ISSN 0021-3454 (печатная версия)
ISSN 2500-0381 (онлайн версия)
Меню
Аннотации номера

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И СИСТЕМЫ

301
Представлен методический аппарат, который может быть использован для вы-явления зависимости погрешности прогнозирования расхождения шкал време-ни распределенных в пространстве часов от факторов, влияющих на процессы измерения расхождения шкал времени и формирования этих шкал. Предлагае-мый подход учитывает влияние на погрешность прогнозирования расхождения: погрешности сравнения шкал времени удаленных часов и нестационарных свойств процесса формирования шкал времени за счет характеристик задающего генератора. Подход позволяет обобщить результат расчета погрешности прогнозирования применительно к широкому классу задающих генераторов. Предложена математическая модель формирования отсчетов исследуемого генератора, с помощью вычислительного эксперимента и сравнения с результатами измерения реального генератора показана ее адекватность. Описаны метод и алгоритм определения погрешности прогнозирования расхождения шкал времени, приведены результаты решения контрольной задачи расчета погрешности прогнозирования.
312
Предложен подход к прогнозированию остаточного срока службы информационной системы с использованием нечеткой регрессионной модели деградации ее функциональных возможностей. Особенностью подхода является введение нечетких временных интервалов и нечетких экспертных оценок степени функционального (морального) устаревания. Прогнозирование осуществляется на основе обработки результатов нечеткого экспертного оценивания степени функционального устаревания информационной системы. Приведены выражения, позволяющие определить оптимальные значения параметров нечеткой линейной регрессионной модели, а также прогнозные значения степени функ-ционального устаревания и функционального остаточного ресурса информационной системы. Применение описанных результатов позволяет получить прогнозные оценки показателей моральной долговечности существующих информационных систем, необходимые для планирования процессов их проек-тирования, эксплуатации и модернизации.

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

320
В терминах базисов возвратных последовательностей и им соответствующих сигнатур для задачи об укладке рюкзака выделен класс двоичных возвратных базисов , характеризующийся более медленным ростом по сравнению с дво-ичными. Включение базисов в этот класс обеспечивает уход от атаки редукции базиса Костера—Лагариаса—Одлыжко и дает плотность укладки за пределами интервала (0,1). Конструкции таких базисов использованы для построения блочного симметричного алгоритма шифрования, использующего общую память у Отправителя и Получателя в модели К. Шеннона секретной связи. Алгоритм также использует режим зацепления блоков шифртекста и порождает соответствующую хеш-функцию. Приведен аддитивный протокол создания симметричного ключа.
331
Рассмотрены современные принципы построения автоматических систем управления технологическими процессами (АСУТП), а также их программные и аппаратные компоненты. Проанализированы особенности систем диспетчеризации разных поколений реализации АСУТП. Исследованы угрозы и уязвимости в области информационной безопасности АСУТП. Рассмотрены источники заражения промышленных систем и приведена статистика их использования. Показано, что с ростом вычислительной мощности элементов АСУТП возрастает частота несанкционированного доступа к ним с использованием сети Интернет. Рассмотрен пример новой угрозы безопасности, которую вносит использование протоколов интернета вещей при работе с визуальными данными. Приведены основные меры защиты АСУТП, примеры нормативных документов, регламентирующих действия по обеспечению информационной безопасности и примеры программных и аппаратных продуктов, направленных на их реализацию.

ЭЛЕКТРОННЫЕ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ УСТРОЙСТВА

340
Представлена экспериментальная установка и приведена методика выполнения измерений малых и сверхмалых электрических сопротивлений изделий. В основу методики измерения положен известный метод амперметра-вольтметра. Новизной установки является применение в ней специальных прокладок, изготовленных из высокоориентированного анизотропного пирографита, которые устанавливаются между токоподводами, измерительными электродами и исследуемым образцом. В результате снижено контактное электрическое сопротивление на границе раздела „измерительный электрод—исследуемый образец“ и сведена к ничтожно малому значению паразитная термоЭДС. Повышена точность измерений с одновременным расширением динамического диапазона установки в область малых сопротивлений до 10 мОм. Представлены результаты измерений удельного электрического сопротивления пирографитовых колец, используемых в качестве нагревательных элементов высокотемпературной модели абсолютно черного тела типа BB3500YY. Приведена оценка погрешности измерений.
ИДЕНТИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СЕРВОПРИВОДОВ Орловска-Ковальска Т. ., Ловлин С. Ю., Цветкова М. Х., Абдуллин А. А., Маматов А. Г., Гурьянов В. А.
346
Представлен метод идентификации электромеханических параметров сервопривода, основанный на методе наименьших квадратов. Метод обеспечивает автоматическое получение экспериментальных данных в условиях ограничения скорости и угла поворота. Разработанный алгоритм может автоматически корректироваться во время его работы для достижения высокой точности оцененных параметров. Приведен алгоритм работы сервопривода следящего телескопа. Предложенный алгоритм представляет интерес для разработчиков электромеханических систем. Выполнена экспериментальная проверка полученных результатов на двухмассовом стенде с переменным коэффициентом жесткости и варьируемым моментом инерции второй массы.
355
С помощью математической модели пятиуровневого инвертора исследованы пульсации вектора тока нагрузки при различных алгоритмах управления инвертором. Показано, что требуется учет особенностей пространственно-векторной модуляции при разработке алгоритмов управления, обеспечивающих минимизацию пульсаций тока в широком диапазоне регулирования выходного напряжения. Отмечен присущий этому способу модуляции недостаток, заключающийся в скачкообразном изменении величины пульсаций тока при переходе с одного уровня модуляции на другой, что может приводить к резонансным явлениям в приборном приводе. Показано, что изменение уровня пульсаций свойственно для всех алгоритмов модуляции, но при синусоидальной ШИМ и ШИМ с предмодуляцией третьей гармоникой они существенно меньше и не имеют скачкообразного характера. Показано, что при переменной частоте модуляции в функции индекса выходного напряжения существенно снижается размах вариации пульсаций вектора тока и обеспечивается практически одинаковое их среднее значение во всем диапазоне регулирования выходного напряжения при всех алгоритмах модуляции. Это позволяет рассматривать пространственно-векторную модуляцию как альтернативу синусоидальной ШИМ и ШИМ с предмодуляцией третьей гармоникой в широком диапазоне регулирования на-пряжения. Исследовано влияние мертвого времени на зону нечувствительности регулировочной характеристики инвертора и, как следствие, на диапазон регу-лирование скорости вращения электропривода. Показано, что увеличение числа уровней практически пропорционально уменьшает зону нечувствительности и расширяет диапазон регулирования.

ОПТИЧЕСКИЕ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ

364
Исследованы подходы к совершенствованию принципов управления движением на железнодорожном транспорте. Рассмотрены возможности применения оптических сенсоров в составе систем управления движением поездов взамен традиционных рельсовых цепей, функционирующих на основе электрического тока. Предложены способ крепления сенсоров к железнодорожным рельсам, а также принцип организации сети передачи данных от них в систему контроля. Приводится структурная схема системы регистрации параметров движущихся единиц на основе оптических сенсоров. Представлены результаты экспериментальных исследований сенсоров на сортировочной горке Шушары Октябрьской железной дороги. Показано, что оптические сенсоры можно применять не только для позиционирования подвижных единиц, но и для измерения ряда ответственных параметров подвижных единиц. Результаты работы открывают перспективы для перехода к принципиально новому способу управления движением поездов на основе оптических технологий.
ИССЛЕДОВАНИЕ in vivo ЗУБНОЙ ЭМАЛИ ЧЕЛОВЕКА КОЛОРИМЕТРИЧЕСКИМ ПРИБОРОМ Прокопенко В. Т., Майоров Е. Е., Шаламай Л. И., Попова Н. Э., Черняк Т. А., Курлов А. В., Дагаев А. В., Цыганкова Г. А.
372
Разработан колориметрический прибор для измерения параметров цветности зубной эмали. Прибор может использоваться в терапевтической стоматологии. Представлена структурная схема колориметра и приведена графическая зави-симость спектральной чувствительности приемной части прибора. Проанализированы метрологические возможности колориметра, а также получены результаты измерения аттестованным прибором. Результаты калибровки прибора и тестовых измерений координат цветности аттестованного и каталогизированного стекла показали, что колориметр может быть использован для контроля диффузно отражающих объектов, в частности, зубной эмали человека in vivo в разных состояниях (в норме и дефектном состоянии). Характеристики исследуемых образцов были определены вблизи маркированных точек, что подтверждает подлинность результатов.
379
Развивается спектральный метод оценки параметров функции рассеяния точки (ФРТ) в задаче восстановления искаженных (смазанных, дефокусированных) изображений. Метод основан на анализе спектра, или преобразования Фурье (ПФ) искаженного изображения. Данный метод дает возможность оценить параметры ФРТ: угол θ и величину Δ смазывания изображения, а также размер пятна дефокусирования изображения. Это повышает точность восстановления изображения. Спектр смазанного изображения сжимается в направлении смазывания, это позволяет оценить θ и Δ. Спектр дефокусированного изображения также сжимается и тем сильнее, чем больше пятно дефокусирования ρ. Получены новые оценки параметров смаза θ и Δ с использованием частоты Найквиста и параметра дефокусирования с использованием функции Бесселя. Приведены результаты применения данного метода для обработки изображений. Развиваемый метод может быть использован для повышения точности восстановления смазанных и дефокусированных изображений путем их математической обработки с помощью решения интегральных уравнений.

НАУЧНЫЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ

387
Предложен вариант оптимизации жидкостной системы охлаждения за счет применения теплоаккумулирующего устройства. Система охлаждения состоит из блока аккумуляции теплоты, расширительного бака, насоса, прокачивающего теплоноситель через каналы охлаждения, и радиатора. Для оптимизации конструкции теплоаккумулирующего устройства были построены тепловая и математическая модели. Рассчитаны температура охлаждающей жидкости и радиус границы фазового перехода в плавящемся веществе. Рассмотрено условие, при котором тепловой аккумулятор восстанавливает поглощательную способность. Приведен пример расчета теплоаккумулирующего устройства, обеспечивающего тепловой режим прибора мощностью 3 кВт в течение 5 минут. Даны рекомендации для проектирования и эксплуатации конструкции теплового аккумулятора, позволяющие выбрать параметры и рассчитать тепловой режим жидкостной теплоаккумулирующей системы охлаждения. Теплоаккумулирующие устройства, позволяя существенно улучшить массогабаритные характеристики систем охлаждения, являются высокоэффективным средством обеспечения теплового режима приборов, работающих в сложных внешних условиях.
393
Предложена динамическая модель пьезоактюатора, учитывающая влияние нежесткости основания на перемещение полезной нагрузки. Модель позволяет оценить негативное влияние деформаций на качество функционирования системы управления. На основе полученных результатов средствами компьютерого моделирования выполняются идентификация параметров и анализ качества системы. Принятая схема позволяет выбрать измерительные средства системы и при необходимости выполнить коррекцию закона управления так, чтобы свести к минимуму погрешности функционирования.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

400
Представлен электромеханический прибор, предназначенный для получения текущей информации об угловом положении объекта. Прибор содержит два блока: механический редуктор и поворотный оптический энкодер. Для уменьшения массогабаритных характеристик электромеханического прибора предложено использовать цифровой преобразователь угла на основе квазициклической кодовой шкалы. Повысить точность измерения угла поворота выходного звена редуктора предлагается путем уменьшения мертвого хода в зацеплении за счет использования конусно-клиновых зубчатых венцов передачи.
404
Представлены практические результаты исследования методов увеличения зоны просветления сферических поверхностей детали большой кривизны при формировании покрытий в вакуумной установке. Приведены результаты измерения распределения энергетического коэффициента отражения по поверхности оптической детали большой кривизны, определена зона просветления для однослойного просветляющего покрытия, сформированного на поверхности детали из разных пленкообразующих материалов (MgF2 и SiO2).