CC BY
36
Министерство образования и науки РФ
Правительство Пензенской области Академия информатизации образования Академия проблем качества РФ Российская академия космонавтики им. К.Э.Циолковского Российская инженерная академия Вычислительный центр РАН им. А.А.Дородницына Институт испытаний и сертификации ВВТ ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л.Минца» ОАО «УПКБ ДЕТАЛЬ», ОАО «РУБИН» ОАО «НИИФИ», ОАО «ПНИЭИ», ФГУП ФНПЦ «ПО СТАРТ», НИКИРЭТ, ЗАО «НИИФИиВТ» ОАО «ППО ЭЛЕКТРОПРИБОР», ОАО «РАДИОЗАВОД» Пензенский филиал ФГУП НТЦ «АТЛАС» ОАО «ТЕХПРОММАШ», МИЭМ НИУ ВШЭ, Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева Сургутский институт мировой экономики и бизнеса «ПЛАНЕТА» Пензенский государственный университет
АадижУ{%шсж
ТРУДЫ
МЕЖДУНАРОДНОГО СИМПОЗИУМА
НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО
II то^
ПЕНЗА 2015
УДК 621.396.6:621.315.616.97:658:562 Т78
Труды Международного симпозиума «НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО»:
T78 в 2 т. - Пенза : ПГУ, 2015. - 2 том - 384 с.
ISBN 978-94170-818-5(т.1) ISBN 978-94170-818-8
В сборник трудов включены доклады юбилейного ХХ-го Международного симпозиума «Надежность и качество», проходившего с 25 по 31 мая 2015 г. в городе Пензе.
Рассмотрены актуальные проблемы теории и практики повышения надежности и качества; эффективности внедрения инновационных и информационных технологий в фундаментальных научных и прикладных исследованиях, образовательных и коммуникативных системах и средах, экономике и юриспруденции; методов и средств анализа и прогнозирования показателей надежности и качества приборов, устройств и систем, а также анализа непараметрических моделей и оценки остаточного ресурса изделий двойного назначения; ресурсосбережения; проектирования интеллектуальных экспертных и диагностических систем; систем управления и связи; интерактивных, телекоммуникационных сетей и сервисных систем; экологического мониторинга и контроля состояния окружающей среды и биологических объектов; исследования физико-технологических процессов в науке, технике и технологиях для повышения качества выпускаемых изделий радиопромышленности, приборостроения, аэрокосмического и топливно-энергетического комплексов, электроники и вычислительной техники и др.
Оргкомитет благодарит за поддержку в организации и проведении Международного симпозиума и издании настоящих трудов Министерство образования и науки РФ, Правительство Пензенской области, Академию проблем качества РФ, Российскую академию космонавтики им. К. Э. Циолковского, Российскую инженерную академию, Академию информатизации образования, Вычислительный центр РАН им. А. А. Дородницына, Институт испытаний и сертификации ВВТ, ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л. Минца», ОАО «УПКБ ДЕТАЛЬ», ОАО «НИИФИ», ФГУП «ПНИЭИ», ОАО «РУБИН», ОАО «РАДИОЗАВОД», ОАО «ППО ЭЛЕКТРИПРИБОР», ФГУП «ПО «СТАРТ», НИКИРЭТ - филиал ФГУП «ПО «СТАРТ», Пензенский филиал ФГУП НТЦ «АТЛАС», ОАО «ТЕХПРОММАШ», МИЭМ НИУ ВШЭ, Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Сургутский институт мировой экономики и бизнеса «ПЛАНЕТА»,Пензенский государственный университет.
Сборник статей зарегистрирован в Российском индексе научного цитирования (РИНЦ) с 2005 г.
Р е д а к ц и о н н а я к о л л е г и я :
Юрков Н. К. - главный редактор Трусов В. А. - ответственный секретарь Баннов В. Я. - ученый секретарь Волчихин В. И., Абрамов О. В., Авакян А. А., Дивеев А.И., Иофин А. А., Каштанов В. А., Майстер В. А., Острейковский В.А., Петров Б. М., Писарев В. Н., Роберт И. В., Романенко Ю. А., Северцев Н. А., Садыков С. С., Садыхов Г. С., Увайсов С. У.
ISBN 978-94170-818-5(т.1) ISBN 978-94170-818-8
© Оргкомитет симпозиума, 2015 © ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», 2015
плуатационные характеристики в сравнении с аналогами.
При проектировании УПС-Ы*64 помимо широкого применения специализированных БИС, реализации в модеме интеллектуальных команд управления, протоколов защиты от ошибок и сжатия данных, а также введения блока для работы по ВОЛС, удалось уменьшить габариты, вес и потребление электрической энергии за счет рациональной компоновки, применения более легких конструкционных материалов и обеспечения оптимального теплового режима.
Для разработанного модема характерна совместимость с существующим парком модемом за счет расширения диапазона скоростей передачи информации.
Для повышения удобства и расширения возможностей ручного управления в модем введены так называемые модули управления и отображения. Такие модули имеют дисплеи, позволяющие устанавливать режимы работы и конфигурацию модема в режиме меню.
Они создают возможность в процессе работы выполнять измерения и отображать некоторые параметры, характеризующие качество работы модема (частоту ошибок, состояний цепей стыков, уровень принимаемого сигнала и др.)
При проектировании модема на корпусе устройства были предусмотрены элементы крепления, что позволило устанавливать аппарат в каркас, а каркасы собирать в стойку из несколько штук.
ЛИТЕРАТУРА
1. Конструирование экранов и СВЧ-устройств/ Под ред. Чернушенко А.М. - М.: Радио и связь, 1990.
2. Пестряков В.Б, Аболтинь-Аболинь Г.Я., Гаврилов Б.Г. Конструирование радиоэлектронных средств. - М.: Радио и связь, 1992.
3. Юрков, Н.К. Исследование процедуры формирования тестового воздействия при проведении диагностики логических устройств/ Е.А.Сидорова, В.Я. Баннов, Н.К. Юрков //Надежность и качество: Труды международного симпозиума. В 2-х т. Под ред. Н.К. Юркова. Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2012. Том 2, С. 109-111
4. Юрков, Н.К. Концепция синтеза сложных наукоемких изделий/Н.К. Юрков// Надежность и качество: Труды международного симпозиума. В 2-х т. Под ред. Н.К. Юркова. Пенза: Изд-во Пенз. гос. унта, 2012. Том 1, С. 3-6
5. Трусов В.А. Использование самоорганизующегося алгоритма для нелинейных технологических процессов / В.А. Трусов // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 2. С.395
6. Баннов В.Я. Методы построения современных автоматизированных систем / В.Я. Баннов, В.В. Стюхин // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 2. С. 488-489
7. Гусев А.М. Повышение надежности в автоматизированных системах управления / А.М. Гусев, А.А. Рыжев, И.В. Романчев, Н.К. Юрков, Г.В. Таньков, В.А. Трусов // Труды международного симпозиума надежность и качество. 2010. Т. 2. С. 202-203.
УДК 629.7.05
Палагута К.А., Крюков А.И., Шубникова И.С., Алексеев А.А.
ФГБОУ ВПО «Московский Государственный индустриальный университет», Москва, Россия
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ НАХОЖДЕНИЯ В «СЛЕПОЙ ЗОНЕ» БОКОВЫХ ЗЕРКАЛ ДВИЖУЩЕГОСЯ ВПЕРЕДИ АВТОМОБИЛЯ
В настоящее время большое внимание уделяется анализу ситуации движения двух транспортных средств с нахождением второго из них в «слепой зоне» боковых зеркал первого транспортного средства [1]. Однако все предлагаемые в настоящее время технические решения относятся к способам улучшения обзора окружающей обстановки для водителя первого транспортного средства. В то же время водитель второго транспортного средства не имеет никакой информации о том, что он находится в опасности [2] и не наблюдается водителем первого транспортного средства (рис. 1).
Рисунок 1 - Иллюстрация потенциально опасной ситуации
Некоторые попытки улучшить эту ситуацию всё же предпринимаются. Известна система зеркал заднего вида в автомобилях и других транспортных средствах [3], состоящая из внутрисалонного зеркала заднего вида (обычного, призматического, панорамного) и двух наружных боковых зер-
кал. Эта общепринятая система имеет ряд недостатков. Основной недостаток заключается в наличии у существующей системы эффекта «слепой зоны» - когда автомобиль, находящийся в соседнем ряду и чуть сзади, не виден ни в салонном, ни в боковом зеркалах заднего вида. Контроль такой «слепой зоны» крайне важен при перестроении ТС в потоке машин.
Для обеспечения безопасности движения, при прочих условиях, водителю необходима постоянная полная информация о быстро меняющейся окружающей обстановке не только позади его автомобиля, но и впереди с обеих сторон от движущейся машины.
Известны системы наружных видеокамер [4] или системы, использующие волоконную оптику, переносящую информацию на лобовое стекло, однако эти дорогостоящие и легко повреждаемые системы пока не нашли широкого применения ввиду неработоспособности при загрязнении оптических элементов. Известны патенты, в которых изображение с наружного бокового зеркала переносится в кабину водителя, приближая изображение бокового пространства к водителю [5] . В этих патентах наружное боковое зеркало превращается в сложное оптическое устройство с применением комбинаций линз и призматических устройств. Существенным недостатком является необходимость устанавливать наружные боковые зеркала под острым углом к продольной оси машины. При таком положении зеркал значительно уменьшается зона бокового обзора.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является «Система контроля «мертвой зоны» боковых зеркал автомобиля» [6], состоящая из ультразвуковых датчиков, располагаемых на заднем бампере автомобиля, состояние которых опрашивается вычислительным ядром системы. Недостаток устройства - невозможность контроля состояния «слепой зоны» движущегося впереди ТС.
Рисунок 2 - Структура системы контроля
Задача, решаемая предлагаемым устройством, -информирование водителя о нахождении его ТС в области «слепой зоны» боковых зеркал едущего впереди автомобиля с целью помощи этому водителю при управлении им ТС.
Технический результат заключается в автоматическом контроле состояния «слепой зоны» движущегося впереди ТС и в помощи водителю при перестроениях этого ТС, который достигается за счет того, что водителю выдаются предупреждающие сигналы: если в просматриваемой системой «слепой зоне» обнаруживается ТС, то система оповещает водителя посредством индикаторов.
Поставленная задача решается применением ультразвуковых датчиков, располагаемых на переднем бампере ТС, а также видеокамеры, состояние которых опрашивается вычислительным ядром системы, что позволяет не только автоматически контролировать состояние «слепой зоны» движущегося впереди ТС даже в условиях плохой видимости, но и оказывать активное содействие водителю в процессе управления им ТС.
Поскольку каждая модель автомобиля имеет свои конструктивные особенности, в частности, габаритные размеры, и заранее неизвестно, в «слепую зону» какого ТС (легкового автомобиля, грузового автомобиля или автобуса) может попасть автомобиль, то не представляется возможным заранее определить параметры этой «слепой зоны». Таким образом, возникает необходимость контроля не только расстояния до впереди идущего ТС, но и определения габаритных параметров этого ТС [7].
Использование видеокамер в системах контроля объектов позволяет не только наблюдать за обстановкой вокруг ТС, но и определять тип и размеры обгоняемых ТС. Значительную проблему при использовании видеокамер представляет определение расстояния доТС. В разработанной системе данный вопрос решается путем применения измерителей расстояния, описанных выше.
Структуру системы контроля «слепой зоны» можно представить в виде одного вычислительного модуля - ядра системы, в качестве которого выступает микроконтроллер, и 2-х либо 3-х (в зависимости от варианта исполнения) взаимодействующих с ним рабочих модулей (рис. 2):
модуль контроля попадания ТС в область «слепой зоны» впереди идущего ТС; модуль световой индикации;
дополнительный модуль управления скоростью ТС. Само ядро системы контроля «слепой зоны» представляет собой простое схемное решение, в центре которого находится микроконтроллер. Данная схема располагается в небольшом пластиковом корпусе (140х110х35 мм.), который может быть
расположен, например, под панелью приборов ТС, либо в его подкапотном пространстве.
Рисунок 3 - Блок-схема упрощенного алгоритма работы
Модуль контроля ТС в области «слепой зоны» состоит из двух либо четырех (в зависимости от варианта исполнения) ультразвуковых датчиков, располагаемых на переднем бампере, и видеокамеры. Два датчика устанавливаются под углом около 30° к продольной оси ТС, два дополнительных датчика устанавливаются по направлению движения ТС и контролируют перестроение впереди идущего ТС. Информация с датчиков поступает в микроконтроллер. Для изображения, получаемого с видеокамеры, применяется метод распознавания образов. Распознавание в системе основывается на методе перебора, т.е. производится сравнение с базой данных, где для каждого вида объектов представлены всевозможные модификации отображения. Если образ при сравнении с элементами базы данных окажется ТС, система начнет расчет, попадает ли оснащенный предлагаемой системой ТС в данную «слепую зону» движущегося впереди ТС (рис. 3).
В случае попадания система предупреждает об опасном сближении с помощью индикаторов, расположенных на панели приборов.
Модуль световой индикации состоит из двух светодиодов, располагаемых на приборной панели ТС. Когда ТС попадает в «слепую зону», сигнал с датчиков поступает в микроконтроллер, который анализирует расстояние до этого ТС и информирует посредством светодиодных индикаторов о попадании его ТС в «слепую зону» ТС, движущегося по соседней полосе и немного впереди. Тем самым водитель узнает, что его ТС попало в «слепую зону» другого ТС. Система не реагирует на припаркованные ТС, дорожные ограждения, столбы и другие неподвижные предметы, что позволяет избежать ложных срабатываний. Сама система активируется на скорости свыше 10 км/ч.
Применение подобной конструкции системы контроля «слепой зоны» позволяет значительно снизить вероятность возникновения дорожно-транспортного происшествия при сравнительно небольшой себестоимости самой системы.
В настоящее время проводится экспериментальная отладка информационно-измерительной системы, а также уточнение алгоритма ее работы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Крюков А.И., Палагута К.А. Система предупреждения водителя о нахождении его автомобиля в «мертвой зоне». Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2011. Т. 2. С. 179-180.
2. Юрков Н.К. Безопасность сложных технических систем. Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 3. С. 470-478.
3. Патент RU 2286267, С1 от 09.11.2004.
4. Патент RU 2096202, С1 от 26.08.1996.
5. Патент RU 2127201, С1от 03.04.1995.
6. Патент RU №96822, B60R1/02 от 20.04.2010.
7. Патент RU №2542835, С1 от 27.02.2015.
УДК 681.58
Коковин1 В.А., Дягилев1 В.И., Увайсов2 С.У., Увайсова3 С.С.
Международный университет природы, общества и человека "Дубна"
Протвино, Россия
Московский институт электроники и математики, НИУ ВШЭ, Москва, Россия 3МГТУ им. Н.Э.Баумана, Москва, Россия
РЕГУЛИРОВАНИЕ МОЩНОСТИ ГЕНЕРАТОРА ДЛЯ ПИТАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСТАНОВОК БЕЗ ИСКАЖЕНИЯ СИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Генераторы тока высокой частоты (ГТВЧ) синусоидальной формы средней и большой мощности используются в различных технологических процессах для питания пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП) при ультразвуковой обработке и очистке различных деталей [1], установок индукционного нагрева [2] и т.п. При регулировании их выходной мощности, как правило, используется метод широтно-импульсного регулирования. В этом случае синусоидальный сигнал на выходе такого генератора сильно искажается. При работе генератора в установке индукционного нагрева это обстоятельство никак не скажется на качестве технологического процесса. С другой стороны, питание ПЭП искаженной синусоидой неизбежно приведет к сокращению его срока службы [1].
1 Я
Для получения чистой синусоиды на выходе генератора при изменения величины сопротивления нагрузки и регулировании выходной мощности предлагается использовать два взаимосвязанных резонансных колебательных контура [3].
Известно [1], что пьезоэлектрический и маг-нитострикционный преобразователи являются резонансными системами. Наибольшая мощность от СП отдается в нагрузку при равенстве частот генератора СП и резонансной частоты пьезоэлектрического преобразователя, когда реактивные составляющие нагрузки (ПЭП) компенсируются и остается только активное сопротивление. Этим фактором и определяется необходимость подстройки частоты генератора СП к изменяющейся частоте нагрузки в процессе использования УТУ.
/
/ 1
Рисунок 1 - Блок-схема генератора: 1- питающая сеть, 2 - тиристорный выпрямитель с фильтром, 3 конвертор (силовой преобразователь), 4 - резонансный фильтр и согласующий трансформатор, 5 -
нагрузка
В работе [5] описана блок-схема генератора, представленная на рис.1. На выходе блока 2 формируется постоянное, сглаженное, стабилизированное напряжение, используемое для питания транзисторного конвертора. Конвертор, как правило, собирается на базе четырех транзисторов, работающих в ключевом режиме. Выходное напряжение конвертора имеет прямоугольную форму, которое подается на вход фильтра 4.
На рис.2 приведена принципиальная схема генератора синусоидального напряжения с выходным двухконтурным фильтром, приведенная в [5]. Рисунок включает следующие позиции: стабилизированный источник питания VI, транзисторный мост VI! - VT4;
блок управления БУ этими транзисторами; последовательно-параллельный колебательный контур Ь1, С1, С2, где С2 представляет собой блок конденсаторов С2-1, С2-2, ... ,С2-п;
коммутирующие ключи К1, К2, .. Кп, для подключения требуемого конденсатора; нагрузка Rн.
Схема работает следующим образом. Постоянное стабильное по величине напряжение подается на одну диагональ моста из четырех транзисторов 19БТ. На затворы этих транзисторов подаются управляющие сигналы из блока управления БУ. При попарно-перекрестной коммутации транзисторов VII, VT4 и VT2,VT3 в другой диагонали моста протекает переменный ток прямоугольной формы с
