Муравьев А. М., Амеличев В. В. и др. Магниторезистивные преобразователи магнитного поля с тонкопленочными наномагнитами … 61
Представлены результаты экспериментальных исследований магнитожестких Cr-CoNi наноструктур и теоретического анализа работоспособности анизотропных магниторезистивных (АМР) преобразователей магнитного поля c наномагнитами на основе магнитожестких наноструктур. Использование наномагнитов позволяет, в первую очередь, уменьшить токи управления и расширить область работоспособности МР преобразователей магнитного поля.
Ключевые слова: наномагнит, магниторезистивный датчик, анизотропный магниторезистивный эффект, магнитожесткая наноструктура.
Kasatkin S. I., Murav'ev A. M., Amelichev V.V., et al. Magnetoresistive magnetic filed transducers with thin film nanomagnets
Results of experimental studies of magnetically hard Cr-Co-Ni nanostructures and theoretical operability analysis of anisotropic magnetoresistive transducers with nanomagnets based on magnetically hard nanostructures were presented. Use of nanomagnets allows, in the first place, to decrease control currents and to broaden operability region of magnetoresistive magnetic field transducers.
Keywords: nanomagmet, magnetoresistive sensor, anisotropic magnetoresistive effect, magnetically hard nanostructure.
Малышев Р. А. Краткий анализ методов испытаний инерциальных МЭМС-датчиков … 64
Представлена классификация видов испытаний и определения параметров инерциальных датчиков. Изучены методы испытания инерциальных МФМС-датчиков на различных этапах изготовления изделия. Приведены некоторые требования к испытательной лаборатории, рассмотрен ряд практических аспектов калибровки акселерометра.
Ключевые слова: инерциальный датчик, испытательная лаборатория, калибровка акселерометра.
Malyshev R. A. Brief analysis of testing methods for inertial MEMS sensors
Classification of testing types and parameter determination of inertial sensors is presented. Testing methods of inertial MEMS-sensors at different phases of product manufacturing were studied. Certain requirements to testing laboratory are given, a number of practical aspects of accelerometer calibration are considered.
Keywords: inertial sensor, testing laboratory, accelerometer calibration.
ИЗМЕРЕНИЯ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ (журнал в журнале)
Кузнецов О. П., Суховеров В. С., Шипилина Л. Б. Онтологии в современных информационных системах … 67
Охарактеризованы задачи онтологического подхода к построению информационных систем: теоретические – формальное описание понятийных структур, методы логического вывода; оценивание семантической близости; компьютерная обработка текстов на естественном языке; технологические – разработка стандартов, программных сред, языков, специализированных программных средств для реализации теоретических методов. Приведены примеры фрагментов построенных онтологий и примеры запросов к онтологиям. Показано совместное использование онтологий и мультиагентных систем.
Ключевые слова: современные информационные системы, базы знаний, онтология, средства логического вывода, меры семантической близости, мультиагентные системы.
Kuznetsov O. P., Sukhoverov V. S., Shipilina L. B. Ontology in modern information systems
Problems of ontological approach to the building of information systems are characterized: theoretical - formal description of conceptual structures, methods of logical inference; estimation of semantic proximity; computer text processing in natural language; technological - a development of standards, programming environments and languages, specialized software for realization of theoretical methods. Examples of built ontology fragments and examples of ontological requests are presented. Mutual usage of ontologies and multiagent systems is shown.
Keywords: modern information systems, knowledge bases, ontology, logical inference means, semantic proximity measures, multiagent systems.
Библиография+ … 78
* * *
Contents and abstracts … 80