CC BY
19
Рисунок 2. Сравнительные кривые переходных процессов при отработке электроприводом заданной величины
перемещения
Из сравнения переходных характеристик отработки заданного перемещения 5 = / (/) видно, что включение в систему электропривода с подчиненным регулированием координат и блока нелинейной коррекции позволяет сократить время переходного процессов в 2,4 раза по сравнению с системой электропривода без нелинейной коррекции. Существенное сокращение времени переходного процесса и невосприимчивость к изменению параметров объекта регулирования обеспечивается структурой построения нелинейной коррекции, работающей не во времени, а через текущие значения координат и независимо от того, в какой момент времени они имеют место в процессе отработки перемещения.
Список литературы:
1. Денисов В.А. Системы позиционного электропривода с переменной структурой управления. -М.: из-во Спутник+. 2013 - 119 с.
2. Денисов В.А., Бочкачев А.В. Управление-линейным электроприводом малых перемещений // Электротехника, 2011, №2, С. 16-19.
3. Денисов В.А., Жуков А.В. Математическое моделирование работы шагового двигателя в составе мехатронного модуля компенсации износа режущего инструмента // Известия Самарского научного центра РАН, 2012, том 14,№6, С. 54-58.
АНАЛИЗ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ СОВРЕМЕННЫХ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ В ОТНОШЕНИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ
ВОЗДЕЙСТВИЙ
Крамарь Вадим Александрович Д-р техн. наук, первый проректор Севастопольского технического Университета, г. Севастополь
Макогон Василий Петрович Канд. тех. наук, ведущий инженер ОАО «КБ Радиосвязи», г. Севастополь
Увеличение числа используемых протоколов радиосвязи, и, как следствие усложнение задач проектирования и внедрения мультистандартных и многофункциональных систем привело к тому, что в отдельно взятых
приложениях, таких как сотовая связь, радиолокация, тактическая связь повсеместно используется технология программируемого радио (SDR) [1].
При использовании SDR практически весь объем работ по обработке сигнала перекладывается на программное обеспечение, которое может запускаться на цифровых сигнальных процессорах или на быстродействующих ПЛИС специального DSP-назначения. Цель такого подхода — создавать системы, которые могут принимать и передавать практически любые радиосигналы с любыми типами аналоговой и цифровой модуляции. Внешний вид и структурная схема SDR представлены на рис.1. [1-2].
Достоинством технологий SDR в плане электромагнитной совместимости (ЭМС) является минимизация аппаратной составляющей радиоэлектронных средств (РЭС), что значительно повышает возможности проведения экранирования функциональных узлов приемного тракта и защиты от воздействия различных импульсных помех большой мощности. Вместе с тем, широкие возможности внедрения помехозащищенного кодирования и реализация широкополосных методов помехозащиты SDR программными методами значительно минимизируют риски от воздействия преднамеренных помех.
V
Анапоподссоео* преобразователь
• X Обработка 1>»фрОвОГО сигнала
Гкэтеэный С.'ГьЙЛ
X
VütfvTeflti Аналого-циссовои uomhocti- преобразователь
Рисунок 1. Внешний вид и структурная схема SDR
Однако сам принцип реализации SDR, а так же минимизация размеров РЭС и как следствие высокая интеграция и плотность полупроводниковых элементов являются факторами близости цифровых преобразователей к входным трактам антенных устройств, тем самым создавая предпосылки к возможности их функционального поражения мощными частотными воздействиями.
Повсеместная реализация широкополосных методов помехозащиты РЭС, предполагающая применение широкополосных антенных устройств создает актуальную научно-техническую задачу защиты входных трактов от мощных радиочастотных воздействий, возможность генерации которых на сегодняшний день позволяет применения их в системах радиочастотного подавления.
Анализ нормативных документов по ЭМС не учитывает в полной мере возможности влияния мощных радиочастотных импульсов УКВ диапазона на РЭС и вместе с тем точно указывает на проведение всех необходимых мероприятий по определению стойкости РЭС к воздействия, способным производить функциональное поражение функциональных узлов аппаратуры.
Анализ методологии ЭМС РЭС указывает прежде всего на проведение аналитических расчетных методов функциональной стойкости РЭС к мощным воздействиям перед определение жесткости проведения практических испытаний [3].
Расчет реально создаваемых уровней помех осуществляется на основе уравнения радиолинии, устанавливающего взаимосвязь энергетических, частотных и пространственных параметров полезного сигнала (рецептора радиопомех) и мешающих сигналов (источников непреднамеренных помех). В качестве приемника полезного сигнала рассматривается современный приемник УКВ диапазона, а источника помех - генератор мощный излучений. Ниже приводятся уравнения мощности ожидаемых помех в полосе демодулятора и в элементах высокочастотного тракта приемника.
Уравнение мощности ожидаемой помехи I ож в полосе демодулятора определяется выражением (1) [4]:
I ож = ЭИИМ(в)+Озс(фг1зс+ОСК(АЕ)-Цё,Изс,Ьрзс,р)-
АПпол (1)
где: ЗИИМ()) - эквивалентная изотропно излучаемая мощность, как произведение мощности радиочастотного сигнала, подводимого к антенне, на абсолютный коэффициент усиления изотропной антенны [10]; 0ЗС(ф )-коэффициент направленности излучаемой антенны; г)ЗС -потери в антенно-фидерном тракте; ОСК(АР) - коэффициент ослабления воздействия непреднамеренной помехи за счет частотного разноса и несовпадения ширины полосы приемника и мешающего радиосигнала; Ь(ё,Нзс,крзс, р)-потери при распространении мешающего сигнала; ЬПо„ -ослабление воздействия радиопомехи за счет несовпадения поляризации; А2 - ослабление радиопомехи за счет применения методов уменьшения помех.
Точное выражение для коэффициента ослабления воздействия непреднамеренной помехи за счет частотного разноса и несовпадения ширины полосы приемника и мешающего радиосигнала имеет следующий вид [4]:
OCR(AF)=- 10log -
jP(f) H (f + AF )|2df
j P(f )df
(2)
где: Р(/) - спектральная плотность мощности мешающего сигнала (Вт/Гц); Н(/ ) - эквивалентная амплитудно-частотная характеристика по ПЧ приемника, испытывающего помеху; А - частотный разнос между приемником, испытывающим помеху и мешающим передатчиком.
Одним из наиболее важных аспектов в ходе решения задач ЭМС является выбор модели распространения
-ад
радиосигналов, на основании которой рассчитывается коэффициент ослабления мешающего сигнала Ь(й,кзс,крэс,р).
Выбор модели распространения основан на сравнении реального И и соответствующего свободному распространению.
\И > Ho модель свободного распространения [И < Иo дифракционная модель
Расчет затухания мешающего радиосигнала для модели свободного распространения. Выражение для расчета имеет следующий вид:
Щ,кзс,крэс,р) = 92.5 + 20 log/эс(ГГц) +20 log
d(KM) +ES ( p) +Ah3c+ Ahpx, (3)
где: Es (p) - коэффициент, учитывающий многолучевое распространение радиосигнала, значение которого не превышается более чемр % времени, дБ; Ahx, — коэффициент, учитывающий дополнительные затухания из-за различных подстилающих поверхностей на трассе распространения, дБ; р - процент времени, который может изменяться в пределах от 0 до 50.
Es (p) = 2.6 (1 - e- d(KM) / 10) log (p / 50) (4)
где: Ah3C и Ah - коэффициенты учитывающие дополнительные затухания из-за различных подстилающих поверхностей на трассе распространения
В процессе решения задачи по обеспечению электромагнитной совместимости РЭС ключевым моментом является правильный выбор необходимого критерия. В большинстве случаев под критерием обеспечения ЭМС понимается комплексное правило, выполнение которого обеспечивает требуемое качество функционирования взаимодействующих РЭС в условиях воздействия непреднамеренных помех. Комплексность правила состоит в том, что оно учитывает взаимное влияние радиоэлектронных средств друг на друга.
При разработке требований функциональной безопасности необходимо применять следующие критерии ухудшения качества функционирования [5]:
- нормальное функционирование РЭС в пределах, заданных изготовителем;
- временное прекращение выполнения РЭС установленной функции или ухудшение качества функционирования, которое восстанавливается после прекращения воздействия помехи;
- временное прекращение выполнения РЭС установленной функции или ухудшение качества функционирования, для восстановления которых требуется вмешательство оператора;
- невосстановимое прекращение выполнения РЭС установленной функции или ухудшение качества функционирования из-за выхода из строя аппаратных или программных средств или потери данных. Одна необходимо рассматривать так же эффективность работы РЭС как элемента системы связи, основным критерием функционирования которой является устойчивая синхронизация.
Срыв синхронизации носит пороговый характер и имеет место в случае превышения мощности помехи, проходящей во входные цепи приемника, порогового уровня. Чаще всего срыв синхронизации обусловлен одним из следующих процессов во входных цепях приемника:
- перегрузка (блокировка), конвертора или демодулятора интегральными помехами в полосе частот рабочего диапазона частот;
- недопустимое ухудшение качества приема в каналах синхронизации.
Правилом, исключающим срыв синхронизации, является следующее:
1лГ ^ 1доп ЛГ = РмШУ (5)
где: 1дг - максимально допустимая мощность помехи в полосе частот; 1доп дг - ожидаемая мощность помехи в полосе частот.
На сегодняшний день существует возможность генерации радиочастотных импульсов большой мощности, концентрирующим энергию в узкой полосе частот, характер воздействия которых на РЭС в полной мере не рассматривается существующими нормативными документами в связи с бурным развитием новых технологий построения и компоновки аппаратуры [3].
Длительность подобных импульсов может составлять сотни микросекунд, а частотный диапазон лежит в пределах десятков и сотен мегагерц являющимися рабочими частотами средств радиосвязи УКВ диапазона различных служб и сфер деятельности (см.рис.2) [5].
х ~1Г5с ......... эми .....
^_^ 5т=210"ес
Рисунок 2. Осциллограмма мощного радиочастотного импульса
Основываясь на энергии радиочастотного воздей- SDR аппаратуры в зависимости от расстояния и энергии ствия и модели распространения УКВ волн на рисунке 3 радиочастотного излучения [6]. представлена графическая зависимость зон подавления
Рисунок 3. Зоны возможного подавления SDR приемников
Анализируя зависимость зон поражения необходимо отметить, что проникновение радиочастотного излучения осуществляется через антенно-фидерные тракты в узкой полосе частот максимально передавая энергию электромагнитного импульса входным цепям РЭС.
Таким образом воздействие мощного радиочастотного импульса (РЧИ) на любой частоте рабочего диапазона РЭС способно нанести функциональное поражение входных трактов радиоприемных устройств. С тенденцией интеграции диапазонов работ различных служб связи в одну единую сеть вопросы разработки методик защиты входных устройств становится наиболее остро.
Для обеспечения функциональной безопасности РЭС при воздействии мощных РЧИ необходимо произвести общую оценку возможного влияния помех и разработать практические рекомендации по минимизации рисков поражения путем разработки методик проверок стойкости РЭС к данному виду воздействия.
Список литературы
1. J. Mitola II, Z. Zvonar. Software Radio Technologies. New York: IEEE Press, 2001.
2. J. Mitola II. Software Radio Architecture: Object-oriented Approaches to Wireless System. New York: John Wiley & Sons, 2000.
3. ГОСТ Р 51317.1.2-2007 «Совместимость технических средств электромагнитная. Методология обеспечения функциональной безопасности технических средств в отношении электромагнитных помех».
4. РЕКОМЕНДАЦИЯ МСЭ-R P.1546-2 Метод прогнозирования для трасс"точка-зона" для наземных службв диапазоне частот от 30 МГц до 3000 МГц
5. Азаркевич Е.И., Диденко А.Н. и др. Генерирование импульсного излучения с помощью энергии химических взрывных веществ, - Доклады АН СССР.Т.39, 1991.
6. ГОСТ Р 51317.1.5-2009 «Совместимость технических средств электромагнитная. Воздействия электромагнитные большой мощности на системы гражданского назначения. Основные положения».
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СТРЕДСТВ
Л.Р. Мамин
Набережночелнинский институт Казанского (Приволжского) федерального университета,
Набережные Челны, Республика Татарстан, Россия.
АННОТАЦИЯ
В настоящей статье рассмотрены методики оценки потребительских свойств грузовых автомобилей и методы оценки качества автомобильной техники. Выявлены их основные недостатки. Предложена программа-методика оценки потребительских свойств грузовых автомобилей с использованием программного продукта реализованного в среде Microsoft Excel.
Ключевые слова: экономическая эффективность, потребительские свойства, качество, автомобиль, методика, транспорт, конкурентоспособность, весовые коэффициенты, эксплуатационная эффективность.
В настоящее время мировой автопарк составляет порядка 900 млн. единиц и приблизительно на 30% состоит из грузовых автомобилей, а на 70% - из легковых и автобусов. Каждый год в мире производится 40-45 млн. автомобилей, причем порядка 25 млн. заменяют выводимые из
эксплуатации транспортные средства, а 20 млн. составляют ежегодный прирост мирового автопарка. [3]
Параллельно количеству автомобилей непрерывно растут и требования к транспортным средствам. С одной стороны действуют все более жесткие нормативные требования, оговаривающие безопасность транспортного
