2017 год, №3

Содержание выпуска
ФОРМИРОВАНИЕ ВОПРОСОВ КАДРОВОЙ ПОЛИТИКИ АО «НИИФИ» В УСЛОВИЯХ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ «ЦИФРОВАЯ ЭКОНОМИКА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ»
Николаев Андрей Валерьевич
Стр. 7 — 11
Актуальность и цели. Обозначены современные тенденции развития российской экономики. Целью работы является определение направлений формирования вопросов кадровой политики АО «НИИФИ» в условиях реализации программы «Цифровая экономика Российской Федерации». Материалы и методы. Рассмотрены основополагающие документы, регламентирующие цели, задачи, основные положения и технологии реализации программы «Цифровая экономика Российской Федерации». Показано, что качество подготовки инженерных кадров становится одним из ключевых факторов конкурентоспособности государства, основой для его технологической, экономической независимости. Результаты. Для повышения качества подготовки инженерных кадров в АО «НИИФИ» организована кафедра «Ракетно-космическое и авиационное приборостроение», что позволяет приблизить программу обучения студентов к требованиям предприятий оборонно-промышленного комплекса и других отраслей промышленности. Выводы. Деятельность кафедры позволила интенсифицировать работу со студентами старших курсов ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет» в направлении получения профессиональных знаний и практических инженерных навыков, что способствует повышению технической грамотности, самостоятельности и инициативности молодых специалистов.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИСТОЧНИКА ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ НА СИСТЕМУ ИЗМЕРЕНИЯ АБСОЛЮТНОГО ДАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ ДАТЧИКОВ ТЕНЗОРЕЗИСТИВНОГО ТИПА
Майоров Артем Вячеславович, Малышев Андрей Владимирович
Стр. 12 — 17
Актуальность и цели. Одним из способов повышения метрологических характеристик систем измерения абсолютного давления является усовершенствование источника опорного напряжения (ИОН), входящего в состав вторичного преобразователя системы. С целью улучшения метрологических характеристик системы измерения абсолютного давления разработан ИОН, отличающийся применением полностью отечественной элементной базы. Материалы и методы . Авторами были использованы методы исследования, преобразования измерительной информации, математического моделирования и натурные испытания. Результаты. Рассмотрена и решена задача улучшения метрологических характеристик системы измерения абсолютного давления путем внедрения разработанного ИОН, построенного полностью на отечественной элементной базе. Экспериментально показано, что разработанный ИОН превосходит зарубежные аналоги по ряду основных метрологических характеристик, кроме того, его внедрение в системы измерения абсолютного давления является целесообразным. Выводы. Использование разработанного ИОН во вторичном преобразователе позволяет отказаться от использования зарубежной элементной базы, обеспечить более высокую вероятность безотказной работы и уменьшить влияние дестабилизирующих факторов, таких как нестабильность выходного напряжения по времени, нестабильность выходного напряжения по температуре и т.д., на систему в целом.
СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ, МОНИТОРИНГА, КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ ПАРАМЕТРОВ РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
Бастрыгин Кирилл Игоревич, Трофимов Алексей Анатольевич
Стр. 18 — 25
Актуальность и цели. Актуальность данной темы подтверждается повышенными требованиями к надежности, предъявляемыми к жидкостным ракетным двигателям. Основной целью разработки системы является решение ряда задач: увеличение номенклатуры датчиков и перечня измеряемых ими параметров, снижение стоимости и массогабаритных параметров системы, увеличение площади и количества контролируемых объектов, автоматизация процедур накопления, систематизация и классификация статистических данных огневых испытаний узлов и агрегатов двигателя. Материалы и методы. Изложены особенности построения системы измерения и мониторинга. Приведены схемотехнические решения и описаны принципы работы системы. Разработан алгоритм информационного взаимодействия блока сбора данных и цифровых датчиков. Результаты. Разработанный макет системы измерения, мониторинга, контроля и диагностики двигателя при огневых стендовых испытаниях состоит из распределенной сети датчиков физических величин (ДФВ), измеряющих физические параметры двигателя, и блока сбора данных, обеспечивающего подключение ДФВ, непрерывный или систематический сбор и обработку сигналов, передаваемых по измерительным каналам с датчиков, и передачу обработанных. Выводы. По результатам исследования проведено сравнение разработанной системы с применяемой для аналогичных целей в настоящее время и сделан вывод о значительном превосходстве первой, что в дальнейшем должно обеспечить более высокую надежность и безопасность при создании, отработке и запуске ракет-носителей.
ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ИНТЕРФЕЙСНОГО ПРОСТРАНСТВА ДЛЯ ВИЗУАЛЬНОГО МОНИТОРИНГА МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
Косников Юрий Николаевич
Стр. 26 — 31
Актуальность и цели . Объектом исследования является интерфейс «человек-компьютер» системы мониторинга сложных объектов. Предметом исследования является организация интерфейсного пространства. Целью работы является разработка решений по снижению психофизиологической напряженности оператора системы мониторинга путем оптимизации интерфейсного пространства. Материалы и методы . Применены методы системного анализа: стратификация рассмотрения интерфейсного пространства и декомпозиция его структуры. Интегральное состояние объекта контроля отображается на основе генерализации его параметров. Результаты . Сформулированы принципы организации интерфейса: эргономичность, комплексность, иерархичность, объектная направленность, когнитивность и минимизация вычислительных ресурсов. Генерализация параметров контролируемых объектов позволяет сопоставить состояние их совокупности некоторому хорошо опознаваемому человеком геометрическому образу. Для нижнего уровня подходит интерфейс, содержащий реалистичные образы элементов пространства и дополненный символьными и геометрическими элементами. Иерархический интерфейс позволяет выполнять с требуемой детальностью контроль ситуации на объекте в целом и его элементов в отдельности. Для экономии вычислительных ресурсов следует применить древовидную структуру интерфейсного пространства. В зависимости от ситуации нужно выбирать ту или иную ветвь дерева и тот или иной уровень иерархии на этой ветви. Выводы . Предлагаемый подход к распределению информации о контролируемых параметрах между уровнями иерархии интерфейса, а также к выбору элементов интерфейсного пространства позволяет снизить психофизиологическую напряженность оператора системы мониторинга без потери когнитивности.
ПРОСТРАНСТВЕННО ОРИЕНТИРОВАННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ ДЛЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ
Щевелев Антон Сергеевич, Савенков Александр Валерьевич, Рязанцев Дмитрий Андреевич
Стр. 32 — 38
Актуальность и цели . Объектом исследования является метод определения деформации для предупреждения возникновения аварийных ситуаций в изделиях ракетно-космической и авиационной техники. Предметом исследования является метод раннего обнаружения повреждений, реализованный на методах акустического и ультразвукового неразрушающего контроля. В основу метода положены особенности взаимодействия волны Лэмба и волоконных брэгговских решеток. Целью работы является определение путей эффективной реализации пространственно ориентированного метода определения деформации. Материалы и методы . Определены обобщенные требования со стороны измерительной системы на основе предложенного метода, влияющие на метрологические и эксплуатационные характеристики чувствительных элементов. Проведен анализ методов опроса и расшифровки результатов измерений деформации. Оценены преимущества и недостатки высокоскоростных методов опроса длин волн. Выводы . Даны рекомендации для достижения максимальной эффективности метода путем построения измерительной системы на волоконно-оптических компонентах. В частности, применением оптоволокна с покрытием из графитопластика в качестве источника акустических волн. Данное решение позволяет увеличить чувствительность к измеряемым параметрам деформации и температуры. Обоснован выбор метода опроса датчиков волоконных брэгговских решеток в зависимости от измеряемой частоты. С частотой измерения до 1 кГц целесообразно применение перестраиваемого оптофильтра Фабри - Перо, для частоты 1 МГц и выше - применение лазерного диода или перестраиваемого лазера. В свою очередь перестраиваемый лазер позволит проводить одновременное измерение как статической, так и динамической деформации. Даны рекомендации по применению метода в изделиях ракетно-космической и авиационной техники.
МОДЕЛЬ РАССЕИВАНИЯ РАДИОВОЛН В ЛЕСНОЙ СРЕДЕ
Санников Сергей Петрович, Побединский Владимир Викторович, Побединский Андрей Анатольевич
Стр. 39 — 48
Актуальность и цели . Объектом исследования являлись участки лесной среды с различными лесонасаждениями. Предметом исследований являлись закономерности изменения величины рассеяния радиоволн в процессе радиочастотного мониторинга леса в зависимости от характеристик лесной среды, конструктивных параметров аппаратуры, параметров электромагнитного излучения и климатических условий. Цель работы заключалась в разработке модели рассеивания радиоволн в лесной среде. Материалы и методы . Для проведения исследований в качестве научных методов использованы методы математического моделирования, теории информации и передачи сигналов, методы расчета электромагнитных полей в лесных массивах, теория эксперимента, математической статистики. Для экспериментов были разработаны методики и оборудование для лабораторных и экспериментальных исследований, которое включает датчики (метки) RFID, передатчик, антенны трех типов, приемник, компьютер и специально разработанное программное обеспечение для обработки принимаемой информации. Результаты. Результатами являются предложенные расчетная модель распространения прямой волны в лесной среде, геометрическая расчетная модель распространения луча радиоволны в лесу и модель рассеивания радиоволн в лесной среде. Полученные результаты необходимы для проектирования систем радиочастотного мониторинга лесного фонда. Выводы. Полученная модель рассеивания радиоволн в лесной среде учитывает все основные влияющие параметры, дает достаточно точные результаты, адекватность модели подтверждена результатами экспериментальных исследований, поэтому результаты могут быть рекомендованы для использования при проектировании систем радиочастотного мониторинга леса.
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МИКРОЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Баранов Александр Сергеевич
Стр. 49 — 54
Актуальность и цели. Российский рынок микроэлектромеханических систем (МЭМС-устройств) заполнен импортными датчиками и приборами, что показывает отсутствие массового потребителя данной продукции и, следовательно, невостребованность данной технологии в России. Целью работы является теоретическое исследование с применением современных программных средств процесса разработки инерциальных МЭМС-устройств. Материалы и методы. Для определения и оценки будущих выходных характеристик разрабатываемой конструкции чувствительного элемента (ЧЭ) МЭМС-акселерометра применено имитационное моделирование в программном обеспечении АNSYS. Результаты. Представлены аналитические расчеты и результаты имитационного моделирования воздействия ускорения на ЧЭ и определены резонансная частота элемента и максимальное перемещение инерционной массы. Выводы. Выходные характеристики разрабатываемого ЧЭ соответствуют ожидаемым, следовательно тип данной конструкции возможно использовать для дальнейшей разработки МЭМС-акселерометра.
КОМПЕНСАЦИЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ СМЕЩЕНИЯ НУЛЯ УСТРОЙСТВА ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ ТАНГАЖА И КРЕНА «УИТК»
Ларкин Максим Сергеевич, Поспелов Алексей Владимирович
Стр. 55 — 59
Актуальность и цели. Рассмотрена конструкция устройства измерения углов тангажа и крена производства АО «НИИФИ». Одной из проблем устройства является нестабильность выходных значений в зависимости от температуры. Предметом исследования является температурная нестабильность устройства измерения углов тангажа и крена. Материалы и методы. Рассмотрены вариант уменьшения температурной нестабильности устройства измерения углов тангажа и крена за счет изменения конструкции устройства, оснастки и коррекцией выходных значений в микроконтроллере, входящем в конструкцию устройства. Результаты. Расчетным и опытным путем было подтверждено уменьшение температурной нестабильности устройства. Выводы. Подтверждено снижение температурной нестабильности устройства измерения углов тангажа и крена за счет изменения конструкции устройства, оснастки и коррекции выходных значений.
РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ ДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ НА ОСНОВЕ МИКРОЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ
Шокоров Вадим Александрович
Стр. 60 — 66
Актуальность и цели . Предметом исследования являются полупроводниковые датчики давления и температуры. Целью работы является разработка распределенных датчиков давления и температуры на основе микроэлектромеханических систем для изделий ракетно-космической техники, работающих при повышенных значениях внешних воздействующих факторов. Материалы и методы . Обоснована целесообразность применения определенных конструкционно-технологических решений. Результаты . Приведена разработанная конструкция датчика. Проведены патентные исследования, подтверждающие новизну применения разработанных конструктивно-технологических решений. Выводы . Предложенная авторами конструкция полупроводникового датчика давления и температуры позволит увеличить надежность и полезную нагрузку космического аппарата; технические и метрологические характеристики датчика не уступают отечественным и зарубежным аналогам, а по некоторым показателям даже превосходят их.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОНИЖЕННОГО ДАВЛЕНИЯ НА ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
Трофимов Алексей Анатольевич, Рязанцев Дмитрий Андреевич, Тимонин Роман Михайлович
Стр. 67 — 73
Актуальность и цели. Целью работы является определение работоспособности датчика линейных перемещений в условиях воздействия пониженного давления методом имитационного моделирования тепловых процессов и экспериментальным определением дополнительной погрешности от воздействия пониженного давления. Материалы и методы. Проведено моделирование тепловой модели нагрева элементов конструкции датчика от рассеиваемой мощности электрорадиоизделий. Выполнено экспериментальное подтверждение результатов моделирования с последующей оценкой работоспособности датчика в условиях воздействия пониженного давления по значению дополнительной погрешности. Результаты. Приведены результаты расчетов рассеиваемой мощности электрорадиоизделий и показано моделирование тепловых полей при воздействии пониженного давления на датчик линейных перемещений. Разработана 3D-модель датчика. Экспериментально подтверждена правильность конструктивных решений датчика. Определена дополнительная погрешность датчика от воздействия пониженного давления. Выводы. Результаты моделирования и экспериментов подтвердили работоспособность исследуемого датчика в условиях воздействия пониженного давления.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ РАЗМЕРОВ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА КРЕМНИЕВОГО РЕЗОНАНСНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДАВЛЕНИЯ
Кудрявцева Дарья Александровна
Стр. 74 — 81
Актуальность и цели. К современным измерительным устройствам предъявляются требования по повышению помехоустойчивости и снижению массогабаритных показателей. Повышению помехоустойчивости способствует использование преобразователей с частотным выходным сигналом. Снижению массы и габаритных размеров преобразователя способствует использование МЭМС-технологии для изготовления чувствительного элемента (ЧЭ) в интегральном исполнении. Рассматривается первичный измерительный преобразователь давления в изменение частоты колебаний ЧЭ струнного типа. Объектом исследования является конструкция ЧЭ кремниевого резонансного преобразователя давления. Предметом исследования является зависимость частоты колебаний ЧЭ в виде кремниевой струны от ее геометрических параметров. Цель работы - исследование влияния конструктивных размеров на изменение собственной частоты чувствительного элемента кремниевого резонансного преобразователя давления. Материалы и методы. Приведены и обоснованы преимущества изготовления кремниевой струны интегральным способом из монокристаллического кремния. С помощью аналитических расчетов и численных методов построена и проанализирована зависимость резонансной частоты колебаний от геометрических параметров струны. Результаты. Проведенные расчеты и анализ результатов показали, что для приведенных в статье соотношений размеров струны численное моделирование на основе метода конечных элементов дает удовлетворительные результаты для собственных частот колебаний однородной балки. Однако для малых размеров поперечного сечения струны наблюдались отклонения от линейного закона, что свидетельствует о необходимости учета особенностей построения конечноэлементной сетки для моделирования струн таких пропорций. Выводы. Для вычислений и инженерного анализа конструктива упругого элемента систем с микроминиатюрными струнами рекомендуется использовать топологию сетки конечных элементов в виде параллелепипедов либо балочного типа. При моделировании воздействия динамики струны на полупроводниковую структуру, располагающуюся на поверхности или непосредственно в массиве струны, необходимо тщательно подбирать топологию сетки конечных элементов. В качестве первичной верификации результатов численного моделирования можно использовать совпадения результатов моделирования с результатами расчетов по приведенным в статье аналитическим выражениям.
ПРИМЕНЕНИЕ ДВУХЧАСТОТНОГО МЕТОДА ВЫДЕЛЕНИЯ ИНФОРМАТИВНОГО СИГНАЛА ПРИ ПОСТРОЕНИИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ ПЕРВИЧНЫХ ВИХРЕТОКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
Абрамов Сергей Владимирович
Стр. 82 — 89
Актуальность и цели. При измерении перемещений, биений валов актуальной проблемой является раздельное измерение информативных и неинформативных параметров первичных вихретоковых преобразователей (ПВП) и в дальнейшем компенсация различными схемотехническими способами неинформативных. Целью работы является сравнительная оценка двухчастотного метода с одинаковыми и различными начальными фазами, рассмотрение влияния некомпенсации на приведенную погрешность. Материалы и методы . Для решения поставленной задачи рассматривались функциональные зависимости ПВП на основной и вспомогательной частоте. Результаты. С учетом условий полной компенсации неинформативного параметра рассмотрено влияние некомпенсации по амплитуде и фазе на выходной сигнал ПВП. Выявлены преимущества и недостатки двухчастотного метода с одинаковыми и разными начальными фазами. Выводы . Двухчастотный метод может быть использован при решении вопроса подавления неинформативных параметров ПВП.
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО АЛМАЗА
Крайнова Ксения Юрьевна
Стр. 90 — 96
Актуальность и цели. Актуальность статьи подтверждается повышенными требованиями к метрологическим характеристикам, предъявляемым к приборам в средствах выведения, космических аппаратах, пилотируемых комплексах и других отраслях промышленности, работающих в жестких условиях эксплуатации. Основной целью разработки высокоточного датчика давления является решение задач, направленных на увеличение диапазона температур и обеспечение долговременной стабильности. Материалы и методы. Проанализированы основные структуры и компоненты на основе полупроводниковых широкозонных материалов. Подробно рассмотрена структура датчика на основе поликристаллического алмаза, отличающегося от всех широкозонных материалов наилучшим сочетанием электрофизических параметров. Проведены экспериментальные исследования по созданию поликристаллических алмазных пленок, а также по созданию микрорельефа на их поверхности путем плазмохимического травления. Результаты. По результатам проведенных исследований выявлена возможность изготовления высокоточного датчика на основе поликристаллического алмаза. Технология получения пленок поликристаллического алмаза и обработки плазмохимическим травлением воспроизводима, однако целесообразно проведение дополнительных экспериментальных исследований по формированию структуры датчика кремний-диэлектрик-алмаз. Выводы. Предложенная структура датчика давления позволят использовать его для работы в диапазоне температур от минус 196 °С до плюс 300 °С и выше. Особые электрофизические параметры поликристаллического алмаза позволят применять датчик в условиях повышенной радиации.
МНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫЙ ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА СЛОЖНОЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ИНТЕРВАЛЬНОГО АНАЛИЗА СЛАБОСТРУКТУРИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИИ
Гришко Алексей Константинович, Кочегаров Игорь Иванович, Лысенко Алексей Владимирович
Стр. 97 — 107
Актуальность и цели. Объектом исследования являются сложные технические системы, которые характеризуются разнородными критериями качества и параметрами, заданными диапазонами их изменений. Предметом исследования являются многофункциональные модели формирования и ранжирования вариантов систем. Цель работы состоит в разработке методики выбора предпочтительного варианта системы по совокупности разнородных критериев качества, заданных в интервальном виде. Материалы и методы. Предлагаемый подход базируется на комплексном применении методов интервального анализа, теории нечетких множеств и теории принятия решений. Анализ табличных данных основан на применении теории матриц. Результаты. Разработан способ нормализации разнородных критериев качества, основанный на построении отношений предпочтения интервального вида. Построение комплексного вектора критериев качества позволяет получить методику многокритериального выбора варианта сложной радиоэлектронной системы на множестве возможных альтернатив. Выводы. В отличие от известных методов с жестким ранжированием, метод построения предпочтений интервального вида на множестве альтернативных вариантов систем по векторным разнородным критериям качества предлагает вместо коэффициентов, учитывающих важность критериев, применять функции принадлежности, которые показывают степень близости варианта реализации систем к эффективному или Парето-оптимальному вариантам. Рассмотрен пример оптимального построения радиоэлектронной системы, но предлагаемый метод может найти применение не только в технике, но также и при решении других прикладных задач оптимизации в экономике или социальной сфере.
ОБЗОР ВОЗМОЖНОСТЕЙ СОВРЕМЕННЫХ САЕ-ПРОГРАММ И ПРИБЛИЖЕННЫХ МЕТОДИК АППРОКСИМАЦИИ ДИАГРАММ «σ-ε» ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ УПРУГО-ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ
Васильев Валерий Анатольевич, Самошин Алексей Владимирович
Стр. 108 — 114
Актуальность и цели . Для решения задач пластического деформирования проведен анализ приближенных методик аппроксимации и построения диаграмм «σ-ε», использующих в качестве исходных данные ГОСТ и ТУ на материалы. Рассмотрены возможности современных САЕ-программ для решения данного типа задач. Целью работы является выбор оптимальных методик аппроксимации и построения диаграмм «σ-ε», позволяющих с высокой точностью определить напряженно-деформированное состояние упругих элементов и ответственных деталей датчиков с учетом пластических деформаций. Материалы и методы. Использовался метод конечных элементов, реализованный в программах Аnsys и SоlidWоrks. Результаты. Примененные методики наглядно доказывают, что в случаях отсутствия экспериментальных данных испытаний образцов результаты расчетов являются весьма приближенными, но требуют минимума исходных данных. Наличие экспериментальных данных о механических характеристиках значительно увеличивает точность расчета, что позволяет с максимальной эффективностью использовать потенциал датчика. Выводы. Решение задач пластического деформирования актуально при проектировании изделий и, в частности, чувствительных элементов датчиков, изготавливаемых из металлов и сплавов. В этом случае даже приближенная оценка пластических деформаций обеспечивает возможность значительного улучшения массогабаритных показателей конструкции.
УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ЗАРЯДА МНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ ЛИТИЙ-ИОННЫХ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
Сердечный Денис Владимирович, Томашевский Юрий Болеславович
Стр. 115 — 123
Актуальность и цели . В основе эффективной эксплуатации литий-ионного накопителя лежит непрерывный мониторинг состояния основных параметров аккумуляторных ячеек. Актуальной задачей является определение структуры системы управления накопителем энергии и разработка алгоритма заряда многоэлементной батареи, который позволит определить оптимальное соотношение времени работы накопителя и временных затрат на процесс зарядки и балансировки. Материалы и методы. Рассмотрен метод пассивной балансировки ячеек многоэлементного литий-ионного накопителя. Представлена структура системы управления при реализации пассивного метода балансировки для n последовательно соединенных ячеек. В качестве основных параметров зарядного и балансировочного процесса определены значение тока заряда, сопротивление балластного резистора и количество циклов балансировки. Результаты . По результатам эксперимента можно сделать вывод, что количество балансировочных циклов влияет на эксплуатационные характеристики литий-ионного накопителя. С увеличением числа балансировочных циклов m увеличивается уровень минимального напряжения среди всех ячеек и, следовательно, увеличивается время разряда многоэлементной батареи, но при этом увеличивается и время заряда накопителя. Для рассмотренной конфигурации батареи определено оптимальное число балансировочных циклов. Выводы . Разработан алгоритм заряда и балансировки батареи, обеспечивающий оптимальное соотношение величины разбаланса, потерь и времени заряда. Разработана методика выбора количества циклов балансировки многоэлементной литий-ионной аккумуляторной батареи, эффективность которой подтверждена экспериментально.
ПОСТРОЕНИЕ ФАЗОВЫХ ТРАЕКТОРИЙ В ПРОСТРАНСТВЕ ЭНТРОПИЙНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СЕРДЦА
Полосин Виталий Германович
Стр. 124 — 132
Актуальность и цели. В медицинских учреждениях наиболее доступные методы диагностики сердечно-сосудистых заболеваний основаны на электрокардиографических методах обследования. Предметом исследования являются фазовые траектории электрокардиосигнала, отображающие динамические свойства сердца в пространстве энтропийно-параметрического потенциала. Получение новых диагностических оценок на основе отображения скоростных параметров электрокардиосигнала, позволяющих обнаружить скрытые при традиционном анализе отклонения, является актуальной задачей здравоохранения. Цель работы состоит в исследовании новых способов анализа электрокардиосигнала (ЭКС) и выявлении диагностических признаков функционального состояния сердечно-сосудистой системы. Материалы и методы . В качестве метода исследования использован качественно новый информационно-вероятностный метод визуализации ЭКС, согласно которому применяются скоростные свойства изменения построения фазовых траекторий в пространстве операторов производных. Результаты получены на основе реальных экспериментальных данных электрокардиографических исследований. Результаты . В работе дана формула для аппроксимации сортированного ряда значений, построенная на основе центральных моментов распределений. Применение центральных моментов n -го порядка выборки ЭКС скользящего окна является эффективным инструментом для аппроксимации упорядоченной выборки значений ЭКС с помощью разложения по степенным составляющим s -го порядка. Фазовые траектории, построенные на основе операторов производных в энтропийно-параметрическом пространстве, обладают устойчивостью к влиянию внешних воздействий в сравнении с классическими методами оценки производных ЭКС и предоставляет дополнительные возможности для формирования диагностических признаков сигнала: выделение зубцов, определение моментов изменения кривой и ее производных, оценки асимметрии зубцов. Предложен критерий выделения зубцов ЭКС, построенный на основе среднего квадратического значения центральных моментов, приведенных к максимальным параметрам. Критерий позволяет проводить эффективную сегментацию эпох ЭКС в пространстве энтропийно-параметрического потенциала.