МОДЕЛИРОВАНИЕ, КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
MODELING, DESIGN AND PRODUCTION OF SENSORS, INSTRUMENTS AND SYSTEMS
ПРИМЕНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ EDA-СИСТЕМЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕОИНФОРМАЦИИ … 3
Аннотация: Кратко описана история разработки CAD (САПР), CAM и PDM-систем. Приведены основные недостатки применения зарубежного САПР в России. Исследованы возможности отечественного программного комплекса “Графика-ТР”, который принадлежит к разряду EDA-систем. Рассмотрены основные алгоритмы, которые могут применяться для нахождения кратчайшего пути (их недостатки и преимущества для решения задачи). Приведено обоснование выбора алгоритма для решения задачи нахождения кратчайшего пути. Представлена реализация решения задачи в области картографии – проектирование оптимального маршрута для социально-образовательной сферы. Поиск кратчайшего пути представляется как задача трассировки соединений между объектами на карте ГИС (геоинформационной системы). Детально рассмотрен алгоритм трассировки соединений между объектами при помощи комплекса “Графика-ТР” с указанием всех операций, входящих в процесс построения.
Ключевые слова: системы автоматизированного проектирования (САПР), EDA-системы, программный комплекс “Графика-ТР”, электрические схемы, печатные платы, кратчайший путь, трассировка соединений, размещение элементов, геоинформационные системы (ГИС), сетевой анализ, алгоритм Форда-Фалкерсона, маршрутный алгоритм, волновой алгоритм.
Smirnov S. V., Sisova L. N.
APPLICATION OF THE DOMESTIC EDA SYSTEM FOR OBTAINING GEOINFORMATION
Abstract: The history of the development of CAD (CAD), CAM and PDM systems is briefly described. The main disadvantages of using foreign CAD in Russia are given. The possibilities of the domestic software complex “Graphics-TR”, which belongs to the category of EDA-systems, are investigated. The main algorithms that can be used to find the shortest path (their disadvantages and advantages for solving the problem) are considered. The rationale for choosing an algorithm for solving the problem of finding the shortest path is given. The implementation of the solution of the problem in the field of cartography is presented: designing the optimal route for the socio-educational sphere. The search for the shortest path was presented as a task of tracing connections between objects on a GIS (geoinformation system) map. The algorithm for tracing connections between objects using the “Graphics-TR” with an indication of all operations included in the construction process is analyzed in detail.
Keywords: automated design systems (CAD), EDA-systems, software complex “Graphics-TR”, electrical circuits, printed circuit boards, shortest path, connection tracing, element placement, geoinformation systems (GIS), network analysis, Ford-Fulkerson algorithm, route algorithm, wave algorithm.
Рождественский Д. Б.
ФИНИТНЫЕ ФУНКЦИИ В ТЕОРИИ УПРАВЛЕНИЯ … 12
Аннотация: Рассмотрена технология построения управляющих систем, предназначенных для обеспечения высокой устойчивости без потери чувствительности. Базовым методом технологии являются описанные в статье методы прогнозирования. Технология создана на основе отказа от методов математической статистики. Методы, вошедшие в предлагаемую технологию, опираются на основные положения теории колебаний и радиотехники как в части разработки алгоритмов прогнозирования, так и методов первичной обработки данных наблюдения. Предлагаемая технология управления относится к оптимальным и является альтернативой методам робастного управления, которая к настоящему времени себя практически исчерпала и является тормозом в развитии наук об управлении.
Ключевые слова: оптимальное управление, прогнозирование, финитные функции, явление Гиббса, демодуляция, цифровая фильтрация.
Rozhdestvensky D. B.
FINITE FUNCTIONS IN CONTROL THEORY
Abstract: The article considers the technology of building control systems designed to provide high stability without loss of sensitivity. The basic method of the technology is the prediction methods described in the article. The technology is based on the idea of rejecting methods of mathematical statistics. The methods included in the proposed technology are based on the basic statements of the theory of oscillations and radio engineering, both in terms of development of forecasting algorithms and methods of primary processing of observation data. The proposed control technology refers to the optimal and is an alternative to robust control methods, which by now has almost exhausted itself and is a brake on the development of control sciences.
Keywords: optimal control, prediction, finite functions, Gibbs phenomenon, demodulation, digital filtering.
Методы диагностирования в энергетическом машиностроении
Digital technologies in discrete manufacturing
Чернявский А. Ж., Данилин С. А., Ворох Д. А., Данилин А. И.
ПРИМЕНЕНИЕ ПЕРВИЧНЫХ АВТОДИННЫХ СВЧ-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ УСТАНОВОК И ОБОРУДОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО И ТРАНСПОРТНОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ … 23
Аннотация: Показана актуальность диагностирования и поддержания работоспособности различных установок и оборудования энергетического и транспортного машиностроения. Приведена краткая классификация первичных преобразователей, которые могут использоваться для целей контроля и диагностирования, отмечены преимущества использования автодинных СВЧ-первичных преобразователей. Представлены работы, посвященные теоретическим основам применения автодинных СВЧ-первичных преобразователей, в которых рассмотрены вопросы генерирования сигналов при различных условиях, формирования автодинного отклика и регистрации автодинного сигнала. Приведены примеры практического использования автодинных СВЧ-первичных преобразователей (СВЧ ПП) для диагностирования нагруженных узлов установок и оборудования энергетического и транспортного машиностроения турбоагрегатов – валов и лопаток ГТД и паровых турбин, несущих винтов вертолетов и лопастей ветроэнергетических установок.
Ключевые слова: диагностирование, турбина, турбоагрегат, ГТД, ветроэнергетическая установка, несущий винт вертолета, лопатка, лопасть, колебания, датчик, автодинный СВЧ преобразователь.
Chernyavskiy A. Zh., Danilin S. A., Vorokh D. A., Danilin A. I.
APPLICATION OF PRIMARY AUTODYNE MICROWAVE TRANSDUCERS FOR DIAGNOSING OF MACHINES AND EQUIPMENT OF POWER AND TRANSPORT ENGINEERING
Abstract: The review article shows the relevance of diagnosing and maintaining the operability of various machines and equipment of power and transport engineering. A brief classification of primary transducers is given, which can be used for monitoring and diagnostics purposes, the advantages of using autodyne microwave primary transducer are noted. The papers devoted to the theoretical foundations of the application of autodyne microwave primary transducers are presented, in which the issues of signal generation under various conditions, the formation of an autodyne response and the registration of an autodyne signal are considered. Examples of the practical use of autodyne microwave primary transducers for diagnostics of loaded units of machines and equipment of power and transport engineering of turbine units - shafts and blades of gas turbine engines and steam turbines, helicopter main rotors and blades of wind power plants are given.
Keywords: diagnostics, turbine, turbine unit, gas turbine engine, wind power plant, helicopter main rotor, blade, oscillations, sensor, autodyne microwave transducer.
Ваганов М. А.
ДИАГНОСТИКА ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ ГАЗООБРАЗНОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО ТОПЛИВА МЕТОДОМ ЛАЗЕРНО-ИСКРОВОЙ ЭМИССИОННОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ … 37
Аннотация: Для решения задачи контроля и диагностики процесса горения газообразного углеводородного топлива предложено применить методы лазерно-искровой эмиссионной спектрометрии. Приведены результаты экспериментального исследования спектральных характеристик излучения плазмы, образованной в пламени при воздействии на него лазерного излучения, для трех случаев: смесь, близкая к стехиометрической, обогащенная смесь и обедненная смесь.
Ключевые слова: лазерно-искровая эмиссионная спектрометрия, углеводородное топливо, продукты горения, процессы горения, соотношение газ/воздух, спектральная характеристика.
Vaganov M. A.
DIAGNOSTICS OF GASEOUS HYDROCARBON FUEL COMBUSTION PROCESS BY THE METHOD OF LASER-INDUCED BREAKDOWN SPECTROSCOPY
Abstract: Using the methods of laser-induced breakdown spectroscopy to solve the problem of control and diagnostics of gaseous hydrocarbon fuel combustion is proposed in this paper. The results of experimental study of the spectral characteristics of plasma radiation formed in a propane flame are presented for three cases: a stoichiometric mixture, an enriched mixture, and a lean mixture.
Keywords: laser-induced breakdown spectrometry, hydrocarbon fuel, combustion products, combustion processes, gas air ratio, spectral characteristic.
***
Совлуков А. С., Яценко В. В., Кайченов А. В., Прохоренков А. М.
РАДИОЧАСТОТНЫЕ МЕТОДЫ ИНВАРИАНТНОЙ УРОВНЕМЕТРИИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ В РЕЗЕРВУАРАХ … 42
Аннотация: Рассматриваются радиочастотные методы измерения уровня диэлектрических жидкостей в резервуарах, характеризуемые инвариантностью результатов измерений к значениям диэлектрической проницаемости жидкостей и применимые, в частности, для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Методы реализуемы с применением двух соосных отрезков длинной линии. При реализации одного из этих методов каждый из этих отрезков длинной линии содержит горизонтальный участок на его нижнем конце, а при реализации другого – только один из них.
Ключевые слова: измерение, жидкость, уровень, резервуар, радиочастотный, длинная линия.
Sovlukov A. S., Yatsenko V. V., Kaychenov A. V., Prokhorenkov A. M.
RADIOFREQUENCY METHODS FOR INVARIANT LEVEL MEASUREMENT OF DIELECTRIC LIQUIDS IN RESERVOIRS
Abstract: Radiofrequency methods for level measurement of dielectric liquids in reservoirs are considered. The methods are characterized by independence of measurement results on dielectric permittivity values of liquids. The methods can be applied for level measurement of oil products, liquefied gases, etc. The methods are realized via application of two co-axial sections of TEM (Transverse ElectroMagnetic) transmission lines. Under realization of one of these methods each of these sections contains a horizontal part at its lower end while under realization of the second method a horizontal part is contained at only one section of these two ones.
Keywords: measurement, liquid, level, reservoir, radiofrequency, TEM transmission line.
Каменский В. В., Соколов С. В., Соколова О. И.
СИНТЕЗ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕГО ВОЛНОВОДНО-ОПТИЧЕСКОГО УМНОЖИТЕЛЯ … 51
Аннотация: Рассмотрена возможность синтеза быстродействующего волноводно-оптического умножителя, обеспечивающего цифровое умножение в гигагерцовом диапазоне. Приведена функциональная схема волноводно-оптического умножителя, содержащего технологически отработанные оптические элементы, подробно описан принцип работы. Показана возможность увеличения быстродействия волноводно-оптического умножителя до потенциально возможного для оптических схем обработки данных.
Ключевые слова: вычисления, оптический умножитель.
Kamenskij V. V., Sokolov S. V., Sokolova O. I.
SYNTHESIS OF A FAST WAVEGUIDE OPTICAL MULTIPLIER
Abstract: The possibility of synthesizing a high-speed waveguide-optical multiplier that provides digital multiplication in the gigahertz range is considered. The functional scheme of the waveguide-optical multiplier containing technologically developed optical elements is given, the principle of operation is described in detail. The possibility of increasing the speed of the waveguide-optical multiplier to the potential possible for optical data processing schemes is shown.
Keywords: calculations, optical multiplier.
Боровик С. Ю., Коршиков И. Г., Секисов Ю. Н.
О ВЫБОРЕ ПАРАМЕТРОВ ИМПУЛЬСНОГО ПИТАНИЯ ОДНОВИТКОВОГО ВИХРЕТОКОВОГО ДАТЧИКА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЛИЗКОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ К ЧАСТИЦАМ МЕТАЛЛА С РАЗЛИЧНОЙ МАГНИТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТЬЮ … 56
Аннотация: Применительно к одновитковым вихретоковым датчикам, используемых для обнаружения металлической стружки в системах смазки газотурбинных двигателей, исследуется электромагнитное взаимодействие его чувствительного элемента с металлическими частицами, обладающими различной магнитной проницаемостью. Отмечается, что вид металла детектируемой частицы оказывает существенное влияние на характер изменений информативного сигнала чувствительного элемента за время переходного процесса в измерительной схеме с датчиком. На основе проведенных исследований даются рекомендации по выбору параметров импульсного питания датчика, обеспечивающего близкую чувствительность к частицам металла с различными электромагнитными свойствами.
Ключевые слова: газотурбинный двигатель, система смазки, металлические частицы износа, одновитковый вихретоковый датчик, электромагнитное взаимодействие, питание датчика.
Borovik S. Yu., Korshikov I. G., Sekisov Yu. N.
ON THE SELECTION OF THE POWER SUPPLY PULSE PARAMETERS OF A SINGLE-COIL EDDY CURRENT SENSOR TO ENSURE ITS SIMILAR SENSITIVITY TO METAL PARTICLES WITH DIFFERENT MAGNETIC PERMEABILITY
Abstract: The electromagnetic interaction of the sensitive element of the single-coil eddy-current sensor used to detect metal debris in lubrication systems of gas turbine engines with metal particles with different magnetic permeability is investigated. It is noted that the metal type of the detected particle has a significant effect on the nature of the informative signal’s changes of the sensitive element during the transient process in the measuring circuit with the single-coil eddy-current sensor. The recommendations on the choice of the parameters of the pulse power supply of the sensor, which provides close sensitivity to the metal particles with different electromagnetic properties are given.
Keywords: gas-turbine engine, lubrication system, metal debris, single-coil eddy-current sensor, electromagnetic interaction, sensor’s power supply.
Юрин А. И., Красивская М. И., Чукарин М. И., Грязских Н. Ю.
МОДЕЛЬ НЕИНВАЗИВНОГО ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ГЛЮКОМЕТРА … 63
Аннотация: Рассмотрен пример построения модели неинвазивного глюкометра на основе волоконно-оптического преобразователя прямого типа с внешней модуляцией, использующего излучение ближнего инфракрасного диапазона. Предложена методика определения уровня глюкозы и коррекции погрешностей измерений с применением излучения двух различных длин волн. Приведено описание и результаты исследования модели волоконно-оптического глюкометра.
Ключевые слова: неинвазивный глюкометр, волоконно-оптический преобразователь, коррекция погрешностей.
Yurin A. I., Krasivskaya M. I., Chukarin M. I., Gryazskikh N. Yu.
MODEL OF NON-INVASIVE FIBER-OPTICAL GLUCOMETER
Abstract: An example of constructing a model of a non-invasive glucose meter based on a direct-type fiber-optic transducer with external modulation using near-infrared radiation is considered. A method for determining the level of glucose and correcting measurement errors by using radiation of two different wavelengths has been developed. The description and results of the fiber-optic glucose meter model research are given.
Keywords: non-invasive glucometer, fiber-optic transducer, measurement errors correction.