Технический журнал «Автоматизация. Современные технологии» 

Текущий номер:Current issue:2023 / 01

Автоматизация научно-исследовательских и производственных процессов

Автоматизация научно-исследовательских и производственных процессов

1. Физическая модель для экспериментального исследования электромеханического вибрационного преобразователя со спиральным замкнутым вторичным элементом

   Physical model for experimental study of an electromechanical vibration transducer with a spiral closed secondary element

   Янгиров И.Ф. | YAngirov I.F. | Халиков А.Р. | Halikov A.R. | Сафиуллин Р.А. | Safiullin R.A. | Федосов Е.М. | Fedosov E.M. | yangirov@yandex.ruyangirov@yandex.ru

   Авторы статьи

   Authors

   Янгиров И.Ф.

   YAngirov I.F.

   Халиков А.Р.

   Halikov A.R.

   Сафиуллин Р.А.

   Safiullin R.A.

   Федосов Е.М.

   Fedosov E.M.

   yangirov@yandex.ru

   yangirov@yandex.ru

   ---

   Физическая модель для экспериментального исследования электромеханического вибрационного преобразователя со спиральным замкнутым вторичным элементом

    

   УДК 610.9

   DOI: 10.36652/0869-4931-2023-77-1-3-8

    

   Впервые предложена физическая модель в виде электромагнитной пушки для исследования электромеханических вибрационных преобразователей со спиральным вторичным элементом. Применение физической модели позволяет вести разработку исследовательского стенда для определения механических характеристик электромеханического вибрационного преобразователя (ЭМВП) со спиральным вторичным элементом на базе тензодатчиков и получить необходимые экспериментальные данные для проведения дальнейших научных работ.

   ---

   Ключевые слова

   электромагнитная пушка, короткозамкнутый виток, вибрационный преобразователь, тензодатчики, математическая модель

   Physical model for experimental study of an electromechanical vibration transducer with a spiral closed secondary element

   For the first time, a physical model in the form of an electromagnetic gun for the study of electromechanical vibration transducers with a spiral secondary element is proposed. The use of a physical model makes it possible to develop a research stand for determining the mechanical characteristics of an electromechanical vibration transducer (EMVT) with a spiral secondary element based on strain gauges and to obtain the necessary experimental data for further scientific work.

   ---

   Keywords

   electromagnetic gun, short-circuited coil, vibration transducer, strain gauges, mathematical model

2. Правила выборки заказов из очереди в производственных системах

   Rules for selecting orders from the precedence in production systems

   Загидуллин Р.Р. | Zagidullin R.R. | polysoft@list.rupolysoft@list.ru

   Авторы статьи

   Authors

   Загидуллин Р.Р.

   Zagidullin R.R.

   polysoft@list.ru

   polysoft@list.ru

   ---

   Правила выборки заказов из очереди в производственных системах

    

   УДК 621.5

   DOI: 10.36652/0869-4931-2023-77-1-9-12

    

   Рассмотрены аналитические правила выборки заказов из очереди при использовании эвристических алгоритмов планирования в системах классов MES и APS. Предложенные правила выборки представлены для одностадийных и многостадийных систем планирования с учетом напряженности заказов.

   ---

   Ключевые слова

   эвристический алгоритм планирования, коэффициент напряженности заказов, одностадийные системы, многостадийные системы, резерв времени, директивные сроки выпуска

   Rules for selecting orders from the precedence in production systems

   Analytical rules for selecting orders from the precedence by using heuristic scheduling algorithms in MES and APS class systems are considered. The proposed sampling rules are presented for single-stage and multistage planning systems, subjected to the intensity of orders.

   ---

   Keywords

   heuristic scheduling algorithm, order intensity coefficient, one-stage systems, multi-stage systems, slack time, directive due dates

3. Методы повышения эффективности ветро-электрической установки и достоверная оценка выходных параметров управления и возмущений

   Methods for improving the efficiency of a wind power plant and reliable estimation of output control parameters and disturbances

   Буяльский В.И. | Buyalskiy V.I. | v.ios@yandex.ruv.ios@yandex.ru

   Авторы статьи

   Authors

   Буяльский В.И.

   Buyalskiy V.I.

   v.ios@yandex.ru

   v.ios@yandex.ru

   ---

   Методы повышения эффективности ветро-электрической установки и достоверная оценка выходных параметров управления и возмущений

    

   УДК 621.311.245:681.5

   DOI: 10.36652/0869-4931-2023-77-1-12-19

    

   Обоснован метод управления ветроэлектрической установкой, основанный на использовании оптимизационной модели, которая учитывает вибрационную нагруженность привода при разных режимах эксплуатации энергоагрегата. Предложены передаточные функции динамических звеньев роторных систем, учитывающие влияние скорости ветра и электрической нагрузки, структурная схема управляющей системы и график переходного процесса регулирования угловой скорости ротора генератора установки. Для обеспечения достоверности оценки выходных параметров управления и возмущающих воздействий выполнено обоснование метода определения коэффициентов корреляции динамических звеньев роторных систем ветроэлектрической установки. Эти коэффициенты необходимы для разработки моделей динамического поведения системы, используемых при модификации автоматизированного управления ветроэлектрической установкой в целях уменьшения вибраций всех элементов роторных систем при разных режимах эксплуатации энергоагрегата, что позволит повысить надежность современных ветрогенераторов. Найдены параметры корреляционной функции для определения корреляционных зависимостей для измеренных значений скорости ветра и электрической нагрузки. Выведены формулы для определения спектральной плотности входных и выходных случайных процессов изменения скорости ветра и электрической нагрузки, а также взаимной спектральной плотности входных и выходных случайных процессов для динамических звеньев роторных систем (поворотных лопастей, ротора, генератора, редуктора) на основе структурной схемы всего процесса в целях определения степени корреляции передаточных функций. Проведен анализ входных и выходных сигналов передаточных функций относительно их когерентности на основе расчета коэффициентов корреляции динамических звеньев роторных систем. Это позволяет описать передаточную функцию в рамках анализа вибрационных полей агрегата в целом.

   ---

   Ключевые слова

   ветроэлектрическая установка, управление, роторная система, вибрация, коэффициент корреляции

   Methods for improving the efficiency of a wind power plant and reliable estimation of output control parameters and disturbances

   A method for controlling a wind power plant based on the use of the optimization model that takes account of the drive vibration loading under different operating modes of the power unit is validated. The transfer functions of the rotor systems dynamic links are proposed, taking account of the influence of wind speed and electrical load, the block diagram of the control system and the transient process graph of the angular velocity regulating of the installation generator rotor. To ensure the reliability of the output control parameters and disturbing influences estimation, the determining method substantiation of the dynamic links correlation coefficients for the wind power plant rotor system is performed. These coefficients are necessary to develop models of the system dynamic behavior used in the modification of the wind power plant automated control in order to reduce the vibrations of all rotor systems elements under different operating modes of the power unit that will improve the reliability of modern wind turbines. The correlation function parameters to determine the correlation dependences for the measured values of wind speed and electrical load are found. Formulas are derived for determining the spectral density of input and output random processes at changing wind speed and electrical load, as well as the mutual spectral density of input and output random processes for dynamic links of rotor systems (rotary blades, rotor, generator, gearbox) based on the block diagram of the entire process in order to determine the correlation degree of transfer functions. The analysis of the input and output signals of the transfer functions with respect to their coherence is carried out from a correlation coefficients calculation of the rotor systems dynamic links. This makes it possible to describe the transfer function within the framework of the vibration fields analysis for the unit as a whole.

   ---

   Keywords

   wind power plant, control, rotor system, vibration, correlation coefficient

Современные технологии

Современные технологии

1. Математическая модель системы захода на посадку БПЛА на примере курсо-глиссадной системы

   Mathematical model of the UAV landing approach system on the example of the course-glide path system

   Талпа К.Д. | Talpa K.D. | Масленников А.Л. | Maslennikov A.L. | amas@bmstu.ruamas@bmstu.ru

   Авторы статьи

   Authors

   Талпа К.Д.

   Talpa K.D.

   Масленников А.Л.

   Maslennikov A.L.

   amas@bmstu.ru

   amas@bmstu.ru

   ---

   Математическая модель системы захода на посадку БПЛА на примере курсо-глиссадной системы

    

   УДК 681.5

   DOI: 10.36652/0869-4931-2023-77-1-20-26

    

   Приведена математическая модель системы захода на посадку беспилотного летательного аппарата (БПЛА) на примере курсо-глиссадной системы (КГС). Предлагаемая математическая модель включает в себя информационную модель работы наземного и бортового сегментов системы захода на посадку. Математическая модель наземного сегмента реализует вычисление уровня мощности радиосигналов КГС в заданной точке пространства — положения БПЛА. Математическая модель бортового сегмента реализует определение попадания БПЛА в зону действия радиомаяков и вычисление углов отклонения БПЛА от линии глиссады. Модель динамики БПЛА рассматривается как набор заранее полученных точек траектории. Проведенные вычислительные эксперименты показали принципиальную адекватность математической модели и возможность ее применения для отладки систем автоматического управления БПЛА самолетного типа при заходе на посадку.

   ---

   Ключевые слова

   БПЛА, система захода на посадку, курсо-глиссадная система, курсовой радиомаяк, глиссадный радиомаяк, маркерный радиомаяк, математическая модель, посадка БПЛА

   Mathematical model of the UAV landing approach system on the example of the course-glide path system

   A mathematical model of the landing approach system for an unmanned aerial vehicle (UAV) on the example of a course-glide path system (СGS) is presented. The proposed mathematical model includes an information model of the ground and airborne segments operation for the approach system. The mathematical model of the ground segment implements the calculation of the CGS radio signals power level at a given point in space — the position of the UAV. The mathematical model of the onboard segment implements the determination of the UAV getting into the radio beacon coverage area and the calculation of the UAV deviation angles from the glide path line. The UAV dynamics model is considered as a set of pre-obtained trajectory points. The carried out computational experiments showed the fundamental adequacy of the mathematical model and its application possibility for checkout automatic control systems for aircraft-type UAVs during landing approach.

   ---

   Keywords

   UAV, landing approach system, course-glide path system, localizer, glide path radio beacon, marker beacon, mathematical model, UAV landing

2. Исследование генетического алгоритма в схеме коррекции инерциальных навигационных систем в условиях исчезновения сигналов внешних датчиков

   Investigation of the genetic algorithm in the correction scheme of inertial navigation systems in the conditions of the disappearance of signals from external sensors

   Дерина Е.А. | Derina E.A. | Полякова А.А. | Polyakova A.A. | derinaea@student.bmstu.ruderinaea@student.bmstu.ru

   Авторы статьи

   Authors

   Дерина Е.А.

   Derina E.A.

   Полякова А.А.

   Polyakova A.A.

   derinaea@student.bmstu.ru

   derinaea@student.bmstu.ru

   ---

   Исследование генетического алгоритма в схеме коррекции инерциальных навигационных систем в условиях исчезновения сигналов внешних датчиков

    

   УДК 681.513

   DOI: 10.36652/0869-4931-2023-77-1-27-30

    

   Рассмотрена схема коррекции инерциальных навигационных систем в выходном сигнале при исчезновении сигналов от внешних датчиков навигационной информации. Коррекция проводится с помощью прогнозирующих моделей погрешностей инерциальной навигационной системы, построенной с помощью генетического алгоритма. Исследованы измерительные выборки генетических алгоритмов, используемые для краткосрочного, среднесрочного и долгосрочного прогноза погрешностей инерциальных навигационных систем. Выявлены факторы, которые оказывают влияние на точность прогнозирующих моделей. Сформулированы рекомендации по практическому использованию генетических алгоритмов в схеме коррекции инерциальных навигационных систем.

    

   ---

   Ключевые слова

   инерциальная навигационная система, отсутствие внешних сигналов, коррекция, генетический алгоритм, измерительная выборка, краткосрочный прогноз, долгосрочный прогноз, рекомендации

   Investigation of the genetic algorithm in the correction scheme of inertial navigation systems in the conditions of the disappearance of signals from external sensors

   A scheme for correcting inertial navigation systems in the output signal at the signals disappearance from external sensors of navigation information is considered. The correction is carried out by using predictive error models of the inertial navigation system built by using a genetic algorithm. Measurement accesses of genetic algorithms used for short-term, medium-term and long-term error prediction of inertial navigation systems are studied. Factors that influence the accuracy of predictive models are identified. Recommendations for the practical use of genetic algorithms in the correction scheme of inertial navigation systems are formulated.

   ---

   Keywords

   inertial navigation system, absence of external signals, correction, genetic algorithm, measuring access, short-term forecast, long-term forecast, recommendations

3. Филаструдер

   Filastruder

   Микаева С.А. | Mikaeva S.A. | mikaeva@npo.lit.rumikaeva@npo.lit.ru

   Авторы статьи

   Authors

   Микаева С.А.

   Mikaeva S.A.

   mikaeva@npo.lit.ru

   mikaeva@npo.lit.ru

   ---

   Филаструдер

    

   УДК 621.3

   DOI: 10.36652/0869-4931-2023-77-1-31-34

    

   Статья посвящена разработке экономически и технически эффективного устройства для переработки пластиковых отходов, возникающих в процессе 3D-печати. Рассмотрены прототипы разработанной модели филаструдера 3Dex GRINDER и приведены преимущества и недостатки существующих аналогов. Представлены технологическая карта, структурная схема разработанного устройства и его управляющий программный код. Даны экологическая и эстетическая оценки устройства.

    

   ---

   Ключевые слова

   электроника, 3D-печать, филамент, филаструдер, структурная схема, технологическая карта, прототип, модель

   Filastruder

   The article is devoted to the development of an economically and technically efficient device for the processing of plastic waste arising from the 3D printing process. The prototypes of the developed filastruder model are considered and the advantages and disadvantages of existing analogues are considered. A technological map, a block diagram of the developed device and its control program code are considered. The ecological and aesthetic assessments of the device are given.

   ---

   Keywords

   electronics, 3D printing, filament, filastruder, block diagram, technology chart, prototype, model

4. Разработка и анализ математической модели для автоматической системы управления цветовыми характеристиками печатной бумаги

   Development and analysis of a mathematical model for an automatic control system for the printer paper color characteristics

   Бахтина А.В. | Bahtina A.V. | Слюта М.О. | Slyuta M.O. | marina_slyuta@mail.rumarina_slyuta@mail.ru

   Авторы статьи

   Authors

   Бахтина А.В.

   Bahtina A.V.

   Слюта М.О.

   Slyuta M.O.

   marina_slyuta@mail.ru

   marina_slyuta@mail.ru

   ---

   Разработка и анализ математической модели для автоматической системы управления цветовыми характеристиками печатной бумаги

    

   УДК 676.017.55

   DOI: 10.36652/0869-4931-2023-77-1-35-38

    

   Стабильность оптических характеристик бумаги полностью зависит от системы управления дозировкой отбеливающего реагента и колорантов, построение которой невозможно без математического описания данного процесса. В статье представлены математические модели объекта управления автоматической системы, описывающие зависимости цветовых координат бумаги от расходов химических реагентов-колорантов и отбеливателей различных марок.

    

   ---

   Ключевые слова

   качество бумаги, оптические свойства бумаги, система управления цветом бумаги, цветовые координаты бумаги L*, a*, b*, математическая модель, композиция бумажной массы, оптический отбеливатель, колоранты

   Development and analysis of a mathematical model for an automatic control system for the printer paper color characteristics

   The stability of the paper optical characteristics depends entirely on the control system for the dosage of the bleaching agent and colorants, which construction is impossible without a mathematical description of this process. The article presents mathematical models of an automatic system control object that describe the dependence of paper color coordinates from the consumption of chemical reagents-colorants and bleaches of various brands.

   ---

   Keywords

   paper quality, paper optical properties, paper color management system, paper color coordinates L*, a*, b*, mathematical model, paper stock composition, optical brightener, colorants

5. Исследование надежности автоматических выключателей типа В

   Investigation of the reliability automatic switches B-type

   Вахрушкин И.В. | Vahrushkin I.V. | Микаева С.А. | Mikaeva S.A. | Журавлева Ю.А. | Juravleva YU.A. | Железникова О.Е. | Jeleznikova O.E. | Коваленко О.Ю. | Kovalenko O.YU. | mikaeva@npo.lit.rumikaeva@npo.lit.ru

   Авторы статьи

   Authors

   Вахрушкин И.В.

   Vahrushkin I.V.

   Микаева С.А.

   Mikaeva S.A.

   Журавлева Ю.А.

   Juravleva YU.A.

   Железникова О.Е.

   Jeleznikova O.E.

   Коваленко О.Ю.

   Kovalenko O.YU.

   mikaeva@npo.lit.ru

   mikaeva@npo.lit.ru

   ---

   Исследование надежности автоматических выключателей типа В

    

   УДК 621.3

   DOI: 10.36652/0869-4931-2023-77-1-39-42

    

   Статья посвящена исследованию надежности защиты автоматических выключателей типа В для жилого помещения. Особое внимание уделено защите от короткого замыкания. Исследованы наиболее широко используемые автоматические выключатели типа В: В8, В16, В25, рассчитанные на ток 3...5 А, но имеющие большую чувствительность к короткому замыканию. Даны рекомендации по выбору и эксплуатации автоматических выключателей.

    

   ---

   Ключевые слова

   автоматический выключатель, короткое замыкание, электрическая сеть, функция защиты и управления, ток, площадь сечения провода

   Investigation of the reliability automatic switches B-type

   The article is devoted to the study of the reliability of protection B-type automatic switches for residential premises. Particular attention is paid to protection against short circuits. The most widely used B-type automatic switches: B8, B16, B25, calculated for a current 3... 5 A, but having a greater sensitivity to short circuits, were nvestigated.

    

   ---

   Keywords

   automatic switch, short circuit, electrical network, protection and control function, current, wire crosssectional area

Образовательные технологии

Образовательные технологии

1. Автоматизация удаленного взаимодействия участников образовательного процесса

   Remote interaction automation of the educational process participants

   Шевнина Ю.С. | SHevnina YU.S. | yusm@rambler.ruyusm@rambler.ru

   Авторы статьи

   Authors

   Шевнина Ю.С.

   SHevnina YU.S.

   yusm@rambler.ru

   yusm@rambler.ru

   ---

   Автоматизация удаленного взаимодействия участников образовательного процесса

    

   УДК 004.9

   DOI: 10.36652/0869-4931-2023-77-1-43-48

    

   Приведен подход к организации дистанционного взаимодействия между участниками образовательного процесса — преподавателями и студентами — в электронной обучающей среде. В основе подхода лежит использование дополнительного программного компонента «Учебное задание» для электронной обучающей среды. Описаны процессы его проектирования. Приведен пример реализации данного компонента на основе концепции Model-View-Controller (MVC).

    

   ---

   Ключевые слова

   дистанционное взаимодействие, преподаватель, студент, электронная обучающая среда, выполнение учебного задания, образовательный процесс

   Remote interaction automation of the educational process participants

   An approach to the organization of remote interaction between the educational process participants — teachers and students — in an electronic learning environment is given. The approach is based on the use of an additional software component «Learning task» for the electronic learning environment. The processes of its creature are described. An example of this component implementation based on the Model-View-Controller (MVC) concept is given.

   ---

   Keywords

   distance interaction, teacher, student, electronic learning environment, learning task fulfillment, educational process