Journal articles - Сибирский аэрокосмический журнал
All articles: 3263
Weld formation control at electron beam welding with beam oscillations
Scientific article
Electron beam welding is used extensively to produce essential machine parts. The control of the basic beam parameters - beam power or beam current at constant accelerating voltage, welding speed, current of focusing lens and distance between electron gun and welded sample surface - is not enough to obtain at most of the regimes sound welds. Control of the focus position using analysis of the high frequency component of the current, collected by plasma, at periodic interactions on the beam (the oscillation of the beam or modulation of the focusing current) could be a way for the formation of non-defect welds at these conditions. The statistical analysis of weld geometry is shown.
Free
Scientific article
Процесс совмещенного литья и прокатки-прессования (СЛИПП) целесообразно использовать для производства длинномерных деформированных полуфабрикатов из алюминия и его сплавов, из которых изготавливают электрические провода, заклепки, проволоку различного размера для выполнения сварочных работ в электротехнической и радиоэлектронной промышленности, а также в космическом машиностроении. Способ СЛИПП является перспективным направлением обработки металлов, позволяет существенно снизить трудо- и энергоемкость производства, однако его промышленное внедрение сдерживает в том числе и отсутствие алгоритмов автоматического управления. Особенно это важно для создающихся в настоящее время агрегатов СЛИПП, в состав которых входят различные узлы, обеспечивающие кристаллизацию и деформацию металла, его охлаждение, калибровку (при необходимости) и смотку готовых изделий в бухты. Автоматическое управление должно обеспечить заданный расход металла, одинаковый во всех узлах агрегата, заданные значения температуры металла на входе и выходе из деформирующего узла, согласовать скорость вращения приемного намоточного устройства с расходом металла. Для этого необходимо создать математическую модель, реализовать её программно и визуализировать. Проведена постановка задачи моделирования и представлена упрощенная математическая модель на основе обыкновенных дифференциальных уравнений для управления агрегатом совмещённого литья и прокатки-прессования для получения длинномерных изделий из алюминиевых сплавов. Математическая модель для управления агрегатом СЛИПП реализована в программных продуктах WinCC 7.0 и Step 7 с применением языков программирования FBD и SCL. Разработана мнемосхема процесса, с помощью тегов реализована её связь с моделью. Приведено описание структуры программы в ПО Step 7, представлен вариант расчёта стационарного режима работы установки на мнемосхеме.
Free
Абсорбционно-диффузионные холодильные агрегаты нового поколения
Scientific article
Рассмотрены особенности конструкций и способов работы перспективных абсорбционно-диффузионных холодильных агрегатов с парлифтным насосом, осуществляющим циркуляцию компонентов.
Free
Scientific article
Рассматривается вариант применения нейронных сетей для автоматизации вибрационных испытаний элементов конструкции летательных аппаратов.
Free
Scientific article
Приведены результаты лабораторных испытаний новых металлополимерных материалов с высокой износостойкостью. Материалы получены способом диффузионной сварки в вакууме и предназначены для работы в опорах скольжения, могут работать без смазывания. Описана система автоматизированного выбора параметров технологического процесса.
Free
Scientific article
Статья содержит результаты исследований по автоматизации контроля геометрических характеристик зубчатых колес. Применение координатно-измерительных машин позволяет существенно повысить производительность и точность измерений. Однако их применение для контроля зубчатых колес требует использования специальных программ для проведения и обработки результатов измерений изделий со сложной формой поверхности. Использование для метрологического контроля геометрических характеристик червячных и конических зубчатых колес программного обеспечения позволяет достичь высокой точности проведения контрольно-измерительных работ. Для автоматизации контроля геометрических характеристик червячных и конических зубчатых колес создан дополнительный модуль к стандартной программе. С его помощью все точки измеряемой криволинейной поверхности зубчатых колес, полученные контактным методом по типовой программе измерений, структурируются в единый массив данных с протоколом измерений. На основе этих данных модуль формирует профиль измеренной поверхности зуба колеса и выстраивает геометрический контур профиля измеряемого зуба. Результатом работы модуля является формирование общего профиля всего зубчатого колеса и его сравнение с исходным (теоретическим) профилем зубчатого колеса в целом. Сам процесс контроля осуществляется в небольшом временном интервале, что позволяет использовать предложенный подход к автоматизации контроля профиля зубчатых колес в мелкосерийном производстве.
Free
Scientific article
Представлены результаты модернизации созданного коллективом авторов магнитоэллипсометрического комплекса. Проведена автоматизация процессов управления аппаратной частью и реализованы алгоритмы обработки сигналов магнитоэллипсометра. Возможности созданной системы были продемонстрированы на примере технологического цикла создания и in situ исследования структурных, оптических и магнитных свойств наноструктуры Fe/SiO 2/Si(100).
Free
Автоматизация проектирования торцевых генераторов мощностью до 20 кВт
Scientific article
Приводятся основные принципы автоматизированного проектирования активной части низкоскоростного торцевого синхронного генератора для микроГЭС, обзор потребностей рынка в микроГЭС, шаги, предпринятые для ускорения процесса сборки, снижения стоимости изготовления. Используются методы объектноориентированного программирования, динамически подключаемые библиотеки. Результатом работы является программный комплекс «МикроГЭС Проектировщик», который позволяет создать модель в SolidWorks методами автоматизированного проектирования, где каждый параметр рассчитывается исходя из электромагнитной модели и конструктивных ограничений. Областью применения данного программного обеспечения является электроэнергетическое и гидротехническое строительство. Применение данного пакета позволяет сократить время проектирования конструкции микроГЭС, снижая цену изделия.
Free
Автоматизация процесса генерации компиляторов мультисинтаксических языков программирования
Scientific article
Разработанная программная система повышает эффективность поиска ошибок в отлаживаемых программах синтаксического анализа на основе существующих спецификаций Flex и BYacc.
Free
Scientific article
Рассмотрен синтез эволюционных алгоритмов решения задачи символьной регрессии и оптимизации. Предложены их модификации в рамках разработки интегрированной процедуры автоматизированного построения и оптимизации математических моделей сложных систем и процессов.
Free
Scientific article
Приведена методика автоматизации технологического процесса производства пресс-форм для изготовления манжетных уплотнителей за счет построения параметрических моделей контактных уплотнений манжетного типа, включающих оптимизацию их проектных параметров и формы в зависимости от конкретных заданных условий последующей эксплуатации для обеспечения заданного гарантированного ресурса работоспособности.
Free
Автоматизация формирования информационной базы мультилингвистической адаптивно-обучающей технологии
Scientific article
Рассмотрены системные аспекты формирования информационной базы мультилингвистической адаптивно-обучающей технологии, такие как сбор информации о скрытых лексических связях, и применение ее в формировании информационно-терминологического базиса. Предложена система первичной обработки текстов, приведен алгоритм ее работы, а также структура выходных данных.
Free
Автоматизированная настройка регуляторов для АСУТП в среде визуального моделирования Simintech
Scientific article
Для успешного протекания технологического процесса требуется постоянное поддержание технологических параметров на требуемом уровне, что обеспечивается применением автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП). Классическим решением данной задачи является применение управляющих устройств различного типа, выбор которых напрямую зависит от рассматриваемой системы и предъявляемых к ней требований. Лидирующую позицию среди регуляторов АСУТП последние десятилетия занимает пропорционально-интегрально-дифференцирующий (ПИД) регулятор, эффективность применения которого в технологическом процессе определяется быстродействием и точностью его работы. Данные качества напрямую зависят от правильности настройки параметров регуляторов, для синтеза которых необходимо использование современных систем автоматизированного проектирования. В работе рассматривается метод автоматизированной настройки ПИД-регулятора динамической системы высокого порядка с обратной связью на примере системы автоматического регулирования температуры в помещении. В качестве среды разработки модели системы, а также процесса ее анализа и оптимизации используется современная российская среда динамического моделирования технических систем SimInTech, используемая на ряде предприятий атомной, нефтеперерабатывающей и аэрокосмической отраслей. Приведены основные компоненты системы, передаточные функции ее элементов. Дано поэтапное описание процесса создания проекта из типовых блоков и субмоделей программного обеспечения, взаимодействующих через единую базу данных сигналов с применением встроенного языка программирования. Подробно описано и проиллюстрировано использование встроенного блока оптимизации среды визуального моделирования SimInTech для автоматизированного поиска параметров регулятора ПИД-типа. Перечислены выявленные в ходе реализации проекта преимущества и недостатки данного метода настройки.
Free
Scientific article
Рассматривается автоматизированная система для комплексной обработки медико-биологических данных дискретного характера, отражающих динамику показателей гомеостатических систем организма.
Free
Scientific article
Рассматриваются вопросы электрических испытаний электротехнических систем космических аппаратов (ЭТС КА) с помощью специальных систем, имитирующих электрические характеристики систем электропитания (СИЭХ СЭП) космических аппаратов. Показана актуальность применения таких систем, рассмотрены недостатки известных систем имитации. Предлагается новая автоматизированная система, позволяющая проводить электрические испытания ЭТС КА в штатных и аварийных режимах, исследовать устойчивость бортовых систем к воздействию по шинам питания электромагнитных помех требуемых амплитуды, частоты и формы сигнала. СИЭХ обеспечивает питание ЭТС КА номинальными напряжениями 27 и 100 В, содержит два специализированных источника электропитания (ИСЭП), обеспечивающих выполнение основных целевых функций, и управляющую ПЭВМ. Показано, что в ИСЭП за счет совмещения в управляемом источнике электропитания функций источника питания и генератора помех требуемой формы достигается существенное упрощение структуры, улучшение эксплуатационных характеристик, обеспечивается воспроизведение импедансных частотных характеристик системы электропитания КА. Рассматривается устройство имитатора СЭП с выходным напряжением 100 В (ИСЭП-100), содержащее нерегулируемый источник питания, управляемый стабилизатор выходного напряжения, многофункциональное быстродействующее устройство защиты (БУЗ) и цифровую систему управления и измерения сигналов. Управляемый стабилизатор выходного напряжения выполнен по схеме с двойным регулированием мощности, что позволяет обеспечить требуемые статические и динамические свойства и хорошие массогабаритные характеристики. При этом непрерывный стабилизатор напряжения (НСН) обеспечивает требуемое качество электроэнергии, воспроизводит требуемые импедансные частотные характеристики бортовой СЭП, позволяет наводить на шинах питания тестовые сигналы требуемой формы в диапазоне частот гармонического сигнала до 1 МГц. Импульсный регулятор ограничивает мощность рассеивания НСН путём стабилизации напряжения на транзисторном регуляторе тока НСН. Рассматривается БУЗ, которое отключает ЭТС КА при превышении выходного напряжения, тока нагрузки требуемых уровней и при пропадании фазы промышленной сети переменного напряжения. Время задержки срабатывания БУЗ регулируется в диапазоне от 2 мкс до 1,5 с. Разработанный СИЭХ СЭП позволяет проводить весь комплекс электрических испытаний ЭТС КА, внедрён в эксплуатацию в АО «Информационные спутниковые системы» (г. Железногорск), где использовался для испытаний бортовых ретрансляторов ряда искусственных спутников Земли.
Free
Scientific article
Рассматривается проблема синтеза систем электропитания космических аппаратов. Предлагается автоматизированная система научных исследований для синтеза систем электропитания космических аппаратов, с помощью которой проводятся исследования систем электропитания различных типов.
Free
Автоматизированная система обнаружения аномалий периодических электрических сигналов
Scientific article
Целью работы является разработка автоматизированной системы обнаружения аномалий периодических электрических сигналов с улучшенными характеристиками скорости и эффективности поиска. Для решения поставленной цели проведен анализ проблемы обнаружения аномалий периодических электрических сигналов, измеренных от электронной аппаратуры, и обоснована ее актуальность. Разработана аппаратно-программная система обнаружения аномалий периодических электрических сигналов, которая позволяет автоматизировать процесс испытаний и повысить эффективность обнаружения неисправностей электронной аппаратуры различного назначения. Улучшение означенных характеристик достигнуто за счет нового метода испытаний, лежащего в основе реализации предложенной системы и защищенного патентом Российской Федерации на изобретение, а также за счет качественной реализации программного и аппаратного обеспечения. При решении поставленных задач применены методы алгебры-логики, математической статистики и объектно-ориентированного программирования. Изложены результаты разработки аппаратуры и программного обеспечения, а также алгоритмов испытаний. Описана программа для электронной вычислительной машины, реализующая управление предложенной аппаратнопрограммной системой.
Free
Автоматизированная система оперативного управления производством предприятий малого бизнеса
Scientific article
Исследуется возмоэюностъ перевода традиционного производства в гиокое автоматизированное на основе использования АСУ 111. рассматривается автоматизированная система оперативного управления производством и приводится описание ее функциональной и обеспечивающей частей.
Free
Scientific article
Обеспечение жизнедеятельности человека в течение нескольких лет в изолированных условиях будущих марсианских и лунных баз представляется возможным при организации круговоротного процесса преобразования органических отходов, в том числе экзометаболитов человека (кал, урина), в необходимые ему продукты: воду, кислород и пищу. Перспективным способом организации такого круговоротного процесса является создание трехзвенной замкнутой экосистемы (ЗЭС): человек, звено получения удобрений из органических отходов и растения, где растения синтезируют необходимые человеку продукты. В работе рассмотрена оригинальная схема комплексной установки очистки жидких продуктов переработки экзометаболитов человека от поллютантов в процессе получения питательных растворов для выращивания растений в условиях ЗЭС. Переработку экзометаболитов человека осуществляли в устройстве физико-химического окисления в водной среде перекиси водорода под действием переменного электрического тока - в реакторе «мокрого» сжигания. Подобрано периферийное оборудование для организации системы автоматического управления установкой очистки, выявлены проблемы и разработаны подходы в автоматизации технологических процессов и создании программного обеспечения для взаимодействия человека с предлагаемой установкой. Выполнены эксперименты по выращиванию растений салата, подтверждающие эффективность предлагаемых процессов очистки жидких продуктов переработки экзометаболитов человека. Сделан вывод, что созданная комплексная установка очистки, оснащенная предлагаемым программным обеспечением, может быть использована для научных исследований применительно к тематике ЗЭС, в том числе космического назначения.
Free
Автоматизированная система управления манипулятором
Scientific article
Описано создание системы управления манипулятором. В качестве двигателей используются сервоприводы. Система автоматического управления сервоприводами состоит из персонального компьютера и управляемого с него контроллера сервоприводов. Приведены принципы работы сервоприводов и управления ими. Для управления сервоприводами применен пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор. Описан метод, позволяющий провести отладку и тестирование элементов системы управления при помощи виртуального моделирования. После отладки элементов системы управления на виртуальной модели создан контроллер. Используя написанную программу, реализовано управление сервоприводами. Предложенный метод позволяет проверить работоспособность системы управления до создания электронных устройств. Возможно использование данного метода виртуального моделирования систем управления при разработке различных управляющих систем, в которых команды подаются с компьютера через USB-порт.
Free
