ТЕОРИЯ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
THEORY AND CONSTRUCTION PRINCIPLES OF SENSORS, DEVICES AND SYSTEMS
Еремин Е. Л., Шеленок Е. А.
ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОДНОКАНАЛЬНЫМ ОБЪЕКТОМ С ЗАПАЗДЫВНИЕМ НЕЙТРАЛЬНОГО ТИПА И ВХОДНЫМ НАСЫЩЕНИЕМ … 3
Аннотация: Рассмотрена задача моделирования системы адаптивного управления для стационарных объектов с запаздыванием нейтрального типа и насыщением входного сигнала, функционирующих в условиях априорной неопределенности. С помощью вычислительных экспериментов иллюстрируется качество работы системы управления при различных начальных условиях объекта управления.
Ключевые слова: адаптивное управление, априорная неопределенность, запаздывание, фильтр-корректор, моделирование, критерий гиперустойчивости, L-диссипативность.
Eremin E. L., Shelenok E. A.
SIMULATION MODELING OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEM FOR SINGLE-CHANNEL PLANT WITH NEUTRAL TYPE DELAY AND INPUT SATURATION … 3
Abstract: Article deals with the problem of simulation modeling of adaptive control system for stationary plants with the input signal saturation and neutral type delay, which is functioning under a priori uncertainty conditions. With the help of computational experiments, the quality of the control system operation under various initial conditions of the controlled plant is illustrated.
Keywords: adaptive control, priory uncertainty, filter corrector, simulation, hyperstability criterion, L-dissipativity, delay.
Викторова В. С., Лубков Н. В., Степанянц А. С.
ПЛАНИРОВАНИЕ ИСПЫТАНИЙ НА КОНТРОЛЕПРИГОДНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ … 9
Аннотация: Рассмотрена модель выборочных стендовых испытаний на контролепригодность систем управления, в частности, бортовых авиационных систем. Описана методика планирования испытаний, основывающаяся на результатах проектного анализа видов и последствий отказов, ориентированного на исследования контролепригодности. Даны рекомендации по определению параметров выборочных испытаний, позволяющие проводить обоснованную оценку соответствия системы требованиям технического задания по полноте контроля. Программное обеспечение планирования испытаний внедрено в систему анализа контролепригодности самолетов семейства МС-21.
Ключевые слова: контролепригодность, надежность, стендовые контрольные испытания, методы планирования испытаний, выбор параметров испытаний, анализ видов и последствий отказов.
Viktorova V. S., Lubkov N. V., Stepanyants A. S.
SELECTIVE BENCH CHECKS OF TECHNICAL SYSTEMS TESTABILITY … 9
Abstract: The paper presents the model of selective bench tests on testability of control systems, in particular, onboard aviation systems. The technique of test planning, based on failure modes and effect analysis, is described. Recommendations are given for determining the parameters of sample tests, allowing making a valid assessment of the system's compliance with the requirements of the technical specification for fault detection percentage. The program of test planning is implemented in the software of testability analysis of aircraft of MC-21 family.
Keywords: testability, reliability, bench tests, test planning methods, determination of test parameters.
Лурье М. С., Лурье О. М., Фролов А. С.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТЕЛ ОБТЕКАНИЯ ВИХРЕВЫХ РАСХОДОМЕРОВ МЕТОДОМ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ … 17
Аннотация: С помощью численного моделирования исследовано влияние формы поперечного сечения для тел обтекания, наиболее часто применяемых в вихревых расходомерах, на характеристики приборов. Приведены результаты в виде зависимости числа Струхаля для каждого тела обтекания от числа Рейнольдса, величина отклонения числа Струхаля от его среднего значения, проведена оценка силового воздействие вихревой формации на тело обтекания и оценка стабильности процесса вихреобразования.
Ключевые слова: вихревой расходомер, тело обтекания, сравнительный анализ, имитационное моделирование.
Lurie M. S., Lurie O. M., Frolov A. S.
COMPARATIVE ANALYSIS OF THE FLOW AROUND THE BODY VORTEX FLOWMETERS SIMULATION METHOD … 17
Abstract: The influence of the cross-sectional shape of the body of the flow past in vortex flowmeters on the main characteristics of the instrument is studied. The analysis is performed using numerical simulation for flow around bodies, most frequently used in practice. Dependence of the number of Strugala for each body of the flow from Reynolds number, the deviation in the number of Strugala from its average value, evaluation for the force action of the vortex formation on a bluff body and the assessment of stability of vortex formation are finded.
Keywords: vortex flowmeter, a bluff body, comparative analysis, simulation.
КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
DESIGN AND PRODUCTION OF SENSORS, DEVICES AND SYSTEMS
Представляет Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований ДВО РАН
Special Research Bureau for Automation of Marine Researches FEB RAS presents
Минаев Д. Д., Мироненко М. В., Василенко А. М. Малашенко А. Е.
МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА СЕЙСМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА АКВАТОРИЯХ И ПРИБРЕЖНЫХ ТЕРРИТОРИЯХ САХАЛИНСКОГО РЕГИОНА … 22
Аннотация: Обобщены и проанализированы материалы многолетних теоретических разработок и экспериментальных исследований в области прогнозирования землетрясений, проводимых в Охотоморском регионе, а также в северо-западной части Тихого океана на акваториях, прилегающих к восточному побережью Камчатки и Курильским островам. На их основе проведено обоснование методических предпосылок создания системы геоэкологического мониторинга сейсмических процессов Земли по измерениям гидроакустических и электромагнитных волн, как предвестников землетрясений.
Ключевые слова: предвестники землетрясения, сейсмические (акустические и электромагнитные) волны землетрясения, Т-волны, шельфовая зона, рефракция волн, очаг землетрясения, магнитное поле Земли, собственные колебания Земли.
Minaev D. D., Mironenko M. V., Vasilenko A. M., Malashenko A. E.
METHODICAL PRECONDITIONS FOR THE CREATION OF THE SEISMIC PROCESSES MONITORING SYSTEM IN THE OFFSHORE AND COASTAL AREAS OF THE SAKHALIN REGION … 22
Abstract: This paper is a generalization and analysis of data obtained from long-term theoretical developments and experimental studies in forecasting earthquakes, carried out in the Sea of Okhotsk as well as in the northwestern part of the Pacific Ocean in the sea waters adjacent to the eastern coast of Kamchatka and to the Kuril Islands. With them as a basis, the methodological prerequisites for creating a system for geo-ecological monitoring of the Earth's seismic processes by measuring hydroacoustic and electromagnetic waves as earthquake precursors were substantiated.
Keywords: earthquake precursors, seismic (acoustic and electromagnetic) waves, T-waves, shelf zone, wave refraction, earthquake hotbed, the Earth's magnetic field, the Earth's natural oscillations.
Минаев Д. Д., Мироненко М. В., Пятакович В. А., Малашенко А. Е.
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ ПО ПРИЗНАКАМ ПРОЯВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В ОЧАГЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ … 28
Аннотация: Проведен краткий анализ процессов зарождения и прохождения электромагнитных волн в атмосфере и земной коре, формируемых землетрясениями. Представлены разработки физической модели формирования и прохождения электромагнитных волн, генерируемых в очаге зарождения землетрясения. Проведено обоснование прогнозирования геоэкологической обстановки по признакам проявления электромагнитных волн.
Ключевые слова: атмосфера и земная кора, очаг зарождения землетрясения, электромагнитное поле как предвестники землетрясений, прогнозирование землетрясений и геоэкологической обстановки, система мониторинга и прогнозирования землетрясений.
Minaev D. D., Mironenko M. V., Pyatakovich V. A., Malashenko A. E.
GEO-ENVIRONMENTAL FORECASTING BY DETECTING SIGNS OF ELECTROMAGNETIC WAVES AT THE EARTHQUAKE HOTBED … 28
Abstract: A brief analysis of electromagnetic waves generation from earthquakes and their propagation through the atmosphere and the Earth's crust is made. Results of developing physical model for the formation and propagation of electromagnetic waves originating in the earthquake hotbed are presented. Geo-environmental forecasting based on the detectable signs of electromagnetic waves has been substantiated.
Keywords: atmosphere and the earth's crust, the earthquake hotbed, the electromagnetic field as earthquakes precursors, earthquake and geo-environmental forecasting, earthquake monitoring and forecasting system.
Мироненко М. В., Василенко А. М., Шостак С. В., Карачун Л. Э.
ОБНАРУЖЕНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИСТАНЦИИ ДО МАЛОПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ В ПРОСВЕТНЫХ СИСТЕМАХ МОНИТОРИНГА МОРСКИХ АКВАТОРИЙ МЕТОДОМ АКТИВНОЙ КОРРЕЛЯЦИИ … 34
Аннотация: Представлены физико-математические основы и технология применения просветных сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) для обнаружения и измерения дальности до малоподвижных объектов в просветных системах мониторинга. Обоснована реализация решаемой задачи методом активной корреляционной обработки принимаемых просветных сигналов. Математически показано и подтверждено моделируемыми измерениями, что метод активной корреляции кроме обнаружения информационных сигналов объектов позволяет измерять дальность с высокой разрешающей способностью и обнаруживать неоднородности морской среды.
Ключевые слова: просветная система мониторинга; обработка преобразованных объектом просветных сигналов; метод активной корреляции; малоподвижные объекты; неоднородности среды; линейная частотная модуляция.
Mironenko M. V., Vasilenko A. M., Shostak S. V., Karachun L. E.
DETECTION AND RANGE MEASUREMENT TO SLOW-MOVING OBJECTS IN LOW-FREQUENCY SEA WATERS MONITORING SYSTEMS BY USING ACTIVE CORRELATION METHOD … 34
Abstract: The physical and mathematical foundations and the technologies for the use of the low-frequency signals with linear frequency modulation (LFM) for detecting and measuring the range to slow-moving objects in the low-frequency monitoring systems are presented. The implementation of the problem being solved is substantiated by the method of active correlation processing of the incoming low-frequency signals. It is mathematically shown, and the simulated measurements confirm that the active correlation method, in addition to detecting information signals from objects, allows measuring their range with high resolution and detecting inhomogeneities in a sea medium.
Keywords: low-frequency monitoring system; the processing of low-frequency signals transformed by the object; the active correlation method; slow-moving objects; medium heterogeneity; linear frequency modulation.
Мироненко М. В., Минаев Д. Д., Василенко А. М., Пятакович В. А.
ДИСТАНЦИОННАЯ ГИДРОАКУСТИЧЕСКАЯ РАЗМЕРОМЕТРИЯ ПОДВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ … 40
Аннотация: Рассмотрены результаты модельных экспериментальных исследований в гидроакустическом бассейне при разработке способа и системы дистанционной гидроакустической размерометрии. Представлены характеристики пространственной структуры дифракционного акустического поля сигналов за экранами различных размеров в зависимости от частоты и ширины полосы частот просветных сигналов, размеров экрана, а также в условиях моделируемого многолучевого распространения сигналов. Представлена структура системы, реализующая способ дистанционной гидроакустической размерометрии неподвижных объектов. Обоснована возможность определения размеров объектов на дистанциях сотни метров – единицы километров.
Ключевые слова: подводные объекты, как акустические экраны; рассеяние и дифракция волн; акустическая тень; дистанционная гидроакустическая размерометрия.
Mironenko M. V., Minaev D. D., Vasilenko A. M., Pyatakovich V. A.
REMOTE HYDROACOUSTIC DIMENSION MEASUREMENT OF OBJECTS … 40
Abstract: When carrying out model experimental studies in the hydroacoustic tank, the characteristics and structure of the diffraction field of signals behind screens of various shapes were obtained, depending on the frequency and width of the frequency band of the backlight signals, the screen dimensions, and under conditions of simulated multipath signal propagation. The structure of the system is presented, implementing a method of remote hydroacoustic dimension measurement of stationary objects. By applying the developed method, dimension measurements of objects located at short distances (for example, submersibles passing through the narrows) and quality checks of hydraulic structures can now be carried out.
Keywords: scattering and diffraction of waves, acoustic shadow, acoustic screens, remote hydroacoustic measurement of objects.
***
ПАМЯТИ ВЛАДИМИРА ГЕОРГИЕВИЧА ГУСЕВА … 48
IN MEMORY OF VLADIMIR G. GUSEV … 48
***
Кешавардивколаи К., Лукичев В. Ф., Кальнов В. А., Певцов Е. Ф.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ALN МИКРОМОСТА ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ВЧ-МЭМС ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯХ … 49
Аннотация: Приведены результаты исследования электромеханических и резонансных свойств двузамкнутной подвесной балки (микромост) с помощью пакета программ CoventorWare® в конфигурации резонатора с Si (100) в качестве подложки, SiO2 для оксидного слоя, AlN для активного пьезоэлектрического слоя и алюминиевой пленки для контактов. Рассмотрены горизонтальные и вертикальные пьезоэлектрические эффекты, а также собственная частота при разных толщинах нитрида алюминия. Показано, что толщина пьезоэлектрического материала оказывает сильное влияние на собственную частоту и смещение микромоста.
Ключевые слова: микромост, МЭМС-моделирование, нитрид алюминия, собственная частота.
Keshavarzdivkolaee K. N., Lukichev V. F., Kalnov V. A., Pevtsov E. Ph.
MODELING OF ALN MICROBRIDGE FOR RF-MEMS SWITCHES APPLICATIONS … 49
Abstract: The electromechanical and resonance frequency characterization of double clamped suspended beam (microbridge) have been analyzed by using CoventorWare® software simulation. In this configuration, microbridge resonator uses silicon (100) as substrate, silicon dioxide as oxide layer, aluminum nitride as active piezoelectric layer and aluminum film as contact. Horizontal and vertical piezoelectric effects, as well as the resonance frequency with different thicknesses of aluminum nitride, are considered. It was determined that the thickness of piezoelectric material has a strong influence on resonance frequency and displacement of microbridge.
Keywords: microbridge, MEMS-modeling, aluminum nitride, resonance frequency.
Черепанов А. Н., Бочкарев Ю. В., Вахнин Д. О., Пестерев С. Н., Попова М. А., Тыщенко И. С.
ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ДАТЧИК ОТКЛОНЕНИЯ ОТ ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ … 54
Аннотация: Представлен краткий обзор структур датчиков отклонения от прямолинейности и предлагается решение некоторых проблем, связанных с конструированием оптоэлектронного датчика. Обсуждаются требования к оптической системе отсчета и характеристикам фотодатчика. Предлагаемая система измерения имеет высокую точность и конкурентоспособную стоимость относительно других возможных решений.
Ключевые слова: оптоэлектронный датчик, оптические системы, эталон прямолинейности, PSD фотосенсор, автоматизированные измерительные системы,, моделирование электрических схем, лазер, коллимированные лазерные излучатели.
Cherepanov A. N., Tyshchenko I. S., Popova M. A., Pesterev S. N., Popova M. A., Tyshchenko I. S.
OPTOELECTRONIC SENSOR OF DEVIATION FROM PRIMARY LINEARITY … 54
Abstract: A short overview of the structures of sensors measuring the deflections from straightness is given and some approaches to the solution of problems in the development of optoelectronic sensors are proposed. The requirements for the optical reference system and the characteristics of the photosensor are stated. As a result, the system proposed has a high measurement accuracy and a competitive cost.
Keywords: optoelectronic sensor, optical systems, surface control, detection of defects, stainless standards, PSD photosensor, automated measurement systems, photoelectric sensor, electrical scheme modeling, laser, collimated laser emitters.
ХРОНИКА
CHRONICLE
Пащенко А. Ф.
ОБ ИТОГАХ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ AICT2017 … 59
Аннотация: Рассмотрены итоги прошедшей в ИПУ РАН Международной конференции “Применение Информационных и Коммуникационных Технологий AICT2017”. Приведен краткий обзор научных направлений, представленных на конференции, общие организационные результаты и достижения. Дан обзор основных тематических направлений и пленарных докладов.
Ключевые слова: конференция AICT2017, информационно-коммуникационные технологии, data mining, управление большими данными, кибер-безопасность, цифровая экономика.
Pashchenko A. F.
ON THE RESULTS OF THE INTERNATIONAL CONFERENCE AICT2017 … 59
Abstract: The paper presents the results of the International Conference Application of Information and Communication Technologies (AICT2017), held at the ICS of the Russian Academy of Sciences. A brief overview of the scientific directions presented at the conference, general organizational results and achievements is given. A review of the main thematic areas and plenary reports provided.
Keywords: AICT2017 conference, information and communication technologies, data mining, big data proceeding, cyber security, digital economics.