МОДЕЛИРОВАНИЕ, КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
MODELING, DESIGN AND PRODUCTION OF SENSORS, INSTRUMENTS AND SYSTEMS
Кудинов Ю. И., Дуванов Е. С., Пономарев А. А., Пащенко Ф. Ф., Пащенко А. Ф.
АНАЛИЗ И СИНТЕЗ АДАПТИВНОГО ПИД-РЕГУЛЯТОРА С СИСТЕМОЙ MRAC-MIT … 3
Аннотация: Рассматриваются вопросы анализа и синтеза традиционных ПИД-регуляторов и адаптивных регуляторов с использованием эталонной модели MRAC и правила MIT. Проведенные исследования указанных регуляторов для управления тепловым объектом показали, что система управления, содержащая нечеткий ПИД-регулятор, систему MRAC и правило MIT позволяет обеспечить требуемые значения показателей качества переходных процессов.
Ключевые слова: показатели качества, ПИД-регулятор, адаптивный ПИД-регулятор, MRAC-система, MIT-правило.
Kudinov Iu. I., Duvanov E. S., Ponomarev A. A., Pashchenko F. F., Pashchenko A. F.
ANALYSIS AND SYNTHESIS OF ADAPTIVE PID REGULATOR WITH MRAC-MIT SYSTEM
Abstract: MRACThe conducted studies of these regulators for controlling a thermal object showed that a control system containing a fuzzy PID regulator, a MRAC system and a MIT rule provides the required values of the quality indicators of transient processes.
Keywords: quality indicators, PID controller, adaptive PID controller, MRAC system, MIT rule.
Аракелян Э. К., Мезин С. В., Косой А. А., Ягупова Ю. Ю.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ВОЗМОЖНОСТЬ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ РАСШИРЕНИЯ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА ПГУ-450 ПУТЕМ ГЛУБОКОГО РАЗГРУЖЕНИЯ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ Т-125/150 … 11
Аннотация: Рассмотрена техническая возможность и проанализирована экономическая целесообразность расширения регулировочного диапазона парогазовой установки (ПГУ) применительно к ПГУ-450 путем глубокого разгружения паровой турбины Т-125/150 с совместным применением способов обводного парораспределения и переводом в моторный режим отдельных участков паровой турбины или турбины в целом. Показано, что разгружение ПГУ-450 с “базовой” электрической нагрузки 270 МВт путем применения рассмотренных комбинированных способов разгружения паровой турбины позволяет разгружать ПГУ по электрической мощности до 167…220 МВт, что составляет 37,1…49,3 % от номинальной мощности ПГУ. Приведены результаты модельных расчетов энергетических показателей паровой турбины и ПГУ в целом и сравнение их с аналогичными показателями газомазутных конденсационных энергоблоков мощностью 200 и 300 МВт.
Ключевые слова: паровая турбина, электрическая нагрузка, регулировочный диапазон, энергоблок.
Arakelyan E. K., Mezin S. V., Kosoy A. A., Yagupova Yu. Y.
TECHNICAL FEASIBILITY AND ECONOMIC FEASIBILITY OF EXPANDING THE CONTROL RANGE OF CCGT-450 BY DEEP UNLOADING OF THE STEAM TURBINE T-125/150
Abstract: The technical possibility of expanding the control range of the CCGT unit in relation to CCGT-450 by deep unloading of the steam turbine T-125/150 with the combined use of bypass steam distribution methods and transferring individual sections of the steam turbine or the turbine as a whole to the motor mode is considered. It is shown that unloading a CCGT-450 unit with a “base” electrical load of 270 MW by using the considered combined methods of unloading a steam turbine allows unloading a CCGT unit in terms of electrical power up to 167–220 MW, which is 37.1…49.3 % of the nominal capacity of the CCGT unit. The results of model calculations of the energy parameters of the steam turbine and the CCGT unit as a whole and their comparison with the analogous indicators of gas-fuel oil condensing power units with a capacity of 200 and 300 MW are presented.
Keywords: steam turbine, electrical load, control range, power unit.
Вынгра А. В., Черный С. Г.
ИДЕНТИФИКАЦИЯ НАСТРОЙКИ ПИ-РЕГУЛЯТОРА НА ПЛАТФОРМЕ НЕЙРОСЕТЕВОЙ СТРУКТУРЫ … 20
Аннотация: Проведено моделирование работы системы при постоянной и переменной нагрузке на валу. Сложная переменная нагрузка зависит от угла поворота вала электродвигателя. Результаты моделирования показали наличие пульсаций скорости вращения. Предложено использования в системе управления нейросетевого регулятора для снижения коэффициента пульсаций.
Ключевые слова: асинхронный электропривод, частотное управление, переменная нагрузка, моделирование, Simulink.
Vyngra A. V., Chernyi S G.
IDENTIFICATION OF PI CONTROLLER SETTINGS ON A NEURAL NETWORK PLATFORM
Abstract: The simulation of the system at constant and variable shaft load is made. The complex variable load depends on the angle of rotation of the motor shaft. The simulation results showed the presence of ripples of rotational speed. It is proposed to use a neural network controller in the control system to reduce the ripple coefficient.
Keywords: AC induction motor, variable-frequency drive, non-linear load, modeling, Simulink.
Бусурин В. И., Коробков К. А., Шлеенкин Л. А.
МЕТОД “ГРУБО-ТОЧНОГО” СЧИТЫВАНИЯ ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ УСКОРЕНИЯ С АДАПТИРУЕМЫМ ОПТИЧЕСКИМ МОДУЛЕМ … 27
Аннотация: Предложен метод “грубо-точного” считывания для микроэлектромеханического преобразователя ускорения с адаптируемым оптическим модулем. Разработана функциональная схема микрооптоэлектромеханического преобразователя линейных ускорений. Предложен адаптируемый модуль “грубо-точного” считывания микроперемещений, индуцированных ускорением. Разработан алгоритм, позволяющий наиболее эффективно использовать совокупность двух разнотипных оптических преобразователей перемещения. На основе анализа оптических сигналов происходит проверка и уточнение результатов измерения ускорения. Предложенный метод считывания совместно с алгоритмом обработки позволяет увеличить точность результатов измерений ускорения без изменения диапазона, а также обеспечить работоспособность преобразователя в случае частичного выхода из строя оптического модуля. Моделирование характеристик преобразователя показало эффективность использования данного метода.
Ключевые слова: преобразователь ускорения, микроэлектромеханические системы, оптический съём, оптический туннельный эффект, интерферометр Фабри-Перо, “грубо-точный” метод, микроперемещения.
Busurin V. I., Korobkov K. A., Shleenkin L. A.
“ROUGHLY ACCURATE” READING METHOD FOR A MICROELECTROMECHANICAL ACCELERATION TRANSDUCER WITH AN ADAPTABLE OPTICAL MODULE
Abstract: The paper proposes a “roughly-accurate” reading method for a microelectromechanical acceleration transducer with an adaptable optical module. The functional diagram of a micro-opto-electromechanical linear acceleration transducer has been developed. An adaptable module for “roughly-accurate” reading of microdisplacements induced by acceleration is proposed. An algorithm has been developed that allows the most efficient use of combination of two different types of optical displacement transducers. Based on the analysis of optical signals, the results of acceleration measurements are checked and refined. The proposed reading method, together with the processing algorithm makes it possible to increase the accuracy of the acceleration measurements without changing the range, and also to ensure the operability of the transducer in the event of a partial failure of the optical module. Modeling the characteristics of the transducer has shown the effectiveness of this method.
Keywords: acceleration transducer, microelectromechanical systems, optical reading, optical tunneling effect, Fabry-Perot interferometer, “roughly-accurate” method, micromovings.
Методы измерения физических величин
Methods for measuring physical quantities
Совлуков А. С.
МИКРОВОЛНОВЫЕ ВОЛНОВОДНЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН … 35
Аннотация: Рассмотрены два радиоволновых метода, которые могут быть использованы для высокоточного измерения различных физических величин. К их числу относятся механические величины, геометрические параметры объектов, физические свойства веществ и др. В частности, методы применимы для высокоточного измерения физических свойств различных диэлектрических жидкостей, находящихся в емкостях (технологических емкостях, измерительных ячейках и т. п.). Каждый метод заключается в возбуждении электромагнитных волн в волноводе, размещении контролируемого объекта в электромагнитном поле одного из торцевых участков волновода и идентичного объекта с эталонным значением измеряемой физической величины в электромагнитном поле другого торцевого участка волновода. Один из методов состоит в реализации на базе волновода волноводного резонатора, а второй – предельного волновода.
Ключевые слова: измерение, физическая величина, датчик, микроволновый, радиочастотный, волноводный резонатор, предельный волновод.
Sovlukov A. S.
MICROWAVE WAVEGUIDE METHODS FOR MEASUREMENTS OF PHYSICAL QUANTITIES
Abstract: Two microwave methods that can be applicable for highly accurate measurements of different physical quantities properties are considered. Among these quantities are mechanical quantities, geometric parameters of objects, physical properties of substances et al. In particular, these methods can be applied for measurements of physical properties (density, moisture, concentration of mixtures, etc.) of dielectric liquids located in tanks (technological reservoirs, measurement cells, etc.). Each method implies excitation of electromagnetic waves in a waveguide, placement of a monitored object in electromagnetic field of one end section of the waveguide while an identical object with reference value of the measured physical quantity is positioned in electromagnetic field of the second end section of the waveguide. One of the methods consists in realization on the base of the waveguide of a waveguide resonator, the second method – of the evanescent mode waveguide.
Keywords: measurement, physical quantity, sensor, microwave, radiofrequency, waveguide resonator, evanescent mode waveguide.
Лурье М. С., Лурье О. М., Фролов А. С.
ОПТИМИЗАЦИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВИХРЕВЫХ РАСХОДОМЕРОВ ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА … 44
Аннотация: Рассмотрен способ повышения чувствительности и точности измерений вихревых расходомеров для целлюлозно-бумажного производства, основанный на сокращении длины канала, в котором установлен преобразователь вихревых колебаний. Численный эксперимент показал, что сокращение длины канала на 20 % позволяет на 30 % увеличить выходной сигнал прибора и на 54 % сократить изменение числа Струхаля при изменении скорости потока измеряемой среды.
Ключевые слова: вихревой расходомер, тело обтекания, дорожка Кармана, приемник вихревых колебаний.
Lurie M. S., Lurie O. M., Frolov A. S.
OPTIMIZATION OF THE HYDRODYNAMIC CHARACTERISTICS OF VORTEX FLOWMETERS FOR THE PULP AND PAPER INDUSTRY
Abstract: The paper discusses a method for increasing the sensitivity and accuracy of measurements in vortex flow meters for pulp and paper production. The method is based on reducing the length of the channel in which the vortex vibration transducer is installed. It has been shown by the numerical experiment that reducing the channel length by 20 % makes it possible to increase the output signal of the device by 30 % and to reduce the change in the Strouhal number by 54 % under changes of the measured medium flow rate.
Keywords: vortex flowmeter, streamline body, Karman track, vortex oscillation receiver.
Минин П. В., Дюмин М. И.
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЕМКОСТИ ДЛЯ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕГО ЕМКОСТНОГО ДАТЧИКА … 49
Аннотация: Предложена новая схема преобразователя емкости для быстродействующего емкостного датчика с импульсным питающим напряжением и частотой возбуждения до 100 МГц. В качестве интерфейса измерительного конденсатора применены усилитель заряда – биполярный транзистор и малошумящая пассивная цепь компенсации начальной емкости, Обеспечивается чувствительность к перепадам емкости в фемтофарадном диапазоне. Приведены результаты вычислительного моделирования и измерения характеристик опытного образца преобразователя.
Ключевые слова: емкостной датчик, преобразователь емкости, биполярный транзистор, импульсное питание.
Minin P. V., Dyumin M. V.
ELECTRICAL CAPACITANCE CONVERTER FOR HIGH-SPEED CAPACITANCE SENSOR
Abstract: A new circuit of capacitance converter for high-speed capacitive sensor powered by pulsed voltage and excitation frequency up to 100 MHz is suggested. A bipolar junction transistor is used as a charge amplifier connected to sensor’s capacitor. Transistors high charge gain and low-noise passive network for sensor’s initial capacitance compensation provide resolution within femtofarad range. The results of numeric simulation and experimental evaluation converters pilot specimen are presented.
Keywords: capacitive sensor, electrical capacitance converter, sensor front-end, bipolar junction transistor, pulsed power.
***
Крупин М. В., Зыков В. И., Образцов И. С., Самотаев Н. Н.
СИСТЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ ПОЖАРА НА ОБЪЕКТАХ ЭНЕРГЕТИКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕРМОМАГНИТНОГО ДАТЧИКА КИСЛОРОДА … 55
Аннотация: Рассмотрены эксплуатационно-функциональные возможности программно-аппаратного комплекса (ПАК) “Стрелец-Мониторинг” в системе автоматического радиоканального мониторинга окружающей среды, служащего для раннего обнаружения пожара на объектах энергетики, с применением газовых пожарных извещателей на базе термомагнитного датчика кислорода.
Ключевые слова: пожарная сигнализация, газовые пожарные извещатели, датчик, система мониторинга, радиоканал, сообщение о пожаре, кислород, термомагнитная конвекция, объекты энергетики.
Krupin M. V., Zikov V. I., Obraztsov I. S., Samotaev N N.
FIRE DETECTION SYSTEM AT ENERGY FACILITIES USING THERMOMAGNETIC OXYGEN SENSOR
Abstract: This article is devoted to the development that allows expanding the operational and functional capabilities of the Strelets-Monitoring hardware-software complex (HSC) in the automatic radio-channel environmental monitoring system for early fire detection at energy facilities through the use of gas fire detectors based on a thermomagnetic oxygen sensor.
Keywords: fire alarm, gas fire detectors, sensor, monitoring system, radio channel, fire message, oxygen, thermomagnetic convection, energy facilities.
Иванов М. С., Юрин А. И., Красивская М. И.
РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ДЛЯ ФИКСАЦИИ СОТРЯСЕНИЯ МОЗГА СПОРТСМЕНОВ … 61
Аннотация: Проведен обзор критериев и средств оценки тяжести черепно-мозговых травм. Разработано устройство для фиксации сотрясения мозга спортсменов. Приведено описание состава устройства и проектные нормы для производства печатных плат, разработана конструкция приемного и передающего модулей.
Ключевые слова: носимая электроника, оценка тяжести черепно-мозговых травм, измерение ускорений.
Ivanov M. S., Yurin A. I., Krasivskaya M. I.
DEVELOPMENT OF ATHLETES TRAUMATIC BRAIN INJURY ASSESSMENT DEVICE
Abstract: A review of the criteria and tools for assessing the severity of traumatic brain injuries. A device for determination of athletes traumatic brain injury was developed. A description of the composition of developed device and design standards for the production of printed circuit boards is given, the design of the receiving and transmitting modules is developed.
Keywords: wearable electronics, concussion assessment, acceleration measurement.