CC BY
69
ле будет аксиально-изотропным, однако т.к. рост зерна в различных направлениях не может быть одинаковым, вследствие разности градиента температур при остывании, как формы, так и расплава, поэтому, и наблюдаем овальность зерен, а не идеальную круглую форму. Подтверждением того факта, что песчаная стенка играет решающую роль подтверждает и тот факт, что при визуальном осмотре полученных отливок наглядно видна усадка по боковым стенкам, особенно на прямоугольной отливке. Это говорит о том, что объем металла находящийся в верхней части формы начал кристаллизоваться раньше, чем слои находящиеся внизу формы. Следовательно, рабочее пространство печи остывало быстрее, чем тигель с песком, который в свою очередь стал играть роль цилиндрической печи.
Список литературы:
1. Володин П.А. Относительность прочности и пластичности / П.А. Володин, И.П. Талашкевич, С.В. Мишнев // Естественные и технические науки. - М., 2010. - № 4. - С. 244-247.
2. Володин П.А. Влияние структуры теплового поля на структуру отожженного материала / П.А. Володин, С.В. Мишнев, А.В. Неживой // Материаловедение. - М., 2011. - № 6. - С. 13-16.
3. Шубников А.В. Симметрия в науке и искусстве [Текст] / А.В. Шубников, В.А. Копцик. - М.: Наука, 1972. - 399 с.
4. Дурнев В.Д. Симметрия в технологии [Текст] / В.Д. Дурнев, И.П. Талашкевич. - СПб.: Политехника, 1993. - 256 с.
5. Талашкевич И.П. О динамике направлений роста зерен при кристаллизации в призматических формах / И.П. Талашкевич, П.А. Володин, С.В. Мишнев // Машиностроение ИПК СФУ - Красноярск, 2009. - С. 97-101.
МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАТРОННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ РАСХОДА ТОПЛИВА АВТОМОБИЛЯ
© Горбачевская Е.Н.*, Евтеева Е.В.Ф
Волжский университет им. В.Н. Татищева (институт), г. Тольятти
В данной статье описаны этапы моделирования и исследования меха-тронной системы на примере системы контроля расхода топлива автомобиля. Моделирование проводилось в среде моделирования Rational Rose.
* Профессор кафедры «Информатика и системы управления», к.п.н., доцент.
* Старший преподаватель кафедры «Управление качеством в образовательных и производственных системах».
Процесс проектирования мехатронных систем является сложной процедурой, с привлечением большого числа специалистов и денежных средств. Сложность объекта определяет необходимость построения модели работы объекта, для исключения ошибок проектирования и вложения дополнительных средств по исправлению этих ошибок. Рассмотрим процесс моделирования мехатронной системы на примере системы контроля расхода топлива (СКРТ) автомобиля.
СКРТ, как эффективное сочетание контроля расхода топлива и мониторинга транспорта, учитывает показания не только датчика уровня топлива, но и расходомера топлива, датчика скорости, датчика оборотов двигателя, GPS.
Принцип работы СКРТ состоит в измерении параметров работы машин, связанных с расходом топлива. При этом используются штатные датчики (датчики скорости, оборотов двигателя, объема топлива в баке, положения ключа зажигания) и дополнительные датчики (датчики расхода топлива ДРТ, датчики уровня топлива ДУТ). Полученные данные сохраняются в энергонезависимой памяти терминала-регистратора СКРТ и анализируются на борту автомобиля. Более глубокий анализ происходит на компьютере, где информация формируется в виде графиков и отчетов.
Процесс моделирования данной системы рассмотрим на примере построения модели в среде моделирования Rational Rose.
Диаграмма прецедентов (англ. use case diagram, диаграмма вариантов использования) в UML - диаграмма, на которой отражены отношения, существующие между актерами и прецедентами.
GtfH I',: s ir Й«;ЕВЙ ч □
й, г«««. k
и»
• Л flmwrf«™™.««*« □ * Я-о
:! SEZZL»,.^. J топким в 6т mpMttfu. бмШ«
- D Lwnv*. -dCOYWWCA« g PsfcmrtVw Рмгяршмт м " —___ {
■ бая / - О
О- 6Срт.(,.о-п6«ля Прздоспалвнивлиии» Со.ржнпч
""О
iJ Artiflia даими hi км*в»С1вре
Рис. 1. Диаграмма прецедентов системы контроля расхода топлива автомобиля
Основная задача - представлять собой единое средство, дающее возможность заказчику, конечному пользователю и разработчику совместно обсуждать функциональность и поведение системы.
В диаграмме прецедентов отражены отношения между актерами и прецедентами (рис. 1).
Таблица 1
Описание диаграммы прецедентов системы контроля расхода топлива автомобиля
Датчик объема топлива в баке получает информацию о параметрах в бензобаке (прецедент «Получение информации о параметрах в бензобаке»), реагирует на сигнал (прецедент «Реагирование на сигнал»)
Датчик расхода топлива в баке получает информацию о параметрах в бензобаке (прецедент «Получение информации о параметрах в бензобаке»), реагирует на сигнал (прецедент «Реагирование на сигнал»), оповещает о расходе топлива в баке (прецедент «Оповещение»).
Система сигнализации оповещает о расходе топлива в баке (прецедент «Оповещение»), Сохраняет данные в памяти регистратора (прецедент «Сохранение данных в памяти регистратора»).
Борт автомобиля предоставляет данные (прецедент «Предоставление данных»), сохраняет данные в памяти регистратора (прецедент «Сохранение данных в памяти регистратора»), происходит анализ данных на борту автомобиля, а более глубокий анализ происходит на компьютере, где информация формируется в виде графиков и отчетов.
Диаграммы действий отражают динамику проекта и представляют собой схемы потоков управления в системе от действия к действию, а также параллельные действия и альтернативные потоки. В диаграмме действий иллюстрирует действия, переходы между ними, элементы выбора и линии синхронизации (рис. 2). Таблица 2 Описание диаграммы действий системы контроля расхода топлива автомобиля
Борт автомобиля выдает команду «Закончилось топливо в баке», предоставляет информацию об отсутствии бензина в баке и передает информацию системе сигнализации.
Система сигнализации принимает данные, обрабатывает поступившие данные, сравнивает поступившие данные и эталонные значения. Если топливо не закончилось, тогда снова происходит прием данных. Если топливо закончилось, тогда формируется сигнал на борт автомобиля и передается на датчик расхода топлива.
Датчик расхода топлива проверяет данные об отсутствии бензина в баке. Если топливо не отсутствует, тогда происходит формирование сигнала отмены тревоги, передача сигнала отмены тревоги системе сигнализации. Система сигнализации получает сигнал отмены тревоги, отменяет тревогу и выдает команду «Ситуация штатная». Если топливо отсутствует, тогда происходит формирование сигнала тревоги и сигнал передается на датчик объема топлива
Датчик объема топлива получает сигнал тревоги, реагирует на сигнал тревоги и выдает команду «Ситуация тревога»
Рис. 2. Диаграмма действий системы контроля расхода топлива автомобиля
Диаграммы классов (class diagrams) помогают графически представить некоторые или все классы в модели.
Диаграмма объектов (object diagram) - это снимок объектов системы в какой-то момент времени. Поскольку она показывает экземпляры, а не классы, то диаграмму объектов часто называют диаграммой экземпляров.
Диаграммы объектов и классов отображают различные классы, из которых состоит система, и их взаимодействие между собой (рис. 3).
Рис. 3. Диаграмма объектов и классов системы контроля расхода топлива автомобиля
Таблица 3
Описание диаграммы объектов и классов системы контроля расхода топлива автомобиля
Датчик объема топлива в баке данные о датчике объема топлива в баке (атрибуты: «Код датчика», «Наименование датчика», Фирма датчика», «Код технических характеристик»). Датчик должен выполнять свою работу (действие «Выполняет свою работу»), следить за работой системы (действие «Следит за работой системы») и реагировать на сигнал тревоги (действие «Реагирует на сигнал тревоги»).
Принцип работы принцип работы датчика (атрибуты: «Код уровня топлива», «Обработка полученных данных», «Измерение температуры бака», «Выдача данных»). Действие «Предоставляет информацию».
Информация о работе системы сигнализации атрибуты: «Код выдачи данных», «Время срабатывания», «Реакция», «Код датчика». Действия: «Следит за поступающими данными бензобака» и «Обрабатывает данные об отсутствии бензина».
Информация о работе борта автомобиля сигнальная лампа минимального резерва топлива в баке (со светофильтром красного цвета) загорается при остатке топлива в баке примерно на 80 км пути.
Диаграмма последовательности (англ. sequence diagram) - диаграмма, на которой показаны взаимодействия объектов, упорядоченные по времени их проявления.
На диаграмме последовательности показаны взаимодействия объектов, упорядоченные по времени их проявления (рис. 4).
Рис. 4. Диаграмма последовательности действий системы контроля расхода топлива автомобиля
Диаграмма взаимодействий (collaboration diagram) - это альтернативный способ отображения сценариев. Такой тип диаграммы показывает взаимодействие объектов, организованное вокруг них, и их связи друг с другом.
Таблица 4
Описание диаграммы последовательности действий системы контроля расхода топлива автомобиля
Датчик расхода топлива в баке считывает информацию о расходе бензина в баке, обрабатывает информацию и передает информацию о расходе топлива в баке системе сигнализации.
Датчик объема топлива в баке считывает информацию о наличии бензина в баке, обрабатывает информацию и передает информацию о состоянии топлива в баке системе сигнализации.
Система сигнализации Сравнивает полученную информацию с эталонной, формирует сигнал тревоги на борту автомобиля и подает сигнал тревоги на борт автомобиля.
Борт автомобиля проверяет загорание красной лампочки, формирует сигнал подтверждения загорания красной лампочки и передает сигнал подтверждения о загорании красной лампочки системе сигнализации. Система сигнализации формирует сигнал оповещения о загорании красной лампочки, включает сигнализацию и оповещает водителя о расходе топлива в баке.
Водитель получает сигнал оповещения о расходе топлива в баке
Диаграмма компонентов, Component diagram - статическая структурная диаграмма, показывает разбиение программной системы на структурные компоненты и связи (зависимости) между компонентами. В качестве физических компонентов могут выступать файлы, библиотеки, модули, исполняемые файлы, пакеты и т.п.
Диаграмма развертывания предназначена для визуализации элементов и компонентов программы, существующих лишь на этапе ее исполнения (runtime). При этом представляются только компоненты-экземпляры программы, являющиеся исполняемыми файлами или динамическими библиотеками.
Рис. 5. Программные компоненты
Рис. 6. Диаграмма внедрения системы контроля расхода топлива автомобиля
Диаграмма компонентов отображает разбиение программной системы на структурные компоненты и связи между компонентами.
Компоненты автомобиля: «Датчик объема топлива в баке», «Датчик расхода топлива в баке», «Система оповещения».
Компонентом борта автомобиля является «Система обработки информации».
В результате построения модели мехатронной системы контроля расхода топлива автомобиля были всесторонне исследованы основные аспекты работы системы.
Список литературы:
1. Уэнди Боггс, Майкл Боггс. UML, Rational Rose 2002. - Изд: Лори, 2004.
2. Терри Кватрани. Rational Rose 2000 и UML. Визуальное моделирование. - Изд: ДМК, 2001.
УПРОЩЕННЫЙ АЛГОРИТМ МНОГОПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОЙ ИТЕРАЦИОННО-КОМПЕНСАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ ПАРАЛЛЕЛЬНО ПЕРЕДАВАЕМЫХ СИГНАЛОВ
© Казаков А.Н.*, Куренной А.В.*
Кубанский государственный университет, г. Краснодар
Обоснованы особенности упрощенной итерационно-компенсационной обработки параллельно передаваемых сигналов, обеспечивающей снижение влияния внутриситемных помех при минимизации пик-фактора группового сигнала.
Известно, что преимуществами систем связи с кодовым уплотнением каналов (CDMA) являются: высокая помехоустойчивость относительно различных классов помех (импульсных, узкополосных и др.); скрытность передаваемых сигналов и информации (энергетическая, структурная, информационная); высокая эффективность использования диапазона частот; устойчивость связи в условиях многолучевого распространения радиоволн; высокая электромагнитная совместимость с существующими средствами связи; возможность совместной передачи информации и определения координат абонентов [1].
Однако технология CDMA имеет существенный недостаток, а именно, большой пик-фактор группового сигнала, что затрудняет эффективно ис-
* Доцент кафедры Оптоэлектроники, каандидат технических наук, доцент.
* Магистрант кафедры Оптоэлектроники.
