Новый способ формирования линейно-изменяющегося сигнала Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Этот процесс включает три основных стадии: образование, выделение и распространение ЗВ.

Процесс образования ЗВ (пыли древесной) характеризуется отделением частиц ЗВ от основного потока технологического сырья (древесины). Это происходит при обработке материала. При этом часть технологического оборудования (шлифовальная лента), реализующая процесс обработки сырья, является источником образования ЗВ.

Второй стадией процесса загрязнения воздушной среды на столярном участке древесных материалов является выделение ЗВ в окружающую воздушную среду. Под воздействием газовых или воздушных потоков в зоне пылеобразования осуществляется переход частиц во взвешенное состояние, в результате чего рождается пылевой аэрозоль. Часть (зона) технологического оборудования, непосредственно связанная с воздухом рабочей зоны или приземным слоем атмосферы, в которой происходит формирование пылевого аэрозоля, представляет собой внутренний источник пылевыделения.

Аэродинамические свойства внутренней производственной и внешней окружающей среды, особенности рельефа местности, промышленной и городской застроек обусловливают развитие третьей стадии процесса загрязнения воздушной среды - распространения аэрозоля, выражающейся в его пространственном переносе. Эта стадия включает два этапа распространения аэрозоля: во внутреннем объеме помещения, в воздухе приземного слоя атмосферы за пределами помещения [2].

Основной объект, участвующий в физической модели - пыль древесная характеризуется следующими группами параметров:

1) группа геометрических параметров: средний диаметр пылевых частиц (до 300 мкм);

2) группа физико-химических параметров: плотность пылевого материала (220 кг/м3), статический угол естественного откоса (аст = 42), динамический угол естественного откоса (ад = 38);

3) группа гидродинамических параметров: смачиваемость (97%), влажность (5%), коэффициент абразивности (0,5 - 10 м2/кг) [3].

Проведенный анализ физической модели процесса загрязнения воздушной среды и характеристик ЗВ позволяет заключить, что для столярного цеха предприятия МП «САХ» необходимо разработать инженерно-экологические мероприятия, которые позволят достичь значений нормативных параметров воздушной среды.

Список использованной литературы:

1. Деревообработка: Сборник под ред. В. Нуча. [Текст] / М.: Изд-во Техносфера, 2007. - 848 с.

2. Процессы и аппараты снижения загрязнения воздушной среды [Текст]: Учебное пособие, ч. 1 / В. И. Беспалов, О. С. Гурова, С. В. Мещеряков и др. - Ростов н/Д.: РГСУ, 2014. - 112 с.

3. Беспалов, В. И., Данельянц, Д. С., Мишнер, Й. Теория и практика обеспыливания воздуха. [Текст] / Киев: Наукова думка, 2000. - 188 с.

© Гурова О.С., Волочаева Н.А., 2016

УДК 621.373.121

Дубровин Виктор Степанович,

доцент кафедры ИКТСС

ФГБОУ ВПО «Мордовский национальный исследовательский университет им. Н.П. Огарёва»,

г.Саранск, РФ E-mail: [email protected]

НОВЫЙ СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ЛИНЕЙНО-ИЗМЕНЯЮЩЕГОСЯ СИГНАЛА

Аннотация

Предложен новый способ формирования линейно-изменяющегося сигнала из двух квадратурных

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №11-3/2016 ISSN 2410-700Х_

гармонических сигналов. Разработанный формирователь позволяет получить сигнал треугольной формы, инвариантный к изменениям частоты входного источника в широких пределах. Найдены оптимальные значения коэффициентов суммирующего блока, обеспечивающих минимальное отклонение сформированного сигнала от идеального сигнала треугольной формы. Результаты расчетов проверены на математической модели в среде PSIM 9. Формирователь может найти применение в функциональных генераторах, устройствах временной задержки, широтно-импульсных модуляторах.

Ключевые слова

Формирователь, структурная схема, вычислитель модуля, квадратурные сигналы, нелинейный блок.

Введение

Идея формирования квазилинейного сигнала треугольной формы заключается в том [1-3], что с помощью двух вычислителей модулей и суммирующего блока формируется синтезированный симметричный сигнал «^-образной формы как на участке прямого хода (нарастающее напряжение), так и на участке обратного хода (спадающее напряжение). Однако сигнал, формируемый с помощью только квадратурных составляющих, имеет сравнительно невысокую линейность. Для повышения линейности сигнала треугольной формы (СТФ) применяются [4, 5] различные блоки коррекции.

Задача заключается в разработке достаточно простого формирователя линейно-изменяющегося сигнала инвариантного к изменениям частоты квадратурных гармонических сигналов входного источника.

Основная часть

Формирователь линейно-изменяющегося сигнала (рис.1) содержит управляемый источник квадратурных гармонических сигналов два вычислителя модуля (ВМ-1, ВМ-2), нелинейный блок (НБ) и два сумматора.

Рисунок 1 - Структурная схема формирователя.

Управляемый источник квадратурных гармонических колебаний G (рис. 1) может быть построен на базе управляемого генератора [6, 7], либо на основе однофазного задающего генератора гармонических сигналов с применением различных фазовращающих цепей [8, 9].

Формирователь линейно-изменяющегося сигнала работает следующим образом.

При подаче напряжения Ef на вход источника G (рис. 1) на его выходе после окончания переходных процессов формируются (рис. 2,а) сигналы I(t) и Q(t), сдвинутые друг относительно друга на 90 электрических градусов

I(t) = A ' sin X ; Q(t) = A> • COS X,

где X = 2п • f • t - текущее значение угла в радианах; A1 и A - амплитудные значения сигналов I(t) и Q(t) ; f - частота формируемых квадратурных сигналов I(t) и Q(t) .

При нормированных значениях амплитуд A1 = A2 = A = 1

I(t) = A*-sinX = 1 • sinX; Q(t) = A *• COSX = 1 • COSX.

Рисунок 2 - Временные диаграммы.

На выходе первого ВМ-1 и второго ВМ-2 вычислителей модулей формируются однополярные сигналы M1(t) и M2(t) , которые поступают на соответствующие входы первого сумматора.

Сигнал на выходе первого сумматора

S (t) = k12 • M2(t) - k11 • M(t) = k12 • mod Q(t) - k11 • mod I (t),

где k11 и k12 - коэффициенты передачи, соответственно, по первому и второму входам первого сумматора.

Анализ синтезированного сигнала S(t) (рис. 2,а), полученного для значений коэффициентов k11 = k12 = 1, позволяет сделать вывод, что сигнал S(t) имеет S - образные (отличные от линейных)

характеристики, как на нарастающем, так и на спадающем участках формируемого сигнала и имеет значительную нелинейность [1].

Линеаризация сигнала S (t) производится с помощью нелинейного блока (рис. 1), на выходе которого формируется корректирующий сигнал

Sk (x) = S3 (x) = (cos x - sin x)3 = [1 - sin( 2x)] • (cos x - sin x). (1)

Выражение (1) будет справедливо для интервала x £ [0; п/2].

В результате суммирования сигналов S и Sk на выходе второго сумматора формируется сигнал

N( x) = а • S (x) + в • Sk (x), (2)

где а и в - коэффициенты передачи второго сумматора по соответствующим входам.

Формируемый сигнал N ( x) должен как можно меньше отличаться от идеального сигнала треугольной формы S0(x), математическое выражение которого для интервала x £ [0;п/4] может быть записано в следующем виде

S0(x) = 1 - (4/п) • x. (3)

Для нахождения оптимальных значений коэффициентов а и в, обеспечивающих максимальную

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №11-3/2016 ISSN 2410-700Х_

линейность формируемого сигнала N(x), вычислим площади на интервале X £ [0; п/4], используя

сигналы S0( x) и N ( x)

4 л

x

п У

п/4 п/4 п/4

п

• dx = -; (4)

8

А2 = | Ы(х) • dx = а | 5(х) • dx + в | 5к(х) • dx. (5)

0 0 0 Опуская промежуточные результаты, получим, что площадь

А 2 = а • (42 —1) + в • [(1/3) - (л/2)/б]. (6)

Учтем, что в = 1 — а и приравняем площади

V 1 л

п = а • (V2 -1) + (1 - а) •

Используя (7) найдем расчетные значения коэффициентов

(3п/ 4) - 2(1 - 1/V2)

3

' - 72

(7)

а

расч

7V2 - 8

0 93; ß = 1 - а * 0,07. (8)

? Грасч расч ' v '

Найденные значения расчетных коэффициентов использовались на математической модели в среде PSIM-9 для дальнейшей оптимизации.

На рис. 2,б показаны для большей наглядности виртуальные сигналы У1(х) = а • (х) и

У1(х) = в • 5к (х) , учитывающие найденные значения коэффициентов второго сумматора.

Окончательные значения коэффициентов а0 ~ 0,89 и в0 ~ 0,11, найденных экспериментальным

способом, незначительно отличаются от расчетных. Выводы:

1. Устройство работоспособно в условиях изменения частоты входного источника в широких пределах.

2. Формирователь может быть выполнен в гибридном или интегральном исполнении.

3. Полученные расчетные соотношения подтверждены на математической модели в программе PSIM-9.

Список использованной литературы:

1. Дубровин В. С. Формирователь линейно-изменяющегося сигнала / В. С. Дубровин // Южно-сибирский научный вестник. - Бийск, 2014. № 1 (5) - С. 70-73.

2. Дубровин В. С. Особенности применения аддитивных формирователей сигналов в функциональных генераторах / В. С. Дубровин // Южно-сибирский научный вестник. - Бийск, 2013. - № 2 (4). - С. 41-45.

3. Дубровин В.С. Управляемый по амплитуде и частоте формирователь линейно-изменяющегося симметричного сигнала / В.С. Дубровин // Южно-сибирский научный вестник. - Бийск, 2015. - № 3 (11). - С. 21-25.

4. Дубровин В. С. К вопросу оптимизации параметров синтезированного сигнала / В. С. Дубровин, Е. А. Сайгина // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2011. Т. 3. № 2. С. 6-8.

5. Дубровин В. С. Особенности применения корректирующих блоков для повышения линейности сигналов треугольной формы в функциональных генераторах / В.С. Дубровин // Журнал научных и прикладных исследований. - 2016. - № 2. - С. 123-127.

6. Пат. 2506692 Российская Федерация, МПК Н 03 В 27/00. Управляемый генератор / Дубровин В. С. - № 2012137334/08; заявл. 31.08.12; опубл. 10.02.15, Бюл. № 4. - 22 с.: 11 ил.

7. Дубровин В. С. Генератор гармонических колебаний на базе управляемого полосового фильтра второго порядка / В. С. Дубровин // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика. - 2015. - № 2. - С. 79-87.

8. Дубровин В. С. Применение фазовращающих цепей при построении многофазных генераторов

п/4

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №11-3/2016 ISSN 2410-700Х_

гармонических сигналов. / В. С. Дубровин. // Электроника и информационные технологии. 2011. № 1 (10). 9. Дубровин В. С. Фазовращатель гармонического сигнала / В. С. Дубровин // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. - 2014. - № 9-10. - С. 192-195.

© Дубровин В С., 2016

УДК 004.9

Ершов Евгений Валентинович

д.т.н., профессор ФГБОУ ВО «Череповецкий государственный университет»

[email protected]

Виноградова Людмила Николаевна

к.т.н., доцент ФГБОУ ВО «Череповецкий государственный университет»

[email protected] Пыж Сергей Викторович инженер-программист ФГБОУ ВО «Череповецкий государственный университет»

[email protected] г. Череповец, РФ

ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ РЕАБИЛИТАЦИИ ДЕТЕЙ С ЗАБОЛЕВАНИЯМИ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ И ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Аннотация

Приведено описание программно-технических решений для реабилитации детей с заболеваниями центральной нервной системы и опорно-двигательного аппарата. Представлен обобщенный алгоритм работы программно-аппаратного комплекса. Приведено описание упражнения «Баскетбол» для развития мелкой моторики у ребенка.

Ключевые слова

Реабилитация, ДЦП, программно-аппаратный комплекс, Kinect, обратная связь

E.V. Ershov, doctor of technical Sciences, the Cherepovets state University, [email protected]

L.N.Vinogradova, candidate of technical Sciences, the Cherepovets state University, [email protected] S.V. Pysh, Software Engineer, the Cherepovets state University,

[email protected]

SOFTWARE ENGINEERING SOLUTIONSFOR REHABILITATION OF CHILDREN WITH DISEASES

NERVOUS SYSTEM AND LOCOMOTOR SYSTEM

Annotation

The description of the software and hardware solutions for the rehabilitation of children with diseases of the central nervous system and locomotor system. The generalized algorithm of hardware and software. The description