Тезисы докладов ХХ xvi самарской областной
| Вид материала | Тезисы |
- Тезисы докладов ХХXVII самарской областной, 6137.18kb.
- Тезисы докладов, 4952.24kb.
- Тезисы докладов, 3726.96kb.
- Тезисы докладов, 1225.64kb.
- Правила оформления тезисов докладов Тезисы докладов предоставляются в электронном виде, 22.59kb.
- «Симпозиум по ядерной химии высоких энергий», 1692.86kb.
- Требования к тезисам докладов, 16.83kb.
- Тезисы докладов научно-практической, 6653.64kb.
- Правительство самарской области постановление от 27 октября 2010 г. N 539 об утверждении, 449.25kb.
- Тезисы докладов 1 Межвузовская научно -практическая конференция студентов и молодых, 100.64kb.
СЕКЦИЯ мехатроники
Разработка транспортно-накопительного модуля
для обработки внутренних поверхностей шарошки
Павлов Д.В., научный руководитель доц. Береснев Ю.Л.
(Самарский государственный технический университет)
Ускорение загрузки и разгрузки заготовок может быть достигнуто путем внедрения автоматических быстродействующих загрузочных устройств. Кроме того, автоматизация загрузки и разгрузки освобождает рабочего от выполнения однообразных монотонных действий, следовательно, облегчает и улучшает условия его труда, значительно повышает производительность как за счет ускорения движений при загрузке и разгрузке, производящихся специальными устройствами, так и за счет представляющейся возможности обслуживания рабочим нескольких станков.
Производственный модуль контроля, сортировки
и маркировки отверстий в корпусе шарошки
Квасов А.А., научный руководитель доц. Береснев Ю.Л.
(Самарский государственный технический университет)
Предлагается разработка автоматизированного модуля ориентирования и закрепления шарошки. Модуль состоит из следующих исполнительных механизмов: позиционное приспособление для закрепления и вращения шарошки, механизм ориентирования. Все исполнительные механизмы управляются системой управления (СУ) на базе программируемого контроллера, что позволяет включить проектируемый модуль в состав автоматизированной системы (АС) контроля, маркировки и сортировки отверстий в корпусе шарошки. Это позволит сократить трудоемкость сборочных работ, повысить качество сборки, сократить себестоимость готовой продукции.
Разработка автоматизированного модуля сборки
штока гидроцилиндра с буксой
Биктимиркина С.Н., научный руководитель доц. Береснев Ю.Л.
(Самарский государственный технический университет)
В работе предлагается разработка автоматизированного модуля сборки штока гидроцилиндра с буксой. Модуль состоит из следующих исполнительных механизмов: накопления букс, накопления штоков, ориентация и транспортировка букс и штоков на позицию сборки, непосредственно сопряжение штока с буксой, выгрузка готовой продукции. Все исполнительные механизмы приводятся в движение за счёт работы гидроцилиндров. Они управляются системой управления (СУ), что позволяет включить проектируемый модуль в состав автоматизированной системы (АС) сборки гидроцилиндров. Это позволит нам сократить трудоемкость сборочных работ, повысить качество сборки, увеличить срок службы гидроцилиндра, сократить себестоимость готовой продукции.
Разработка автоматизированного модуля сборки
штока гидроцилиндра с поршнем
Харисов Д.А., научный руководитель доц. Береснев Ю.Л.
(Самарский государственный технический университет)
Предлагается разработка автоматизированного модуля сборки штока гидроцилиндра с поршнем. Модуль состоит из следующих исполнительных механизмов: накопления поршней, накопления гаек, транспортировка? ориентация и загрузка поршней и гаек на позицию сборки, собственно сопряжения штока с поршнем, навинчивания и затяжки гаек, выгрузка готовой продукции. Все исполнительные механизмы управляются системой управления (СУ) на базе программируемого контроллера, что позволяет включить проектируемый модуль в состав автоматизированной системы (АС) сборки гидроцилиндров. Это позволит нам сократить трудоемкость сборочных работ, повысить качество сборки, увеличить срок службы гидроцилиндра, сократить себестоимость готовой продукции.
МЕХАТРОННЫЙ МОДУЛЬ ПРЕЦИЗИОННЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
Жуков А.В., научный руководитель доц. Денисов В.А.
(Тольяттинский государственный университет)
Разработан мехатронный модуль прецизионных перемещений, предназначенный для работы в системе компенсации износа инструмента металлорежущих станков. Система включает в себя шаговый двигатель, импульсный преобразователь и микропроцессорную систему управления. Внедрение мехатронного модуля прецизионных перемещений создает условия, при которых участие оператора не требуется. Как показало, моделирование режимов работы шагового двигателя корректировка схемы позволяет резко уменьшить задний фронт токовой диаграммы шагового двигателя, что позволит работать шаговому двигателю на более высокой частоте. Разработанная система на базе шагового двигателя (ШД) позволяет получить минимальный шаг перемещения, заданную скорость и точность компенсации износа инструмента до несколько микрон. Применение данной системы ведет к повышению точности изготавливаемых деталей, срока использования инструмента, производительности станка и уровня автоматизации производственного процесса.
ЭЛЕКТРОПРИВОД ОСИ РОБОТА С ПОВЫШЕННЫМ БЫСТРОДЕЙСТВИЕМ
Кондрашин П.А., Пацан П.Т., научный руководитель доц. Денисов В.А.
(Тольяттинский государственный университет)
Повышение быстродействия электропривода включением в схему регулирования ПИ, ПИД - регуляторов не эффективно, т.к. работа электропривода происходит при неопределенности параметров системы, в связи с чем возникают трудности в настройке регуляторов системы. Одним из путей решения этой проблемы является создание системы регулирования с нелинейной коррекцией. Алгоритм такой системы работает в реальном масштабе времени и обеспечивает отработку заданного перемещения объекта регулирования в две фазы. В начальной фазе отработки перемещения в контур регулирования положения вводится положительный сигнал по скорости с критическим коэффициентом усиления. В результате чего замкнутая система переходит на границу устойчивости и движение объекта происходит с предельным ускорением. Как только ошибка рассогласования достигнет расчетной величины, в действие вступает алгоритм второй фазы: вместо положительной обратной связи вводится отрицательная обратная связь по скорости перемещения с программируемым коэффициентом передачи, что позволяет обеспечить эффективное торможение объекта и сформировать монотонный переходный процесс требуемого качества.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ соединительного механизма
в перекомпонуемых системах
Самарцев И.А., научный руководитель препод. Царев А.М.
(Тольяттинский государственный университет)
Проведен анализ системы роботов ATRON (The Maersk Institute for Production Technology University of Southern Denmark). И на его базе был разработан усовершенствованный соединительный механизм. В отличие от ATRON прихваты не являются основным соединительным механизмом, а лишь изначально базируют модули относительно друг друга, тогда, как основным механизмом соединения является выдвигаемый двигатель с винтом, который при выдвижении ввинчивается в соседний модуль, тем самым образуя винтовое соединение. Происходит вертикальное перемещение направляющей, которая выдвигает двигатель через направляющие. Движение механизма выполняется при движении рейки, перемещающейся по направляющим. Жесткость всего механизма обеспечивается фигурными блоками.
Разработанный механизм обеспечивает более надежную и жесткую конструкцию соединения модулей.
НЕЧЕТКИЙ ВЫВОД МАМДАНИ В ЗАДАЧЕ МЕХАТРОННОЙ РЕГУЛЯЦИИ
СИСТЕМОЙ ОХЛАЖДЕНИЯ РЕФРИЖЕРАТОРА В ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ
Бутенко Е.В., научный руководитель доц. Гущин А.В.
(Самарский государственный университет путей сообщения)
В отрасли железнодорожных транспортных перевозок интеллектуальные технологии могут выполнять сложные задачи методами нечеткого вывода при: интерпретации входных и выходных зависимостей, выбора типа экспертной базы и решения транспортных задач для специализированных устройств контроля температуры и климата. Фактически независимо от оценки степени сложности целевой задачи можно произвести обоснование ее оптимального исполнения алгоритмами нечеткого вывода. Ход нечеткого вывода показывает определенные преимущества моделирования по отношению к существующим формальным температурным моделям систем контроля температуры и климата в специализированных устройствах подвижного состава. Основное отличие подобных задач от классических – это выбор экспертного подхода в оценке сложного процесса управления системой охлаждения рефрижераторных устройств в условиях транспортных перевозок. Центральная тема – формирование принципа построения продукционного ядра с учетом сложной динамики входных воздействий. По результатам проектной работы, на основе предложенных принципов, строится экспертная система с программным обеспечением алгоритма нечеткого вывода по Мамдани. Качественный результат работы – модернизация базовой технологии управления системой охлаждения и оценка технологических улучшений при вводе нечеткого управления.
ИДЕНТИФИКАЦИЯ МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕЙРОСЕТЕВЫХ МОДЕЛЕЙ
Даянова Н.Р., Минина Н.А., научный руководитель препод. Иванов Д.В.
(Самарский государственный университет путей сообщения)
Предложен рекуррентный алгоритм идентификации систем с помехами во входных и выходных сигналах на основе нейросетевых моделей. Результаты моделирования показали высокую эффективность алгоритма. Предложенный алгоритм превосходит по точности рекуррентный метод наименьших квадратов.
Учебный стенд частотного управления электроприводом
Зубиков Д.В., научный руководитель ст. преподаватель Дворянинов С.М.
(Самарский государственный технический университет)
Разработан учебный стенд, демонстрирующий работу частотного преобразователя по управления асинхронным электродвигателем при решении типовых производственных задач.
Программа управления задается контроллером ADAM-4501, который соединен с преобразователем частоты по шине Ethernet. Цепь обратной связи состоит из инкрементального датчика, валик которого через вибромуфту соединен с валом двигателя, и промышленного контроллера JAZZ JZ10-11-R10, выполняющего функцию счетчика импульсов и подключенного через порт RS-232 к персональному компьютеру.
Разработанный стенд наглядно демонстрирует работу алгоритмов управления двигателем и позволяет студентам моделировать на нем работу различных технических систем (конвейеры, привода автоматических дверей, центробежные насосы, вентиляторы).
Проект системы автоматического управления установкой
для пиления древесины
Загадская Н.Я, научный руководитель доцент Жмуров Д.Б.
(Самарская академия государственного и муниципального управления)
Разработан проект системы автоматического управления установкой для пиления древесины. Конструктивно система состоит из двух основных частей: шкаф для элементов коммутации и выносной пульт оператора. В шкаф коммутации заведены все штатные цепи управления, выходы концевых выключателей и цепи питания. Пульт оператора включает в себя программируемый логический контроллер в промышленном исполнении с экраном и панелью управления. Оператор вводит желаемую толщину досок и их количество. После этого система перемещает пильную головку на требуемый уровень включает пилу и привод горизонтального перемещения для выполнения пиления. По завершении отпиливания одной доски система возвращает пильную головку в исходное положение и итерация повторяется снова. Таким образом, внедрение рассмотренной системы управления снизится объем ручного труда оператора, повысит производительность установки и качество получаемой продукции.
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА СНЯТИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ
ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МЕХАТРОННЫХ ОБЪЕКТОВ
Кельман Н.В., научный руководитель доцент Авсиевич А.В.
(Самарский государственный университет путей сообщения)
Для исследования частотных характеристик мехатронных объектов разработан автоматизированный комплекс, состоящий из генератора сигналов, аналого-цифрового преобразователя L154 и программного пакета LabView. На базе LabView разработаны процедуры по обработке получаемых данных и построению амплитудо - фазовой, амплитудо – частотной, фазо – частотной логарифмических характеристик. Реализована процедура их анализа и определения структуры и параметров математической модели на базе передаточных функций.
Данный комплекс позволяет проводить лабораторные работы и научно-исследовательские изыскания в области мехатронных систем.
Разработка управляющей программы манипулятора макета
промышленного робота
Макаров Б.Н., научный руководитель ст. преподаватель. Жмуров Д.Б.
(Самарский государственный университет путей сообщения)
Разработана программа совместного управления приводами макета манипулятора промышленного робота, являющегося лабораторным оборудованием кафедры, для рисования графических примитивов (квадрат, прямоугольник, ромб) карандашом, закрепленным в схвате робота.
Программа разработана в программе-интерпретаторе и состоит из набора простых операторов: "ожидание завершения", "задержка", "перемещение в координату по оси", "поворот". При движении используются все четыре степени подвижности робота: по трём осям координат и вращение вокруг вертикальной оси.
Программа, разработанная на основе реализованных примитивов, позволяет в дальнейшем строить более сложные фигуры, моделируя тем самым такие операции, как резка или сварка. В перспективе планируется разработка программы совместного управления двумя манипуляторами роботов.
УПРАВЛЕНИЕ МЕХАТРОННЫМИ СИСТЕМАМИ С ЗАПАЗДЫВАНИЕМ
Мудрак Л.В., научный руководитель препод. Иванов Д.В.
(Самарский государственный университет путей сообщения)
Рассмотрены методы настройки и результаты управления системами с запаздыванием с помощью ПИД – регулятора (как наиболее универсального и часто встречающегося) и ПИД – регулятора с предиктором Смита. Создано программное обеспечение, позволяющее производить моделирование и отладку алгоритмов.
РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ СИСТЕМЫ СБОРА ИНФОРМАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ
ПРОМЫШЛЕННЫМИ ОБЪЕКТАМИ АВТОМАТИЗАЦИИ
Башмаков А.С., Воронухин А.Е., научный руководитель к.т.н. Тарабардин М.А.
(Самарский государственный университет путей сообщения)
Разработан лабораторный стенд для контроля температуры на объекте. Он включает в себя датчик температуры ДТС-50П, подключенный к источнику ЭДС 12В по мостовой схеме. С выхода мостовой схемы напряжение вводится в АЦП модуля удалённого сбора данных ADAM-6024. Управление вводом осуществляется установленным на компьютере оператора программным обеспечением. В программе оператором задаётся частота опроса АЦП и пороговый уровень температуры. При нагреве датчика в окне программы отображается текущее значение измеряемого напряжения, преобразованное в значение температуры. В случае превышения температуры заданного порога программа выводит сообщение о перегреве и замыкает реле модуля ADAM-6060, которое включает вентилятор охлаждения, установленный на лабораторном стенде.
Разработанный стенд представляет собой упрощённую модель удалённого объекта автоматизации и может быть использован при проведении лабораторных работ.
ДИСКРЕТНЫЕ ПНЕВМОМЕТРИЧЕСКИЕ
ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Усков О.В., научный руководитель профессор Григоровский Б.К.
(Самарский государственный университет путей сообщения)
В мехатронных системах, где требуется информация об объеме энергоносителя можно с помощью представлений о термодинамическом теле переменной массы - формирования дискретных пневмометрических импульсов, получить валидное представление дискретной пневмометрии на языке категорий с помощью коммутативных диаграмм.
С точки зрения обеспечения надежности дискретных пневмометрических технологий особое внимание привлекает определение условия отсутствия запрессовки газа в соединительных трубопроводах.
С использованием метода анализа размерностей и физического подобия получена система уравнений, позволяющая с помощью ЭВМ практически реализовывать различные дискретные пневмометрические технологии, защищенные патентами на интеллектуальную собственность.
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА учета и прогнозирования
удельного расхода топлива на тепловозах
Фрелин Д.В., научный руководитель преп. Карпов А.А.
(Самарский государственный университет путей сообщения)
В качестве базовой разработки принимается новый аппаратно-программный комплекс «Борт» учета работы и технического состояния тепловозов. Актуальным является направление постановки и решения задач построения моделей и определения их параметров при расчете и прогнозе удельного расхода топлива. Для определения параметров многомерной стохастической модели в работе предлагается использовать нелинейный метод наименьших квадратов для многомерных линейных динамических систем при наличии помех в сигналах. Предлагаемые прогностические методы позволят: 1) оперативно контролировать техническое состояние локомотива, предотвращая случаи перерасхода топлива и отказов систем локомотива; 2) выявить, на основе статистической обработки, локомотивов и машинистов с понижающейся эффективностью, – что значительно сократит эксплуатационные расходы и снизит себестоимость приведенной продукции.
СЕКЦИЯ электроники и радиоэлектроники
Разработка прибора измерения чистоты поверхности
методом конденсации
Борисов Н.О., Щетинкин А.О., научный руководитель доц. Кричевский С.В.
(Самарский государственный аэрокосмический университет)
Разработан прибор для измерения чистоты поверхности подложек методом конденсации. Прибор работает на базе: микроконтроллера PIC производителя Microchip, элементов Пельтье, датчика относительной влажности и температуры SHT75 производителя Senserion. Контроллер с помощью датчика температуры и влажности вычисляет точку росы в градусах Цельсия и, управляя элементами Пельте, охлаждает поверхность подложки до температуры выпадения росы. Влага конденсируется на всех загрязненных участках в виде мельчайших капель, а на чистых – в виде сплошной пленки, в результате чего на поверхности получаются фигуры запотевания, по которым можно судить о чистоте поверхности подложки (чувствительность 10-8 г/см2). Фигуры запотевания становятся видимыми, благодаря их временной матовости. Сплошная пленка на идеально чистых участках конденсации либо невидима, либо имеет быстро исчезающие интерференционные цвета. Полученные фигуры запотевания можно сфотографировать с помощью цифрового фотоаппарата и обрабатывать на компьютере для более точного определения чистоты.
Достоинством предлагаемого прибора является быстрота и точность измерения чистоты поверхности различного вида и формы подложек без их физического разрушения и с возможностью их дальнейшего применения в производстве.
МЕТОД ТЕРМИЧЕСКОГО ИСПАРЕНИЯ
ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВ
Зубков А.О., Подлипнов В.В., научный руководитель доц. Кричевский С.В.
(Самарский государственный аэрокосмический университет)
Предлагается принципиально новая конструкция испарителя обеспечивающая стехиометрический состав пара за счёт особенностей ее элементов. В качестве сложного материала использовалось соединение кадмия с серой (сернистый кадмий CdS). Эффект достигается тем, что конструкция испарителя содержит равно высотные заслонку и корпус в виде стакана и конуса коаксиально установленных навстречу друг другу с возможностью возвратно-поступательного движения конуса относительно стакана. Предложено уравнение для определения величины подъема конуса.
Определен диапазон изменения вхождения конусной заслонки в корпус стакана.
Проволочный нагреватель, выполненный из вольфрама, размещается со стороны внешней поверхности корпуса и устанавливает температуру испарения трудно испаряемого компонента многокомпонентного раствора.
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МОДУЛЯТОРА ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКОЙ ДИФРАКЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ
Паранин В.Д., научный руководитель проф. Матюнин С.А.
(Самарский государственный аэрокосмический университет)
Рассмотрены конструкция и принцип действия модулятора оптического излучения на основе электрооптической дифракционной структуры. Исследованы механизмы взаимодействия оптического излучения с конструкцией модулятора, в частности, установлено наличие интерференции, дифракции, многократного отражения световой волны от функциональных покрытий и решеток управляющих электродов, поглощения в электрооптическом материале. Выбраны и дополнены теоретические модели, количественно описывающие данные физические явления для случая световой волны, распространяющейся в слабонеоднородной электрооптической среде.
На основе этих моделей предложены алгоритмы анализа параметров модулятора оптического излучения, сочетающие аналитические и численные методы моделирования. Сформулированы основные функции цели и сделаны рекомендации по выбору моделей и методов синтеза и оптимизации характеристик модулятора.
Разработано программное обеспечение, основанное на различных программных пакетах (FlexPDE, MatLab), реализующее указанные алгоритмы и позволяющее смоделировать параметры модулятора на ПЭВМ. Демонстрируется расчет основных характеристик для выбранной конструкции модулятора: зависимость глубины модуляции от управляющего напряжения, диаграмма направленности.
КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОЗДАНИЯ
ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИХ ДИФРАКЦИОННЫХ СТРУКТУР
Паранин В.Д., Левченко В.И., научный руководитель проф. Матюнин С.А.
(Самарский государственный аэрокосмический университет)
Работа посвящена выбору материалов и технологий изготовления элементов на основе многокомпонентных электрооптических дифракционных структур (МЭДС).
Приведен сравнительный обзор параметров различных функциональных материалов и покрытий: электроизоляционных, защитных, поляризационных, спектроформирующих. Подробно рассмотрен вопрос выбора электрооптических материалов с учетом последних достижений в области создания электрооптических полимеров и молекулярных кристаллов. Проанализированы оптические, температурные, прочностные, стоимостные характеристики материалов, типовые технологические маршруты формирования маски управляющих электродов на поверхности электрооптического материала и комплекса функциональных покрытий. На основе законов отражения и поглощения оптического излучения оценено влияние выбора свойств материалов на оптические и энергетические параметры моделируемых структур. С помощью численных методов и аналитических формул проведен расчет погонной емкости базовых структур МЭДС и установлено влияние параметров материалов на их быстродействие.
Составлен перечень рекомендаций по изготовлению электрооптических дифракционных структур, направленных на улучшение технологичности конструкции, повышение быстродействия элементов на основе МЭДС, расширение температурного диапазона эксплуатации.
УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ
Есина Е.В., научный руководитель препод. Шорохов Н.С.
(Самарский государственный университет путей сообщения)
С целью уменьшения влияния внешних факторов на достоверность информации о нахождении поезда на перегоне и некоторых его характеристик (длина, скорость), а так же повышения уровня безопасности движения поездов на перегонах, оборудованных тональными рельсовыми цепями (ТРЦ), предлагается устройство и способ, решающие следующие задачи:
- непрерывное определение ординаты шунта начала и конца поезда;
- непрерывная фиксация скорости движения поезда;
- определение длины поезда.
Способ, реализованный в устройстве, может найти широкое применение как полезное дополнение в переездной сигнализации, для контроля скорости поезда или в горочной автоматике для контроля заполнения подгорочных путей, а также контроля и управления скоростью отцепов.
Расчёт регулируемой линии задержки
Сидорин С.А., Стулков А.И., научный руководитель ст. препод. Цаплин Н.Н.
(Самарский государственный университет путей сообщения)
Построена регулируемая линия задержки на основе фазовых контуров, Приведены основные соотношения по расчёту элементов фазового контура по заданному времени задержки и проведены расчёты по изменению времени задержки при изменении параметров контура, в частности индуктивности.
Записана передаточная функция фазового контура и ФЧХ фазового контура. Определена функция группового времени задерживания.
Применение фазовых контуров в регулируемых линиях задержки позволяет повысить диапазон регулирования времени задержки по сравнению с лестничными структурами.
ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОФРИКЦИОННОГО КОНТАКТА
НА КОММУТАЦИЮ ТЯГОВЫХ ЗЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
Курносенкова Е.В., научный руководитель доц. Попов Д.А
(Самарский государственный университет путей сообщения)
Получено аналитическое выражение, связывающее начало искрения с температурной вспышкой на коллекторе, удельным сопротивлением щетки и теплопроводностью коллектора.
В результате аналитических исследований установлено: для щеток марки ЭГ-61 при средней температуре коллектора 80 0С и температурной вспышке на пятне фактического контакта равной температуре возгонки углерода (500 0С) падение напряжения в контакте щетка-коллектор, при котором возникает искрение, составляет порядка 2,4 В.
Для щеток марок ЭГ2А, ЭГ61, ЭГ74 при средней температуре коллектора 80 0С с учетом разброса удельных сопротивлений щеток переходное падение напряжения щетка-коллектор лежит, соответственно, в пределах: 1,3 – 2,1 В; 1,9 – 2,6 В; 2,3 – 3,4 В.
Для снижения искрения тяговых электродвигателей рекомендуется использовать щетки с более высоким удельным сопротивлением. При этом переходное напряжение щетка-коллектор, при котором возникает искрение, растет пропорционально корню квадратному удельного сопротивления щетки.
РАЗРАБОТКА УЧЕБНОГО НАГЛЯДНОГО ПОСОБИЯ
ПО ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ МАШИНАМ
Бормотин В.Н., Петина В.С., научн. руководители проф. Дубинин А.Е., доц. Брятова Л.И.
(Самарский государственный университет путей сообщения)
Наглядное пособие предназначено для демонстрации студентам, изучающим в курсе «Электрические машины» модель вращающегося магнитного поля, которое создается на статоре машин переменного тока трехфазной обмоткой.
Учебное наглядное пособие состоит из стенда, на лицевой панели которого изображен в поперечном разрезе асинхронный двигатель. По окружности статора смонтированы лампы, объединенные по количеству фаз в три группы. Яркость свечения групп ламп изменяется схемой управления поочередно с перекрытием соседних групп, имитируя вращение магнитного поля. Принцип образования вращающегося магнитного поля поясняется на лицевой панели стенда рисунками, на которых показано вращение стрелки – вектора максимума магнитного потока. На лицевой панели стенда расположены также элементы управления электрической схемой наглядного пособия (защищено авторским свидетельством на изобретение № 1721624).
РАЗРАБОТКА СПОСОБА ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ
СИСТЕМЫ СПИД ШЛИФОВАЛЬНОГО СТАНКА
Шайхуллина А.Н., Васильева Л.В., научный руководитель доц. Брятова Л.И.
(Самарский государственный университет путей сообщения)
Большинство возмущающих воздействий, влияющих на точность обработки, в конечном счете приводят к изменению постоянной времени системы станок-приспособление-инструмент-деталь (СПИД).
Постоянную времени системы СПИД можно достаточно точно определять через параметры переходного процесса в начале исследования. В качестве измеряемых параметров приняты значения припусков на детали в дискретные моменты времени, следующие друг за другом через разные интервалы времени. Постоянную времени системы СПИД определяют по соотношению, полученному в результате математического моделирования процесса исследования.
Для измерения припусков используют преобразователь перемещения в напряжение. Напряжение на выходе преобразователя пропорционально оставшемуся припуску.
АНАЛИЗ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В НЕЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЯХ
МЕТОДОМ ФАЗОВОЙ ПЛОСКОСТИ
Мингнаров Р.М., научный руководитель доц. Гайнуллин Р.А.
(Самарский государственный университет путей сообщения)
Рассмотрена методика расчета переходных процессов с использованием фазовой плоскости. Показано, что фазовые портреты дают возможность охватить всю совокупность процессов в рассматриваемой системе, которые могут возникать при различных начальных условиях.
Заключение о характере процессов выводится без предварительного отыскания выражений интегралов исходных уравнений, даже и тогда (что очень важно), когда эти выражения не могут быть получены.
Приведены примеры качественного построения кривых i(t)по фазовым траекториям. Приведен алгоритм решения конкретной задачи расчета переходного процесса в нелинейной цепи, носящего апериодический характер.
КОРРЕКТИРОВКА И ОТЛАДКА ПРОГРАММЫ ТЕСТА
ПО ТЕМЕ «ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ»
Пилипенко А.С., научный руководитель ст. препод. Сергашова Н.А.
(Самарский государственный университет путей сообщения)
Скорректирована и отлажена функционирующая на кафедре программа теста по теме «Электронные устройства» по рабочей методике. Часть ранее сформулированных вопросов и составленных ответов заменена другими, завершение теста снабжается условными обозначениями с подсчетом правильных ответов (зеленый квадрат-зачет, красный-незачет). Проведена отладка программы и запуск ее в учебный процесс. Программа позволяет повысить эффективность процесса обучения и контроль за качеством усвоения материала при одновременном расширении круга затрагиваемых проблем. Разработанные тесты используются при тестировании студентов и защите лабораторных работ в разделах «Электроника. Полупроводниковые материалы и приборы». Их использование дает возможность более эффективно освоить дисциплину «Электротехника и электроника». Тестирование используется у студентов всех форм обучения.
О НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ НАГРЕВА БУКС ВАГОНОВ
Арсентьев А.Ю., научный руководитель проф. Дубинин А.Е.
(Самарский государственный университет путей сообщения)
Предлагаемая система контроля нагрева букс выполняется на дискретных интегральных микросхемах, где в качестве датчиков температуры используются обратные «p-n» переходы полупроводниковых элементов. Система позволяет осуществлять местонахождение перегретой буксы вагона, контроль пробоя датчика на корпус, местонахождение неисправностей в цепи датчиков (обрыв проводов, короткое замыкание, пробой на корпус).
Проведен анализ надежности системы контроля нагрева букс вагонов, который показал, что средняя наработка до первого отказа, исходя из непрерывной работы, составляет: для датчиков 4 года; для схемы 11 лет; для всей системы 3 года. Время же пробега железнодорожного вагона до первого деповского ремонта составляет 2 года, что ниже времени переработки на отказ датчиков и всей системы в целом. Низкая переработка датчиков по сравнению со схемой, объясняется высокой интенсивностью отказов соединительных кабелей датчиков, которая в 3 раза превышает интенсивность отказов германиевых диодов, используемых в качестве термодатчиков.
ПРОЕКТ УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ
СЕТИ СЛЕДУЮЩЕГО ПОКОЛЕНИЯ NGN
Росляков А.А., научный руководитель проф. Росляков А.В.
(Поволжский государственный университет телекоммуникаций информатики)
Предлагается типовой проект учебно-исследовательской лаборатории сети следующего поколения NGN (Next Generation Network) для вузов связи.
Проведен анализ имеющихся отечественных и зарубежных аппаратных и программных решений сетей NGN, которые могут быть использованы для проведения учебных и исследовательских работ.
Разработана схема организации связи в лаборатории с реализацией двух сегментов: TDM и IP, взаимодействующих между собой через медиа-шлюз.
Для проведения лабораторных и исследовательских работ выполнена установка имитатора нагрузки протокола SIP в виде бесплатного программного обеспечения SIPp, а также бесплатной программы-сниффера WireShark.
Разработаны сценарии и методическое обеспечение проведения на базе лаборатории учебных занятий бакалавров и студентов и исследовательской работы магистров. Поставлены такие лабораторные и исследовательские работы, как исследование речевых кодеков, анализ пакетного трафика протоколов SIP и Н.323, конфигурирование различных сетевых топологий, исследование влияние функции подавления пауз в пакетной речи на величину трафика, исследование различных ДВО (конференцсвязь, речевая почта, IVR и др.), исследование механизмов и протоколов передачи факсимильных сообщений и сигналов DTMF в IP-сети и др.
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОБСЛУЖИВАНИЯ ЗАЯВОК В МАРШРУТИЗАТОРЕ
Сутягин С.К., научный руководитель доц. Сутягин К.А.
(Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики)
Различаются несколько основных видов потоков сообщений, каждому из которых может быть присвоен или не присвоен определенный приоритет. Таким образом, для описания процессов необходимо использовать набор математических моделей, которые и рассматриваются в данной работе. Это однолинейная модель обслуживания с ожиданием (очередью) без приоритетов и однолинейная модель обслуживания с ожиданием (очередью) с приоритетами.
Обе модели рассмотрены, произведен их анализ, в результате показано, что для уменьшения очереди наиболее значимым фактором является повышение интенсивности обслуживания.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
Гагарин А.В., научный руководитель препод. Кошелев М.В.
(Филиал Самарского государственного технического университета в г. Сызрани)
Преобразователь частоты управляет электрическим двигателем и представляет собой электронное статическое устройство. На выходе преобразователя формируется электрическое напряжение с переменными амплитудой и частотой.
Рассмотрена замена клапанов, с помощью которых происходит регулирование напора или расхода продукта (сырья) после нагнетания насосами, на частотно-регулируемый электропривод.
Частотно-регулируемый электропривод обеспечивает: плавный пуск без пусковых токов и ударов и остановку электродвигателя; полную электрозащиту двигателя от перегрузок по току, перегрева; плавное регулирование скорости вращения электродвигателя; уменьшение потребление электроэнергии за счет оптимального управления электродвигателем в зависимости от нагрузки; увеличение срока службы электропривода; повышение надежности и долговечности работы оборудования; упрощение его технического обслуживания.
Экономический эффект применения частотно-регулируемого электропривода: экономия электроэнергии; увеличение объема и повышение качества выпускаемой продукции; снижение износа механических звеньев и продление срока службы технологического оборудования.
Поляризационные характеристики электромагнитной волны,
отраженной от неоднородного слоя анизотропного феррита
Никушин А.В., научный руководитель доц. Падин Д.Н.
(Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики)
Актуален вопрос о создании малоотражающих покрытий, применяемых в качестве экранирования большинства приборов и техники СВЧ от воздействия электромагнитного излучения. В работе численными методами исследуются отражения электромагнитной волны от нанесенного на металл неоднородного слоя феррита, находящегося в постоянном магнитном поле Н0 . Проведен численный анализ отражений при произвольном угле падения электромагнитной волны Е- и Н-поляризации. Рассчитаны поляризационные характеристики электромагнитной волны, отраженной от неоднородного слоя анизотропного феррита.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДИСКОВОГО ПЛОСКОВОГО РЕЗОНАТОРА
В СИСТЕМЕ «MICROWAVE OFFICE»
Рабенко А.П., научный руководитель доц. Солдатов А.А.
(Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики)
В работе исследовался дисковый полосковый резонатор. Произведен расчет эффективной диэлектрической проницаемости и спектра резонансных частот в зависимости от диаметра резонатора и диэлектрической проницаемости. Рассчитанный резонатор спроектирован в среде «MICROWAVE OFFICE». Проведен анализ зависимости резонансной частоты от диаметра резонатора и от параметров подложки (диэлектрической проницаемости толщины). Получены кривые распределения тока по резонатору. Смоделирована зависимость входного сопротивления резонатора от частоты при различных параметрах подложки. Изготовлен макет дискового резонатора на подложке ФЛАН -2.8 и проведены экспериментальные измерения на панорамном измерителе. Экспериментальные и расчетные кривые достаточно близко совпадают.
ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФИЛЬТРОВ СВЧ-ДИАПАЗОНА
Галай Н., научный руководитель препод. Рахаев А.А.
(Самарский государственный аэрокосмический университет)
Рассмотрены методы построения и конструкции частотно-избирательных устройств СВЧ-диапазона на основе микрополосковой линии передачи и различные методики расчета их частотных характеристик. Рассчитаны частотные характеристики фильтров с помощью программы «Microwave Office». Приведено сравнение результатов расчета частотных характеристик, основанных на использовании библиотеки базовых элементов и на использовании топологии анализируемых частотно-избирательных структур.
АВТОГЕНЕРАТОР СВЧ-ДИАПАЗОНА
Попов А., научный руководитель препод. Рахаев А.А.
(Самарский государственный аэрокосмический университет)
Рассмотрены методы построения и конструкции диодных автогенераторов СВЧ-диапазона на основе микрополосковой линии передачи. Проведено сравнение электрических характеристик различных конструкций фильтрующих устройств, выбрано их оптимальное построение. Рассчитана конструкция автогенератора, оптимизированы его параметры с помощью программы Microwave Office по критерию максимального подавления нежелательных гармоник.
Задача о распределении поверхностной плотности тока
по плоской кольцевой рамочной антенне
Соловьёв А.О., научный руководитель проф. Неганов В.А.
(Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики)
Задача о двумерном распределении тока для плоской кольцевой антенны сведена к набору одномерных сингулярных интегральных уравнений (СИУ) относительно Фурье-гармоник поверхностной плотности тока, являющихся функциями поперечной координаты. Ранее расчет подобных антенн производился с помощью интегральных уравнений Фредгольма первого рода, решение которых является некорректной задачей, либо с помощью СИУ, полученного с использованием квазистатического приближения распределения тока по ширине полоски. Показано, что поверхностная плотность тока в резонансном случае концентрируется вблизи резонансного радиуса, а в нерезонансном – вблизи краев полоски, образующей кольцо. При анализе амплитудной диаграммы направленности в азимутальной плоскости было выявлено, что в случае полуволновой длины кольца наблюдается однонаправленное излучение.
НЕЛИНЕЙНЫЙ РЕЗОНАНС В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ВИБРАТОРЕ,
УправляемОм варикапом
Карлов Ар.В., научный руководитель проф. Зайцев В.В.
(Самарский государственный университет)
Представлена математическая модель и приведены результаты численного анализа вынужденных нелинейных колебаний в симметричном электрическом вибраторе, резонансная частота которого перестраивается подключенным ко входу варикапом. Он может служить, например, элементом перестраиваемых периодических антенных решеток.
На основе анализа частотной зависимости входного импеданса вибратора получена система обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка для вынужденных колебаний модовых осцилляторов. Методами численного анализа и цифровой обработки сигналов получены нелинейные АЧХ и ФЧХ вибратора.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФАЗОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ
СВЧ-ГЕНЕРАТОРОВ МЕТОДОМ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ ДВИЖЕНИЯ
Стулов И.В., научный руководитель проф. Зайцев В.В.
(Самарский государственный университет)
Описана модель и приведены результаты математического моделирования процессов синхронизации диодных автогенераторов с резонаторами на отрезках микрополосковых линий передачи.
Для моделирования автоколебаний использован метод интегрального уравнения движения (ИУД). Получено общего вида нелинейное ИУД автогенератора с активным двухполюсником, содержащее импедансную импульсную характеристику резонатора в точках включения двухполюсника и нелинейный адмитанс двухполюсника.
Нелинейное ИУД решается численно. Численные реализации автоколебательных процессов позволяют методами цифровой обработки сигналов исследовать АЧХ синхронных колебаний и форму биений вблизи границ захвата и удержания.
ОТРАЖЕНИЕ ПЛОСКОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ
ОТ ТРЕХСЛОЙНОЙ КИРАЛЬНОЙ МЕТАСТРУКТУРЫ
Баткаев Р.М., научный руководитель проф. Осипов О.В.
(Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики)
Проведено исследование отражения плоской электромагнитной волны
H-поляризации от планарной киральной метаструктуры, состоящей из трех киральных слоев с различными геометрическими и электрофизическими параметрами. Решение задачи осуществлялось классическим методом частичных областей с использованием строгого алгоритма определения электромагнитного поля в каждом киральном слое. Математическая модель структуры была сведена к системе из 16 линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) относительно неизвестных коэффициентов отражения и прохождения. СЛАУ решалась на ПЭВМ методом Гаусса, в результате чего получены частотные и угловые зависимости искомых коэффициентов отражения и прохождения. В результате анализа численных результатов выявлены различные режимы работы метаструктуры. В частности, показано, что многослойная киральная структура может выполнять роль преобразователя поляризации, частотно селективного защитного экрана и малоотражающего покрытия в достаточно узком диапазоне частот.