Научная статья на тему 'Развитие системы управления движением мехатронных модулей через интернет в Казахстане'

Развитие системы управления движением мехатронных модулей через интернет в Казахстане Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
162
27
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МОДЕЛЬ / МЕТОД / ПЕРЕДАТЧИК / ПРИЕМНИК / СВЯЗЬ / УПРАВЛЕНИЕ / РАДИОЛИНИЯ / МЕХТРОНИКА / СИСТЕМЫ

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Надирова Н.Т., Ашуров А.Е., Молдамурат Х.Х., Ергалиев Д.С.

В данной работе рассматривается вопрос о развитии системы управления через интернет движение мехатронных систем. Рассмотрены разные виды мехатронных систем и их характеристики. В труднодоступных и опасных областях применение роботов для проведения операций требует создания систем дистанционного управления мобильными роботами, которые будут пользоваться преимуществами сети Интернет в качестве канала связи. Для обеспечения использования перспектив, открывающихся применением сети Интернет в сфере технического управления эффективно и в полной мере, понадобится разработать такой подход к ее использованию, который учитывает проблемы, вызванные или появившиеся спецификой Интернета, как канала связи в системе дистанционного управления техническим объектом, а также специфику управляемого объекта.В Казахстане ведется строительство сборочно-испытательного комплекса космических аппаратов, в том числе и мехатронных систем. Поэтому очень важно уделить особое внимание дистанционному управлению через Интернет этих систем.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Развитие системы управления движением мехатронных модулей через интернет в Казахстане»

Следует отметить, что в настоящее время большая часть населения имеет смартфон или планшет с помощью, которого можно воспользоваться интеллектуальной системой оформления ДТП. Тем не менее, возможны ситуации, когда у одного из водителя может не оказаться одного из упомянутых выше устройств или они будут разряжены. Не смотря на это, водители могут воспользоваться электронным сервисом, чтобы оформить ДТП.

Представленные алгоритмы взаимодействия пользователя и системы подразумевают, что сотрудники ГИБДД внесли типовые правила с помощью сервиса для работы с правилами. В дополнение к описанным

режимам работы, в каждый алгоритм можно добавить возможность рассмотрения заявки аварийным комиссаром. В данном случае при возникновении ДТП, заявки пользователей встают в очередь на рассмотрение, а аварийные комиссары со своих рабочих мест могут рассмотреть заявки водителей, не выезжая на место происшествия. При рассмотрении заявки аварийным комиссаром, система анализирует заявку, но окончательное решение остаётся за комиссаром.

Разделение системы на два сервиса позволяет упростить внедрение системы на территориях, где правила дорожного движения могут отличаться.

ЛИТЕРАТУРА

1. Рябов С.С. Применение информационных технологий при оформлении дорожно-транспортных происшествий / С.С. Рябов // Труды Международной научно-технической конференции «Перспективные информационные технологии» ПИТ-2016. 2016. С. 67 6-67 9.

УДК 777

Надирова Н.Т., Ашуров А.Е., Молдамурат Х.Х., Ергалиев Д.С.

Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Астана, Казакстан

РАЗВИТИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ МЕХАТРОННЫХ МОДУЛЕЙ ЧЕРЕЗ ИНТЕРНЕТ В КАЗАХСТАНЕ

В данной работе рассматривается вопрос о развитии системы управления через интернет движение мехатронных систем. Рассмотрены разные виды мехатронных систем и их характеристики. В труднодоступных и опасных областях применение роботов для проведения операций требует создания систем дистанционного управления мобильными роботами, которые будут пользоваться преимуществами сети Интернет в качестве канала связи. Для обеспечения использования перспектив, открывающихся применением сети Интернет в сфере технического управления эффективно и в полной мере, понадобится разработать такой подход к ее использованию, который учитывает проблемы, вызванные или появившиеся спецификой Интернета, как канала связи в системе дистанционного управления техническим объектом, а также специфику управляемого объекта.В Казахстане ведется строительство сборочно-испытатель-ного комплекса космических аппаратов, в том числе и мехатронных систем. Поэтому очень важно уделить особое внимание дистанционному управлению через Интернет этих систем.

Ключевые слова:

модель, метод, передатчик, приемник, связь, управление, радиолиния, мехтроника, системы

Введение

В настоящее время технология интернет интенсивно развивается и используется во многих сферах техники. Например, в технологии «умный дом». В данной технологии предусматривается возможность управления всей бытовой техникой в доме и освещением дома через интернет. В то же время большую практическую значимость имеет управление мехатронными системами на расстоянии через интернет. Поэтому рассматриваемая тема считается одной из самых актуальных в настоящее время.

Мехатронные системы

Мехатроника является новым направлением современной науки и техники стремительно развивающимся в последнее десятилетие по всему миру. Мехатроника следует цели создания как интеллектуальных машин, так и движущихся систем, которые будут обладать качественно новыми функциями и характеристиками. Интерес, быстрорастущий во всем мире, направленный к мехатронике объясняется тем, что мехатронные системы отличаются своей принципиальной новизной и тем самым стимулируют высокую активность специалистов сферы научно-исследовательской, образовательной и производственной.

Новые идеи мехатроники возникают на стыке таких наук, как прецизионная механика, компьютерное управление, информационные технологии и микроэлектроника. Интеграция знаний из вышеперечисленных обособленных областей науки является задачей мехатроники как самостоятельной науки. Не только взаимодействие созданного технического решения друг с другом, но и обладание образованной системы новыми свойствами и характеристиками, не имевшимися в составляющих ее частях, делают научно-техническое решение «истинно ме-хатронным».

На сегодняшний день главным критерием наукоемкой продукции является соответствие машин нового поколения требованиям по показателям цена/качество. Можно сказать, их невозможно выполнить традиционными механическими средствами. Мехатроника решает поставленные перед собой задачи, внедряя цифровые электронные блоки и управляющие компьютеры, и непосредственно механические узлы, и системы. Появление в последние годы новейших информационных и производственных

технологий сделала возможным эффективную реализацию данного подхода. Создание оригинальных ме-хатронных систем получило импульс именно благодаря этим технологическим и экономическим факторам: реконфигурируемое технологическое оборудование и интеллектуальные роботы, новое поколение авиационной и военной техники, микросистемы и медицинское оборудование.

Мехатроника успела стать частью не только профессиональной, но и повседневной жизни современного человека. Домашние бытовые машины, трансмиссии новых автомобилей, цифровые видеокамеры, дисководы компьютеров - все это построено на принципах мехатроники.

Свершившимся фактом на сегодняшний день следует признать широкое распространение мехатро-ники в инженерном деле, науки и практике. Вместе с тем следует отметить, что некоторые известные виды движущихся машин и автоматических систем интеллектуального типа не относились к «ме-хатронной» категории при их разработке.

Предметом мехатроники следует считать процессы проектирования и производства модулей, машин и систем для реализации заданных функциональных движений.

Функциональное движение — это целенаправленное механическое перемещение мехатронной системы, которое координируется с параллельно управляемыми технологическими и информационными процессами. Само понятие «движение» трактуется в данном определении мехатроники в полной мере. Древнегреческие философы называли движением тела его любое изменение вообще: изменение размеров, цвета и температуры и вместе с тем, возникновение и уничтожение. Основой функциональных движений в мехатронике называется механическое перемещение системы в пространстве и во времени. Требования, предъявляемые по точности, скорости и по другим характеристикам качества исполнения функциональных движений определяются служебным назначением машины.

Использование Интернет-технологий в мехатро-нике и робототехнике открывает дорогу новым перспективам развития сбора данных и распределенных систем управления. Дистанционный мониторинг экспериментов и контроль удаленных технических систем могут быть выполнены практически в любой

точке мира с помощью технологии Интернет с минимальными затратами за счет широкого распространения и доступности глобальной сети.

Управление мехатроннымиобьектами с помощью сети Интернет на расстоянии охватывает как сбор данных с использованием информационно-измерительной аппаратуры, так и подачу управляющих воздействий для исполнительных элементов различных видов. Рассматриваемая задача является сложной для практической реализации, но в то же время весьма перспективной для развития. Анализируя современные тенденции и реально осуществленные проекты, можно заметить, что для управления техническими объектами достаточно эффективно и удобно использовать Интернет как средство организации дистанционного управления, его преимуществами можно назвать:

Возможность организации дистанционного управления объектов и экспериментов практически из любой точки мира реальными;

Значительное снижение затрат, используемых для создания специализированных каналов связи;

Возможность организации доступа к уникальному оборудованию в режиме реального времени для территориально удаленных друг от друга специалистов-экспертов.

Области применения Интернет-робототехники с перспективным будущим:

Управление дистанционно при агрессивных условиях окружающей среды (мобильные работы);

Астрономия (создание роботизированных автономных телескопов);

Образование дистанционно (создание виртуальных лабораторий с удаленным доступов);

Управление роботизированными ячейками и системами на расстоянии;

Индустрия развлечения (виртуальные визиты в музеи, соревнования управления Интернет-роботами и так далее).

В труднодоступных и опасных областях применение роботов для проведения операций требует создания систем дистанционного управления мобильными роботами, которые будут пользоваться преимуществами сети Интернет в качестве канала связи.

Использование Интернета для дистанционного управления становится причиной целого ряда научно-технических проблем. Эти проблемы связаны с оптимизацией взаимодействия web-сервера и системы управления роботом, также необходимостью передачи больших объемов данных и нестабильностью дистанционного соединения с оператором.

Для обеспечения использования перспектив, открывающихся применением сети Интернет в сфере технического управления эффективно и в полной мере, понадобится разработать такой подход к ее использованию, который учитывает проблемы, вызванные или появившиеся спецификой Интернета, как канала связи в системе дистанционного управления техническим объектом, а также специфику управляемого объекта.

При использовании Интернета в качестве канала связи следует учитывать нижеследующие значимые факторы:

Ограничения, связанные с пропускной способностью сети: приложение может потребовать передачи объемов данных и скорость невозможную для Интернета;

Временные задержки, граница которых не фиксирована и зависит от качества дистанционного соединения;

Флуктуация времени задержки в широких пределах, которая связана с изменением загрузки сети по времени;

Потеря отдельных пакетов, которые оснащены передаваемыми данными промежуточных серверов при переполнении входных буферов, через которые проходят данные.

Как показал анализ, для правильного подхода к решению проблем использования Интернета в целях управления необходимо знать параметры временной задержки и вероятность потери пакетов данных, это значит, что нужно будет сформировать модель

сегмента Интернета. В зависимости от местонахождения оператора меняется трассировка маршрута к серверу робота, которая в свою очередь содержит различное число промежуточных серверов.

Характеристики модели Интернета являются неизвестными и поэтому с помощью программных средств был проведен эксперимент по измерению его свойств в течении времени передачи, которое длилось достаточное большое время.

Методы мехатроники основываются на системном сочетании естественно-научных и инженерных направлений, например, как точная механика, микроэлектроника, компьютерное управление и информатика. Основой метода мехатроники следует считать синергетическую интеграцию структурных процессов на всех этапах жизни изделия, от стадии концептуального проектирования до производства и эксплуатации.

Теоретическая значимость работы заключается в следующем: в результате изобретения описаны методы моделирования управления движением ме-хатронных систем с помощью сети интернет.

Цель изобретения: моделирование движения ме-хатронных систем через интернет систему и формирование четких предложений.

Задачи изобретения:

Изучение методов моделирования управления движением мехатронных систем с помощью интернет системы;

Показать на конкретном примере одной ме-хатронной системы управление ее движением через интернет сеть;

Формирование четких предложений по полученным результатам.

В Казахстане ведется строительство сборочно-испытательного комплекса космических аппаратов. Целью данного проекта является - создание в Казахстане технологической и производственной базы по сборке и испытанию космических аппаратов, составляющих полезной нагрузки и элементов космической техники. В комплексе также будут собираться мехатронные системы.

В состав производственного отделения будут входить:

Специальное сборочно-технологическое бюро обеспечивающее выполнение всех проектных и сборочных работ;

Сборочно-испытательный комплекс обеспечивающий замкнутый цикл по сборке и испытанию космических аппаратов с массой от 100 кг до 6 тонн;

Экспериментальное производство оснащенное ла-бараториями и производственные зоны по производству отдельных составляющих космических аппаратов.

Реализация проекта «Создание сборочно-испы-тательного комплекса космических аппаратов» позволит создать частные высокотехнологичные учреждения которые охватят полный цикл работ по созданию космических аппаратов, составляющих полезной нагрузки, элементов космической техники (проектирование, производство, сборка и испытание) , обеспечит подачу заказов на создание космических аппаратов в нашей стране и в перспективе вывод на мировой рынок по разработке спутников, обеспечить подготовку высококвалифицированных инженеро-технических работников, освоить передовые космические технологии, позволит также развить отечественной научно-технический и производственный потенциал.

Космические аппараты разного назначения, в том числе и телекоммуникационные спутники, спутники дистанционного зондирования Земли, научно-технологические спутники, мехатронные системы и многое другое.

Заключение

Освоение космоса имеет важную стратегическую роль в развитии Казахстана, и является одним из основных ресурсов внедрения нашей республики в число крупныз мировых космических держав. Проектирование и создание мехотронных систем тоже входит в число этих работ.

Космическая сфера является одной из передовых сфер деятельности общества. Развитие космических программ определяет экономическую, научно-техническую и защитную силу государста. Космическая сфера также является одной из передовых сфер народного хозяйства в нашей Республике. Данная область оснащает международное сообщество

по использованию и развитию космического пространства, создание космических материалов и космической техники (разработка, подготовка и испытание), использование (эксплуатация), и предоставление других услуг, имеюих отношение к космической сфере.

ЛИТЕРАТУРА

1. Строжев В.В., Феоктистов Н.А. Системотехника и мехатроника технологических машин и оборудования// Дашков и К. 2015.

2. Афонин В.Л. Обрабатывающее оборудование с элементами искусственного интелекта // Приводная техника. 2003. №4

3. Балакшин Б.С. основные технологии машиностроения. М.: Машиностроение, 1969.

4. Востриков А.С. Боченков Б.М. Опыт разработки мехатронных систем в НГТУ // Мехатроника. 2000.

№5.

5. Демидов С.В., Зомба Г.А., Конюша В.П. Мехатронные обрабатывающие центры на базе мехатронных модулей вращения // приводная техника. 2003. №4

6. Аршанский М.М. Мехатронные технологии обработки материалов резанием // Мехатроника. 2000. №1

7. Бекетов Г.Ш., Ергалиев Д.С. Графо -аналитические выводы кинематического и кинетостатического анализа манипулятора для строительно-дорожных машин. Труды международного симпозиума Надежность и качество:- 2 0 07.-С.301-303

8. Бекетов Б.Ш., Бекетов Г.Ш., Ергалиев Д.С. Кинематический анализ схемы исполнительного механизма манипулятора. Труды международного симпозиума Надежность и качество: - 2008. том 1- С.288-289

УДК 3.378.14.015.62 Знаменская Т.Д.

ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (МГТУ им. Н.Э. Баумана), Мытищинский филиал, Московская обл., Мытищи-5, Россия

О КАЧЕСТВЕ ПОДГОТОВКИ КАДРОВ В ТЕХНИЧЕСКИХ ВУЗАХ

В статье с точки зрения технологии обучения будущих инженерных кадров анализируются современные проблемы высшей школы. Оценивается и сопоставляется качество поступающего на обучение контингента, делаются выводы о необходимости разделения ведомств, отвечающих за школьное и вузовское образование и мерах для расширения поля выбора абитуриентов для технических вузов. Описываются некоторые проблемы, возникшие в сфере подготовки производственных кадров высшей квалификации в связи с развитием Интернета — «виртуализация умений» и «виртуализация знаний». Предлагается определение информационной ценности знаний, получаемых студентами из Интернета. На примерах из опыта преподавательской работы предлагаются пути решения этих проблем. Обосновывается объективная необходимость скорейшего объединения усилий преподавателей, педагогов, методистов, психологов, интернет-дизайнеров для создания «светлой сети» Интернета, содержащей чистые и достоверные знания, как основу для качественной подготовки квалифицированных специалистов

Ключевые слова:

подготовка кадров, технический вуз, завод-втуз, производственная практика, интернет

Лозунг «Кадры решают всё» был выдвинут в 1935 году - он пришёл на смену лозунгу «Техника решает всё». Первая мировая и Гражданская война нанесли России огромный ущерб - и спасти страну можно было только жёсткими мерами сильной централизованной власти. В первый период «техника решала всё» - приходилось вести жесточайшую экономию на всём, на школах, на питании, на мануфактуре, накапливая средства для закупки техники, станков, машин и заводов за рубежом. И когда стратегический парк техники был создан, на первый план вышла задача подготовки кадров, способных овладеть этой техникой, заставить её работать на благо страны.

Этот же исторический сюжет повторился уже в наше время, на наших глазах. «Перестройка» и «реформы» нанесли стране огромный ущерб - экономические и гуманитарные потери превысили потери от нападения гитлеровской Германии [1]. Были разрушены целые отрасли - авиастроение, автомобилестроение, электроника, станкостроение и многое другое. И для спасения страны применялись те же меры - шла жёсткая экономия на всём, накапливались средства для закупки за рубежом утерянных технологий, станков и заводов - снова «техника решала всё». Сейчас технический потенциал в какой-то мере накоплен, и по мере его накопления всё яснее выдвигается на первый план лозунг «кадры решают всё».

Технология подготовки кадров.

По своей сути подготовка высококачественного инженера сходна с изготовлением любого высококачественного изделия. Надо отобрать самое лучшее сырьё, обработать его по самой лучшей технологии, и затем в течение всего срока службы обеспечивать своевременный уход и модернизацию.

Вполне ясно просматриваются три этапа: дошкольное и школьное образование, профессиональное вузовское образование и послевузовское образование, причём каждый этап имеет свою специфику и принципиально отличается от других.

Дошкольное и школьное (плюс внешкольное) образование должно дать всем общие знания и выявить интересы, способности и направления развития личности. Именно после этого этапа, давшего общие научные, культурные и мировоззренческие ценности, расходятся дороги нового поколения. Профессиональное вузовское образование должно отобрать лучших и наиболее способных и дать им фундаментальные и профессиональные знания в выбранных отраслях. Послевузовское образование имеет целью обеспечить модернизацию знаний и профессиональный рост в соответствии с конкретным местом работы и требованиями конкретного производства.

И теория организации [2, 3], и логика, и здравый смысл подсказывают, что для эффективного решения задач на каждом из этих этапов должны быть свои органы управления, например, министерство просвещения, министерство среднего и высшего профессионального образования и департаменты министерства науки, обеспечивающие непрерывный цикл послевузовского образования. Нынешняя система, при которой «конь и трепетная лань» запряжены в одну телегу Минобрнауки явно не справляется со своими столь разнообразными функциями. Как результат - в рейтинге ЮНЕСКО по индексу уровня образования Россия скатилась с третьего места в мире в 1990 году на тридцать второе сейчас [4, 5].

Не будем касаться проблем дошкольного и школьного образования, просто оценим изменения в качестве абитуриентов, из которых предстоит сформировать «кадры, которые будут решать всё».

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.