В статье рассматривается реализация цифрового двойника в системе адаптивного управления роботами-манипуляторами. Использование цифровых двойников для планирования, контроля и поддержания жизненного цикла производственного оборудования формирует устойчивое внедрение роботизированных комплексов в технологические процессы высокотехнологичных предприятий. В статье предлагается новый подход, позволяющий решать задачи прямой и обратной кинематики для роботов-манипуляторов. Подход заключается в представлении кинематической схемы робота-манипулятора, обладающего шестью вращательными сочленениями, в виде векторной модели. В качестве реализации данного подхода разработан облегченный математический аппарат, позволяющий существенно снизить вычислительную нагрузку. Все основные расчеты производятся на стороннем сервере, не задействуя вычислительную мощность роботов-манипуляторов. Это позволяет интегрировать математический аппарат в цифровой двойник и сторонние программные пакеты. За счет малой вычислительной нагрузки использование предложенного подхода в системах управления позволяет снизить задержки при работе в режиме реального времени с возможностью увеличения количества роботов-манипуляторов и осуществления контроля с более высокой дискретизацией. Использование цифрового двойника в коллаборации системы роботов позволяет проектировать более универсальные рабочие места и сборочные линии, оптимизировать их загруженность.

Бесплатно

Цифровой фильтр для устройства определения координат источника радиосигнала в спутниковых системах телекоммуникаций

В.В. Сухотин, А.С. Тихтенко, А.В. Жгун, В.А. Сидорин

Статья

Работа посвящена исследованиям зависимости мощности сигнала, который будет использован в измерениях разности фаз и шумовых составляющих сигнала, от типа цифрового фильтр и его параметров при различных соотношениях сигнал/шум. Дано обоснование актуальности исследований, которая состоит в поиске возможности применения цифровых фильтров для устройства определения координат источника радиосигнала в спутниковых телекоммуникациях, обеспечивающего минимальную погрешность измерения разности фаз. Приведена структура системы определения координат источника радиосигнала. Приведена разработанная компьютерная модель и ее описание. Рассмотрены указанные выше исследования для цифровых рекурсивных полосно-пропускающих фильтров типа Баттерворта, Чебышева 1 рода, Чебышева 2 рода, Золотарева-Кауэра, которые задаются с помощью дискретной линейной системы. Сделаны соответствующие выводы о применимости цифровых фильтров в устройстве определения координат. Определены типы фильтров и предъявлены требования для обеспечения минимальной погрешности измерения разности фаз.

Бесплатно

Частотно-поляризационная селекция сигналов в рупорных облучающих системах зеркальных антенн

Крылов Юрий Валерьевич

Статья научная

Представлен принцип работы облучателя, основанный на использовании поляризационного частотно-селективного устройства, состоящего из двух объединенных между собой ортомодовых селекторов. Разработанный облучатель, спроектированный по такой схеме, позволяет обеспечивать прием и передачу сигналов с круговой поляризацией в Ka и Q-диапазонах в соответствии с современными требованиями, предъявляемыми к облучающим системам спутниковой связи по значениям КЭ и КСВН. Преимуществами такого облучателя являются малые массогабаритные показатели облучающей системы и возможность работы в широком диапазоне частот, как на прием, так и на передачу с оптимальными значениями электрических характеристик.

Бесплатно

Численные исследования нестационарных процессов при запуске ракетного двигателя

Зюзликов Валерий Петрович, Синильщиков Борис Евгеньевич, Синильщиков Валерий Борисович, Ракитская Мария Валентиновна

Статья научная

Рассматриваются нестационарные процессы в сопле и развитие нестационарной струи при запуске ракетного двигателя; определяются нестационарные газодинамические нагрузки, действующие на донную часть ракеты космического назначения при старте. Численно решаются нестационарные уравнения Навье-Стокса с использованием алгебраических моделей турбулентности. Учитываются отрывные течения в сопле, которые, как показали авторы, оказывают существенное влияние на величины нагрузок. Проведено исследование двух вариантов выхода двигателя на режим: с малым временем выхода и с временем выхода, характерным для современных двигателей, используемых на ракетах космического назначения. Приводятся результаты расчетов: поля температур газа, статического давления, чисел Маха, а также графики давления на днище ракеты. Показано, что для обоих вариантов запуска из-за перехода от истечения воздуха из сопла к истечению продуктов сгорания и отрывных течений в сопле массовый расход через плоскость среза сопла вначале достигает максимума, а потом резко падает...

Бесплатно

Электромагнитное устройство для ориентирования космических аппаратов

И. П. Попов

Статья

Показано, что в основу создания «искусственной» массы, не связанной ни с объемом, ни с плотностью материала, заключенного в искусственно инертном объекте, положено требование удовлетворения второму закону Ньютона. Представляет интерес возможность создания условий для возникновения искусственного момента инерции. Поскольку принцип эквивалентности инертной и гравитационной массы не распространяется на искусственную массу, устройство с искусственной массой может быть несопоставимо легче своего механического аналога с таким же моментом инерции. Это качество делает такое устройство особенно привлекательным для использования в космонавтике в качестве легких маховиков для ориентирования космических аппаратов. Цель исследования состоит в аналитическом синтезировании искусственного момента инерции и установлении определяющих его параметров. Если поместить искусственный электрический маховик в «черный ящик» с выведением вала наружу, то никакими экспериментами невозможно установить, искусственный или «натуральный» маховик находится внутри. Главными преимуществами искусственного или электромагнитного маховика над «натуральным» являются несопоставимо меньший вес и возможность электрического управления его моментом инерции в широких пределах путем изменения магнитного поля (возбуждения) и емкости.

Бесплатно

Элементы баллистического расчета при гравитационном маневре космического аппарата

И.П. Попов

Статья

Цель исследования – аналитическое описание участка баллистической траектории, соответствующего нормальному падению космического аппарата на поверхность безатмосферной планеты. При этом движение нормально падающего тела характеризуется возрастающим ускорением свободного падения. Задача о скорости, времени и ускорении нормального падения тела на поверхность планеты при отсутствии атмосферы сводится к решению дифференциального уравнения второго порядка, которое решается стандартным методом. Особенностью решения является формальное использование табличного интеграла на промежуточном этапе. Оказалось, однако, что его формула недостоверна, а именно, производная правой части не равна подынтегральному выражению. Из этого следует, что возможные существующие решения этой задачи, основанные на использовании указанного табличного интеграла, являются некорректными. В статье представлена корректировка этого табличного интеграла, что является попутным результатом исследования. В работе получено временное уравнение движения нормально падающего на поверхность планеты тела при отсутствии атмосферы, а также временные уравнения его скорости и ускорения. Полученные результаты могут быть полезны при расчетах пассивного гравитационного маневра при межпланетных полетах и расчетах отвесного падения небольших небесных тел и отработанных элементов конструкций космических аппаратов.

Бесплатно

Эллипсометрический контроль параметров многослойных наноструктур Fe/Si в процессе роста

И.А. Тарасов, И.А. Яковлев, С.Н. Варнаков, С.М. Жарков, С.Г. Овчинников

Статья

С использованием метода одноволновой лазерной эллипсометрии in situ проведено исследование процесса формирования многослойной структуры [Si/Fe57/Fe56]3/SiO2/Si(100). Были получены сведения об оптических и структурных свойствах данной структуры. Изменение морфологии поверхности растущих слоев и их оптических характеристик оказываются неидентичными для случаев осаждения железа на поверхность слоя кремния и осаждения кремния на поверхность слоя железа. Полученные профили оптических постоянных свидетельствуют об увеличении толщины переходных слоев, содержащих твердые растворы «железо–кремний» и силициды. Характер изменения оптических постоянных усложняется с каждым последующим слоем железа, осаждаемым на поверхность кремния. Поведение профилей n и k, соответствующих формированию кремниевых слоев, имеет более простой характер по сравнению с поведением подобных профилей железа. Эти профили имеют лишь некоторые особенности на начальных этапах роста и соответствуют формированию аморфных слоев кремния. Полученные данные согласуются с данными просвечивающей электронной микроскопии.

Бесплатно

Этапы информационного обеспечения разработок бортовой аппаратуры космических аппаратов

А.А. Ковель

Статья

Наземно-экспериментальная отработка элементов космической техники – ответственный этап в создании космических изделий, фактически – это наземный «полет» создаваемых устройств. И от того, насколько адекватно будут воспроизведены на этом этапе эксплуатационные условия и обеспечено успешное функционирование устройств в предполагаемых условиях, зависит его успешная работа в реальном полете в течение срока эксплуатации. Радиоэлектронные устройства бортовой аппаратуры космического аппарата – один из непременных элементов, обеспечивающих выполнение целевых задач, которые должны подтвердить свою готовность к предстоящей работе на этапе наземно-экспериментальной отработки. В статье рассмотрены этапы информационного обеспечения разработок бортовой аппаратуры космических аппаратов, показывающие пути совершенствования технологии экспериментальной отработки разработок бортовой аппаратуры космических аппаратов. Показано, что на современном этапе развития космической отрасли стало возможным внедрение в инженерную практику методологии математического планирования эксперимента. Появился задел прикладных работ по радиоэлектронной тематике, показывающий возможность выявлять в полном факторном эксперименте влияние внутренних неуправляемых параметров (факторов) электронных компонентов на результаты эксперимента. Это сняло преграду при реализации возможностей метода в исследованиях и совершенствовании радиоэлектронных устройств бортовой аппаратуры.

Бесплатно

← Предыдущая

Журнал