CC BY
8
17. Мамиргов М.У., Чеснокова М.Д., Чередниченко Т.Ф. Инновации в строительстве как главное условие повышения эффективности штукатурных работ // Актуальные проблемы и перспективы развития строительного комплекса. 2020. С. 156-162.
18. Мухамедзянов А., Рибокене Е.В., Маковецкий М.Ю. Систематизация и управление цепью поставок в гражданском строительстве // Транспортное дело России. 2022. №2 С. 106-109.
19. Фролова Д.А. Основные проблемы, возникающие при взаимодействии генподрядчика и субподрядчика. // Студенческий вестник. 2022. №21-10 (213) С. 62-64.
20. Смирнова Ю.И. Анализ распространенных ошибок при проектировании и рабочей документации дизайн-проекта жилого интерьера. // Моделирование и анализ сложных технических и технологических систем. 2017. С. 98-100.
Бидов Тембот Хасанбиевич, канд. техн. наук, доцент, tembot07@bk.ru Россия, Москва, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет,
Котельникова Алина Дмитриевна, студент, Kotelnikovaad@mail.ru Россия, Москва, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
FEATURES OF THE DYNAMICS OF THE HEIGHT CHANNEL OF THE PIVOT DEVICE D.M. Malyutin, YU.N. Alyakin, V.A. Orlov, A.P. Shvedov, A.V. Ladonkin
The paper presents mathematical and simulation models of the height channel of the pivot device, the law of change of the signal of the setter, the structure of the construction of the amplifier-converting path and the results of the study of the dynamics of this channel.
Key words: tracking system, engine, gearbox.
Bidov Tembot khasanbievich, candidate of technical sciences, docent, tembot07@bk.ru, Russia, Moscow, National research moscow state university of civil engineering,
Kotelnikova alina dmitrievna, student, kotelnikovaad@mail.ru, Russia, Moscow, National research moscow state university of civil engineering
УДК 004
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-1-274-278
РАЗРАБОТКА ФОРМИРОВАТЕЛЯ ТЕСТОВЫХ СИГНАЛОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
А.С. Бордюг
В состав цифровых измерителей показателей качества электроэнергии для контроля их работоспособности часто включают блок формирования тестовых сигналов, применяемый либо в специальном тестовом режиме работы устройства, либо в основном режиме в виде отдельного канала контроля. При этом в качестве тестовых сигналов используются напряжения специальной формы с заранее известными действующим значением и гармоническим составом. Для этого удобно применять напряжения прямоугольной, трапецеидальной или треугольной формы.
Ключевые слова: цифровой измеритель, качество электроэнергии, формирователь импульсов.
Введение. Любой цифровой измеритель показателей качества электроэнергии (ПКЭ) включает аналого-цифровую измерительную (как минимум трехканальную для контроля трех напряжений промышленной сети) и цифровую обрабатывающую части, в которых вычисляются все ПКЭ численным методом. Для оценки работоспособности устройства необходимо охватить контролем обе указанные части цифрового измерителя, для чего на измерительные входы устройства необходимо подключить напряжения с заранее известными параметрами (тестовые сигналы).
Материалы и методы. Контроль работоспособности цифровых измерителей ПКЭ может быть частичным или полным. При реализации частичного контроля можно использовать одиночное напряжение прямоугольной, трапецеидальной или треугольной формы, подаваемое на один из измерительных входов устройства. Недостаток такого варианта тестирования устройства — то, что контролируется только один из трех каналов аналого-цифровой части измерителя и все ПКЭ достоверно вычислены быть не могут. Следовательно, такой вариант тестирования недостаточно полный и его нельзя считать приемлемым [1-2].
Для реализации полного контроля работоспособности указанных измерителей следует с помощью напряжений специальной формы имитировать трехфазную систему напряжений промышленной сети. Достоинство такого варианта тестирования устройства — то, что полностью контролируется измерительная аналого-цифровая и цифровая обрабатывающая части устройства по полной программе вычислений ПКЭ.
а - функциональная схема; б - временные диаграммы выходных напряжений
При этом возможны два подхода. При первом совокупность тестовых напряжений формируется искусственно с помощью аппаратных средств без использования напряжений промышленной сети. Такой формирователь тестовых сигналов должен иметь три напряжения какой-либо формы строго фиксированной частоты с постоянными сдвигами фаз, не обязательно номинальными.
Функциональная схема простейшего формирователя тестовых сигналов такого типа для получения напряжений прямоугольной формы приведена на рис. Ы. В его состав входят генератор импульсов G, делитель импульсов на счетчике СТ1, двоичный счетчик импульсов СТ2. дешифратор DС, три RS-триггера Т1, Т2 и Т3, три компаратора на операционных усилителях DА1, DА2 и DАЗ, и три повторителя на операционных усилителях DА4, DА5 и DА6 с диодными ограничителями амплитуды на уровне опорных напряжений, задаваемых разнополярными источниками.
Чтобы получить частоту формируемых напряжений f=50 Гц делитель импульсов СТ1 должен снизить частоту импульсов генератора G до 300 Гц. Счетчик импульсов СТ2 должен иметь коэффициент пересчета К=6. RS-триггеры Т1, Т2 и ТЗ подключены к дешифратору ОС таким образом, что своими состояниями имитируют напряжения трехфазной системы, сдвинутые по фазе на номинальные углы. Необходимость использования компараторов DА1, DА2 и DАЗ вытекает из требования получения разно-полярных напряжений. Ограничение по амплитуде необходимо для согласования с диапазоном измеряемых напряжений устройства. Временная диаграмма выходных напряжений формирователя приведена на рис. 1б. Недостаток такого формирователя тестовых сигналов — его сложность, требующая значительных аппаратных затрат и ограниченные возможности, так как могут формироваться только прямоугольные напряжения.
В качестве второго подхода к рассматриваемой задаче можно предложить способ формирования тестовых сигналов с использованием напряжений промышленной сети. В этом случае также выполняется полное тестирование, но недостатком будет то, что заранее неизвестны сдвиги по фазе между напряжениями (они являются реальными) и отклонение частоты (тоже реальное). Тем не менее тестирование можно считать достоверным, так как все ПКЭ, кроме отклонения частоты, определяются через амплитуды и действующие значения напряжений по фазам [3], которые вычисляются по измеренным мгновенным значениям контролируемых напряжений. При этом полностью задействованы аналого-цифровая измерительная и обрабатывающая части устройства. Аргументировать целесообразность такого подхода к построению формирователя тестовых сигналов можно простотой технической реализации формирователя.
Результаты. Функциональная схема формирователя тестовых сигналов с использованием напряжений промышленной сети приведена на рис. 2а. В его состав входят три нормирующих операционных усилителя DА1—DАЗ, понижающие фазные напряжения промышленной сети до рабочего диапазона входных напряжений цифрового измерителя ПКЭ. На операционных усилителях DА4-DА6 реализованы повторители напряжения с диодным ограничением амплитуды формируемых напряжений на уровнях опорных источников +ЕОП и —ЕОП.
Такой формирователь может образовать два вида тестовых сигналов. При разомкнутых выключателях В1-В3 операционные усилители DА1-DАЗ работают как компараторы, в результате формируются три тестовых напряжения ИАТ,ивти ист прямоугольной формы. Если выключатели В1-В3 находятся в замкнутых состояниях, то на выходах DА1-DАЗ образуются синусоидальные напряжения, кото-
рые затем подвергаются ограничению диодной схемой с последующим повторением. В результате получаются три напряжения в виде усеченных синусоид. Временная диаграмма формируемых напряжений показана на рис. 1, б.
Каждое из полученных напряжений в виде усеченной синусоиды можно рассматривать как модель трапецеидального напряжения. Для получения количественных характеристик точности моделирования и граничных условий применимости сравним указанные функции напряжения с идентичными параметрами формы (амплитудой и углом разрыва производной) по величине действующего значения напряжения (ДЗН), амплитуды первой гармоники напряжения и коэффициента несинусоидальности (Кнси).
Функция напряжения вида усеченная синусоида на интервале изменения аргумента от нуля до л/2 описывается выражением
Бт(ш1), если 0 < шЬ < а и^т^а), если а < шЬ <- (1)
где ит — амплитуда синусоидального напряжения, подвергаемого ограничению; а — угол разрыва производной (излома) функции.
Разложение функции (1) в ряд Фурье принимает вид
п \_
2(fc-l) 2(fc+l) k Действующее значение напряжения, соответствующее (1),
sin((k + l)a) , sin(a) cos(ka)~\ . ,
+ ———I xsin(kcot)
(2)
U
sin(2a)
+
sin2 (a) (j- a)]
Амплитуда первой гармоники напряжения, соответствующая (1),
4 Um Г a sin(2a) ■ г \ г \\
= I---^ +sin(a) cos( a)|
(3)
(4)
'm(l) n L2 4
Моделируемая трапецеидальная функция на том же интервале с идентичными параметрами формы описывается выражением
fUmsin{a)
u(a>t) = ■
-шЬ, если 0 < a>t < а
[ит зт(а), если а < шЬ < Разложение функции (5) в ряд Фурье имеет вид [2]
£к=1--
где — к= 1, 3, 5...
Действующее значение напряжения, соответствующее (5),
U =
2Ui^sin2(a)
е-?)
Амплитуда первой гармоники напряжения, соответствующая (5),
U,
m(l)
*ит ■ 2/ \
=-sinA{a)
Коэффициент несинусоидальности напряжения находим из выражения
Кнсп —
um(l)
Jm(l)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
и. R1
)-CZ
jp-
-Л-1
-^
VD7-I2
-64
II 21
L
4ZZH
-¿Ь-п
V. 21
I
V. 2\
II
а)
У
R[2
Рис. 2. Формирователь тестовых сигналов: а — функциональная схема; б — временные диаграммы выходных напряжений при включенных где к=1 3.5, ... Номера нечетных гармоник,
так как функция симметричная.
Рис. 3. Зависимости относительных погрешностей 8 от а: 1 — действующего значения
напряжения A U=f(a); 2 — амплитуды первой гармоники напряжения Um(1)=f(a);
3 — коэффициента несинусоидальности напряжения S KhcU = /(а). при замене трапецеидальной функции напряжения усеченной синусоидой
Сравнение исследуемых функций по указанным параметрам будем проводить на интервале изменения а от п/18 до п /6 с вычислением относительной погрешности изменения ДЗН, амплитуды первой гармоники и Кнси в процентах. Результаты вычислений с использованием (3), (4), (7)-(9) и последующим сравнением в виде графиков приведены на рис. 3.
Из анализа полученных зависимостей относительных погрешностей определения ДЗН, амплитуды первой гармоники и Кнси при замене трапецеидальной функции напряжения усеченной синусоидой следует, что последняя на интервале изменения о, от нуля до п/6 с точностью не хуже 0,27 % по всем перечисленным параметрам совпадает с трапецеидальной функцией напряжения. Причем с увеличением а погрешности отклонения одноименных параметров монотонно возрастают.
Таким образом, для формирования тестовых сигналов в виде трапецеидальных функций напряжения для цифровых измерителей ПКЭ можно воспользоваться близкой функцией напряжения в виде усеченной синусоиды при условии а<п/6 или, что то же самое, уровень ограничения амплитуды формируемого напряжения Е0П < Um/2. При этом для удобства можно использовать расчетные выражения (6)-(8), соответствующие трапецеидальной функции напряжения, так как относительная погрешность расхождения определяемых параметров для большинства разработанных измерителей ПКЭ не превышает погрешности этих измерителей.
Бордюг Александр Сергеевич, канд. техн. наук, доцент, alexander. bordyug@mail.ru, Россия, Керчь, Керченский государственный морской технологический университет
Список литературы
1. Каханович В.С., Вершинин А.С. Контроль и поддержание качества электроэнергии — важный фактор экономии топливно-энергетических ресурсов // Энергетика... (Изв. высш. учеб. заведений). 1984. № 11. С. 7-11.
2. Каханович В.С., Вершинин А.С. Методика оценки погрешности устройств численного определения показателей качества электроэнергии // Энергетика... (Изв. высш. учеб. заведений). 1990. № 1. С. 48-52.
3. Алгоритмы вычислительного метода определения показателей качества электроэнергии / В.С. Каханович, В.Е. Ткаченко, Н.И. Тюшкевич, А.С. Вершинин // Системы управления в энергетике. М.: ЭНИН, 1980.
Бордюг Александр Сергеевич, канд. техн. наук, доцент, alexander. bordyug@mail.ru, Россия, Керчь, Керченский государственный морской технологический университет
DEVELOPMENT OF A TEST SIGNAL GENERATOR TO MEASURE ELECTRICITY QUALITY INDICATORS
A.S. Bordyug
Digital meters of electricity quality indicators for monitoring their operability often include a unit for generating test signals, used either in a special test mode of operation of the device, or in the main mode as a
separate control channel. At the same time, special-shaped voltages with a pre-known effective value and harmonic composition are used as test signals. To do this, it is convenient to use rectangular, trapezoidal or triangular shaped stresses.
Key words: digital meter, power quality, pulse generator.
Bordyug Alexander Sergeevich, candidate of technical sciences, docent, alexander.bordyug@mail.ru, Russia, Kerch, Kerch State Marine Technological University
УДК 629.076
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-1-278-285
ОБУЧЕНИЕ ВОЕННОГО ВОДИТЕЛЯ ВИДЕНИЮ И ПОНИМАНИЮ МЕСТНОСТИ, ДОРОГ
И ДОРОЖНОГО ОКРУЖЕНИЯ
В.Ф. Васильченков, А.В. Калыгин
Статья обосновывает необходимость учить военных водителей не только видеть дорогу, но и постоянно в движении исследовать ее: видеть и понимать дорогу, колонный путь, маршрут движения, колонну, в боевых условиях различать препятствия, заграждения, важность понимать и прогнозировать дорожную геометрию и соответствующие управляющие действия. Исследование выявляет математические зависимости между геометрией дороги и управляющими действиями водителя, что дает основание утверждать, что водитель управляет машиной намеренно.
Ключевые слова: система «водитель-автомобиль-дорога», дорожная информация, математическая модель дороги, «образ движения», различать расстояние видимости.
Из всех видов информации для водителя визуальная является, безусловно, самой важной. Чтобы знать, как водитель управляет машиной в системе «водитель - автомобиль - дорога» (ВАД), необходимо знать какую информацию он получает, каков характер «входов» в систему ВАД [1].
Когда водитель управляет машиной при движении по заданному маршруту, он принимает соответствующие решения, основанные на восприятии и переработке дорожной обстановки впереди машины. Какое это расстояние, как оно изменяется в зависимости от скорости движения, радиуса и направления поворота машины,- ответить на этот вопрос поможет, например, изучение характера перемещения точек фиксации взгляда водителя в указанных условиях.
Степень воздействия конфигурации дороги на водителя и его машину частично определена в работе, выполненной Гинцбург, Л.Л. [2. 5]. Он исследовал как водитель размещает свою машину в полосе движения дорог различных радиусов кривизны правого и левого поворота. Из этой работы выявляется такой важнейший параметр для управления машиной как характер наблюдения водителя за дорогой впереди машины.
В настоящее время вопросами управления колесными и гусеничными машинами с учетом геометрии дороги занимаются ученые Елистатов В.В. Самарский Е.А. Анашкин Р.А. и опубликованы работы [6-7], в которых рассматривали динамику машины как как концепцию наведения ее в цель, когда целью являются движущиеся впереди машины на расстоянии Se местные предметы. Особенно этот фактор важен для управления боевой бронированной машиной с ограниченным полем зрения для водителя.
Результаты подтверждались соответствующими математическими выражениями. Для выполнения подобного исследования нами применялись специальное оборудование, камера и, так называемый, «щелевой» метод.
Авторами использовались и рассматривались оба указанных метода для регистрации перемещения взгляда водителя на маршруте более сложной конфигурации применительно к армейским условиям движения с ограниченной дальностью и полем зрения (в колонне, в тумане, в пыли, в боевой машине и т.д.), с привлечением большого контингента «молодых» водителей. Полученные результаты обрабатывались и делались выводы с позиции инженерной психологии, эргономики и теории управления машиной. В настоящем контексте «ценность» дороги для машины имела несколько новое назначение: она относилась не только и не сколько к механическим характеристикам машины, а скорее к динамике ее поведения на дороге при заданных характеристиках водителя. Для этого использовался метод передаточных функций, известный в теории автоматического управления [8].
Рассмотрим метод исследования перемещения взгляда водителя при прямолинейном движении (рис. 1). Из повседневного опыта ясно, что водитель видит ближе на меньшей скорости и дальше на большей
скорости, - эти расстояния называются «дистанциями видимости» Sв и определяются так называемым «щелевым» методом. Для этого часть переднего обзора водителю намеренно закрывалась, изменялась скорость движения машины до наиболее «комфортабельного» значения.
