CC BY
41
и др. характеристик долговечности ЭРИ, а, сле- довательно, и РЭА в целом.
Значения средних коэффициентов вариации технологических групп/подгрупп Таблица 2
№ п/п Наименование технологической группы/подгруппы Значение коэффициента вариации
1 2 3
1 Резисторы постоянные непроволочные 0,222366729
1.1 Металлодиэлектрические (кроме прецизионных) 0,199886332
1.2 Металлодиэлектрические прецизионные 0,231133038
1.3 Металлизированные 0,252186038
1.4 Композиционные пленочные 0,197981366
1.5 Композиционные объемные 0,230646872
2 Резисторы постоянные проволочные и фольговые 0,243071889
2.1 Нагрузочные 0,242758501
2.2 Прецизионные, особостабильные, фольговые 0,243385278
3 Резисторы переменные непроволочные 0,201756772
3.1 Металоокисные 0,163934426
3.2 Керметные 0,202529527
3.3 Композиционные пленочные 0,178571429
3.4 Композиционные объемные 0,217391304
3.5 Потенциометры 0,246357174
4 Резисторы переменные проволочные 0,238698646
4.1 Подстроечные 0,229101587
4.2 Регулировочные 0,248295705
5 Терморезисторы 0,228249488
6 Микросхемы резисторные пленочные 0,185075589
7 Наборы резисторов 0,194292874
8 Резисторные сборки 0,217391304
9 Поглотители 0,206995470
Заключение стик долговечности резисторов, но и РЭА в це-
Таким образом, по результатам проведенных лом. исследований можно сделать вывод о том, что Кроме того, полученные в результате исследо-
коэффициент вариации резисторов может изменять- ваний среднегрупповые значения коэффициентов
ся в широких пределах, а это сказывается на вариации (см. таблицу 2) , могут быть использо-
точности расчетной оценки их среднего ресурса. ваны для оценки характеристик долговечности ЭРИ
Поэтому при расчетах показателей долговечности для которых в НТД Трусп (и/или ТМ.Н) не приводит-
резисторов необходимо идентифицировать коэффи- ся, а также для ЭРИ иностранного производства. циенты вариации их ресурса по формуле (4), что Численные значения коэффициентов вариации
в совокупности с учетом влияния внешних воздей- резисторов и их технологических групп и под-
ствующих факторов [7, 8], позволит повысить групп будут введены в базу данных по характери-
точность расчетной оценки не только характери- стикам долговечности ЭРИ программы оценки показателей долговечности РЭА [9].
ЛИТЕРАТУРА
1. ОСТ 4.012.013-84. Аппаратура радиоэлектронная. Определение показателей долговечности.
2. ГОСТ 27.003-90. Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности.
3. Справочник «Надёжность ЭРИ». - М.: МО РФ, 2006. - 641 с.
4. Жаднов В.В. Расчетная оценка показателей долговечности электронных средств космических аппаратов и систем. / Надежность и качество сложных систем. - 2014. - № 2. - с. 65-73.
5. Жаднов В.В. Повышение точности расчётной оценки показателей долговечности бортовой космической аппаратуры. / Радиовысотометрия-2 013: Сборник трудов Четвертой Всероссийской научно-технической конференции. / Под ред. А.А. Иофина, Л.И. Пономарева. - Екатеринбург: Форт Диалог-Исеть, 2013. - с. 164-169.
6. Жаднов В.В. Анализ методов определения показателей долговечности электронных средств по справочным данным. / Новые информационные технологии в автоматизированных системах: материалы восемнадцатого научно-технического семинара. - М.: ИПМ им. М.В. Келдыша, 2015. - с. 289-294.
7. Карапузов М.А., Полесский С.Н., Жаднов В.В. Влияние внешних воздействующих факторов на долговечность СВЧ-устройств. / T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. - 2014. - № 12. - с. 29-31.
8. Карапузов М.А., Полесский С.Н., Жаднов В.В. Влияние внешних возмущающих факторов на долговечность СВЧ-устройств. / Надежность и качество сложных систем. - 2014. - № 2. - с. 14-21.
9. Шибанов С.В. Обзор современных методов интеграции данных в информационных системах / Шибанов С.В., Яровая М.В., Шашков Б.Д., Кочегаров И.И., Трусов В.А., Гришко А.К. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. I. С. 292-295.
10. Кочегаров И.И. Программный пакет моделирования механических параметров печатных плат / Кочегаров И.И., Таньков Г.В. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2011. Т. 2. С. 334-337.
11. Кулыгин В.Н. Разработка программы оценки показателей долговечности РЭА. / Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов НИУ ВШЭ им. Е.В. Арменского. Материалы конференции. - М.: МИЭМ НИУ ВШЭ, 2015. - с. 101-103.
УДК 62-97/-98
Герасимов О.Н., Голушко Д.А., Затылкин А.В.
ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», г. Пенза, Россия ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ БОРТОВЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ МЕТОДОМ ПЛАВНОГО ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ
Испытание для определения динамических ха- таниях на воздействие одиночных и многократных
рактеристик конструкции проводят с целью опре- механических ударов, а также для динамических
делить динамические свойства изделий и получить расчетов изделий [1]. ГОСТ 30630.1.1-99 при
исходную информацию для выбора методов испыта- испытаниях для определения динамических харак-
ний на вибропрочность, виброустойчивость, на теристик конструкции методом плавного изменения
воздействие акустического шума, для выбора дли- частоты регламентирует значение скорости изме-тельности действия ударного ускорения при испы-
нения частоты равное однои-двум октавам в минуту.
При проведении этих испытании возникает противоречие выбора постоянной времени фильтра, заключающееся при выборе слишком большого значения выходной сигнал будет хорошо отфильтрован, но схема будет медленнее реагировать на изменения входного сигнала. Следовательно, на низких частотах приходится выбирать - увеличить ли постоянную времени сглаживания, что обеспечит хорошую точность, но замедленную реакцию на изменения входного сигнала, или оставить малую постоянную времени, т.е. быструю реакцию, но ухудшить точность.
Для решения этого противоречия разработан алгоритм регулирования постоянной времени при проведении испытаний бортовых электронных средств методом плавного изменения частоты. Регулирование постоянной времени осуществляется активным сглаживающим фильтром в соответствии с сигналом управления от генератора [2].
Если проводить сканирование широкого диапазона частот (например, от 10 Гц до 1кГц и более) со скоростью рекомендуемой ГОСТ 30630.1.199 за одну итерацию и одним устройством, то на низких частотах сглаживающий фильтр преобразователя не обеспечит эффективного усреднения, и на выходе появятся значительные пульсации и погрешность постоянного уровня. При скорости изменения частоты в одну октаву за минуту на поддиапазоне от 10 до 20 Гц N составит 900 периодов измеряемого сигнала.
Экспериментальные исследования по анализу колебательных характеристик печатных плат [3, 4] показали, что на интервале 1/60 октавы при резонансах с высокой добротностью изменения уровней АЧХ достигают 1dB. Т.е. за время установления равное одной секунде измеряемый сигнал может измениться на 10%. При скорости изменения частоты 1 октава в минуту быстродействия преобразователя с временем установления 1 секунда на низких частотах недостаточно. За одну секунду в испытательном сигнале (10-20 Гц) уложится в среднем 15 периодов, что явно недостаточно для преобразования в эффективное значение с приемлемой погрешностью.
При проведении испытаний за одну итерацию одним устройством с получением в результате непрерывного спектра частот конструкции в заданном частотном диапазоне предлагается при формировании испытательного сигнала на низких частотах уменьшить скорость изменения частоты до значения 100 периодов за поддиапазон соответствующий Ьуст и равный 0.01 октавы. Такая скорость изменения частоты соответствует скорости одна октава в минуту на частотах в области 160 Гц. При частотах, значения которых составляют менее 160 Гц испытания предлагается проводить методом ступенчатого изменения частоты по ГОСТ 30630.1.1-99 путем плавного изменения значения частоты от нижней фиксированной частоты f„ до следующей более высокой фиксированной частоты fH.
Реализовать формирование испытательного сигнала предлагается генератором прямого синтеза на 8-разрядном микроконтроллере. Схема алгоритма регулирования постоянной времени при проведении испытаний бортовых электронных средств методом плавного изменения частоты представлена на рисунке 2.
Один период синусоидальных колебаний представлен в памяти программ 256 значениями. Эти значения необходимо загрузить в ОЗУ, что бы в последствии передать их в соответствующий порт ввода-вывода по указателю Accum. Формирование нуля на выходе осуществляется передачей в порты ввода-вывода значения 7F в бесконечном цикле. Запуск генератора осуществляется командой Start полученной по последовательному интерфейсу в цикле программы или по прерыванию. Accum это аккумулятор фазы состоящий из трех 8-разядных регистров. В младший регистр добавляется сла-
гаемое ДЕ определяющее текущее значение частоты :
л- Гс1оск
т-2
где Ес1оск - тактовая частота, т - количество тактов в цикле генерации, В - разрядность аккумулятора (в данном случае 24).
Фазовый сдвиг п-ого канала определяется 8-разрядной переменной ф добавляемой к старшему регистру аккумулятора непосредственно перед передачей в порт значения из ОЗУ. Условие Т=1 определяет, закончилось ли формирование одного периода колебаний, если да то необходимо заново рассчитать значение ДЕ. Если нет, то необходимо установить значение сигнала управляющего т выдачей в порт двух старших регистров ДЕ. Цикл необходимо задать так, чтобы количество тактов в разных ветка:': было одинаковым.
Accum = Accum + AF
I
Передан в порт 1 значение
по ук азателю Accum
AF = ÄF+P*fe/1
Accum = Accum + ip n
I
Установить сигнал управляющий!
Рисунок 2 - Схема алгоритма регулирования постоянной времени при проведении испытаний бортовых электронных средств методом плавного изменения частоты
На частотах выше 160 Гц скорость постоянна, равно одной октаве в минуту и зависит от значения ДЕ = ДЕ + /3, где /3:
160-2 -m
clock
На частотах ниже 160 Гц ¿\F равно:
fi-F.
AF-AF + -
где ¥н - нижняя фиксированная частота по ГОСТ 30630.1.1-99 диапазона частот, в котором находится текущая частота.
Таким образом, чем ниже частота - тем меньше скорость изменения частоты. Условие ¥ = ¥к необходимо для выхода из цикла при завершении формирования испытательного сигнала.
Разработанный алгоритм регулирования постоянной времени при проведении испытаний бортовых электронных средств методом плавного изменения частоты позволяет устранить противоречие выбора постоянной времени фильтра, что позволяет повысить точность определения динамических характеристик исследуемой системы.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 30 630.1.8-2002 (МЭК 60 0 68-2-57:198 9) Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие вибрации с воспроизведением заданной акселерограммы процесса.
2. Затылкин, А. В. Исследование влияния деформационной составляющей внешнего вибрационного воздействия на надёжность радиоэлектронных средств / А. В. Затылкин, Д. А. Голушко, Д. А. Рындин // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 2. С. 42-43.
3. Затылкин, А. В Алгоритмическое и программное обеспечение расчета параметров статически неопределимых систем амортизации РЭС / А. В. Затылкин, Г. В. Таньков, И. И. Кочегаров // Надежность и качество сложных систем. 2013. № 4. С. 33-40.
4. Структурное обнаружение и различение вырывов проводящего рисунка печатных плат / А. В. Григорьев, Н. К. Юрков, А. В. Затылкин, Е. А. Данилова, А. Л. Држевецкий // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2013. № 4 (28). С. 97-108.
5. Затылкин, А.В. Система управления проектными исследованиями радиотехнических устройств / А. В. Затылкин / автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Вычислительный центр им. А.А. Дородницына Российской академии наук. Москва, 2012.
6. Затылкин, А. В. Управление исследованиями моделей радиотехнических устройств на этапе проектирования / А. В. Затылкин, А. Г. Леонов, Н. К. Юрков // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. 2012. № 1. С. 138-142.
7. Затылкин, А. В. Исследование моделей радиотехнических устройств на ранних стадиях проектирования / А. В. Затылкин // Современные информационные технологии. 2011. № 14. С. 113-118.
8. Затылкин, А. В Модели и методики управления интеллектуальными компьютерными обучающими системами / А. В. Затылкин // автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Пензенский государственный университет. Пенза, 2009.
9. Затылкин, А. В. Опыт применения технологии ERM в разработке интеллектуальных средств обучения / А. В. Затылкин, В. П. Буц, Н. К. Юрков Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2011. № 5 (118). С. 218-223.
10. Таньков, Г.В. Волновой метод исследования динамических характеристик упругих конструкций радиоэлектронных средств при нестационарном нагружении / Г. В. Таньков, А. В. Затылкин, Д. А. Рындин // Вестник Пензенского государственного университета. 2013. № 2. С. 101-107.
11. Артемов И.И. Акустическая эмиссия в условиях "скрытого" подрастания микротрещин / Артемов И.И., Кревчик В.Д. // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2005. № 4. С. 92-95.
12. Затылкин, А. В. Система управления проектными исследованиями радиотехнических устройств / А. В. Затылкин // диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Вычислительный центр им. А.А. Дородницына Российской академии наук. Москва, 2012.
13. Володин, П. Н. Установка для экспонирования фоторезиста на печатных платах в условиях учебной лаборатории / П. Н. Володин, А. В. Затылкин // Современные наукоемкие технологии. 2014. № 5-1. С. 34-35.
14. Затылкин, А. В. Методика исследования радиоэлектронных средств опытно-теоретическим методом на ранних этапах проектирования / А. В. Затылкин, Д. А. Голушко, А. В. Лысенко // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета). 2012. № 7 (38). С. 91-96.
УДК 62-97/-98
Герасимов О.Н., Затылкин А.В., Юрков Н.К.
ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», г. Пенза, Россия
ПРОГРАММНАЯ СИСТЕМА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ДЕМПФЕРИРОВАНИЯ ПРОЕКТИРУЕМОЙ СИСТЕМЫ ПАССИВНОЙ АМОРТИЗАЦИИ БОРТОВЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ
Вибрации являются неотъемлемой частью эксплуатации бортовых радиоэлектронных средств (РЭС). По статистическим данным, до 30% всех отказов РЭС происходит по причине воздействия ударов и вибрации. Защита РЭС от механического воздействия может осуществляться путем повышения надежности и жесткости конструкций или применением систем виброизоляции блоков и устройств РЭС.
В практике инженерных расчетов систем амортизации бортовых РЭС, рассматриваются эквивалентные колебательные системы с одной степенью свободы и сосредоточенной в центре тяжести массой, связанной с опорой или вибрирующей платформой (носителем), элементом с общей жесткостью К и коэффициентом демпфирования Кди [1]. Для их описания требуется составить множество уравнений состояния, анализ и решение которых затруднительны.
Поэтому, задача разработки программного обеспечения, способного решать такие задачи, является актуальной.
Поскольку существующее программное обеспечение не обеспечивает необходимую функциональность при проведении расчетов систем амортиза-
ции бортовых РЭС [2], необходимо разработать программу, которая позволит инженеру:
проводить расчет наиболее распространенных схем амортизации;
проводить не только статический, но и динамический расчет схем амортизации;
подключать базу данных на существующие типы амортизаторы;
дополнительно проводить расчет компенсирующих прокладок амортизаторов.
Разработанная структурная схема программы расчета статических и динамических параметров систем пассивной амортизации бортовых РЭС показана на рисунке 1. Структурный состав схемы позволяет пользователю выполнить расчет схем амортизации как с одной, так и с двумя плоскостями симметрии на четырех амортизаторах, а так же компенсирующих прокладок устанавливаемых под амортизаторы.
Основным достоинством схемы является возможность подключения базы данных на существующие типы амортизаторов, что существенно облегчает работу инженера по их поиску и подбору. Полученный результат можно вывести не только на монитор, но и распечатан на принтере (рис. 2).
