CC BY
57
При взаимодействии человека с техническим объектом всегда возникает задача выяснения его состояния для решения вопроса о возможности использования по прямому назначению. Эта задача не новая и появилась еще в те времена, когда создавались первые технические устройства. Однако особый интерес к оценке состояния технических изделий возник при резком возрастании их сложности и увеличении числа отказов за время эксплуатации.
За последнее время сведения об оценке состояния технических устройств систематизировались и исследовались. Совокупность собранных сведений используется при распознавании состояний сложных объектов, т.е. при их диагностировании.
Техническая диагностика решает три основные взаимосвязанные задачи:
1. Проверка работоспособности объекта диагностирования (ОД) (в нашем случае -радиоэлектронного устройства). В результате решения этой задачи происходит переход либо к применению устройства по прямому назначению, либо к анализу его состояния.
2. Поиск неисправных (дефектных) элементов в ОД. При решении второй задачи должна быть выяснена первичная причина отказа или найдены дефектные или поврежденные элементы
3. По возможности - прогнозирование состояния ОД на некоторое время в будущее, если заранее известно, что характеристики объекта постепенно изменяются и могут сильно ухудшаться, так что объект не сможет выполнять свои функции.
Все три задачи технической диагностики связаны с определением состояния РЭС, рассматриваемых как ОД.
При изучении задач диагностики и ремонтопригодности, дискретных по своей природе, постоянно встречаются трудности.
Во многих случаях РЭС, электрооборудование и электромеханические средства используются в составе автономных подвижных объектов, и от их состояния зависят жизненно важные мероприятия (дальние плавания, длительные экспедиции, космические полеты, экономические ограничения). В условиях массового производства и выхода в эксплуатацию сложных видов машин и аппаратов невозможно основывать систему обеспечения ремонта на деятельности специалистов, получивших навыки только на практике, число которых невелико. Совершенно необходимо создать и дать в руки специалистов массовых профессий надежные методы и средства борьбы с отказами и повреждениями РЭС. В этой связи ремонтопригодность должна рассматриваться как совокупность методов, средств и технологий поиска и устранения неисправностей при внезапных отказах и повреждениях технических объектов, обеспечивающая восстановление объекта преимущественно на месте его применения с учетом реального наличия запасных частей, средств измерений и технологической оснастки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Байда Н.П., Кузьмин И.В., В.Т Шпилевой. Микропроцессорные системы поэлементного диагностирования РЭА. — М.: Радио и связь, 1987, 256 с.
2. Ксендз С П. Диагностика и ремонтопригодность радиоэлектронных средств. - М., Радио и связь, 1989, 248 с.
Павлова Г.Г.
ВЛИЯНИЕ ЭФФЕКТА ДОПЛЕРА НА СПЕКТР ЧАСТОТ, ПЕРЕДАВАЕМЫХ С БОРТА ИСЗ,
НАХОДЯЩИХСЯ НА НАКЛОННЫХ ОРБИТАХ
Параметрами земной станции (ЗС) являются ее географические координаты: долгота и широта ЗС. Параметрами наклонной орбиты являются перигей, апогей и наклонение орбиты, а также постоянно
изменяющаяся высота ИСЗ над плоскостью экватора (рис. 1, 2.). Перигей - это наименьшее значение высоты ИСЗ над Землей. Апогей — это наибольшее значение высоты ИСЗ над Землей. Наклонение орбиты г - это угол между положительным направлением оси г и положительным направлением нормали к плоскости орбиты, соответствующим такому направлению, с которого движение ИСЗ наблюдается против часовой стрелки.
Рис. 1. Спутниковая система Глобального Позиционирования (Global Positioning System (GPS)
Рис. 2. ИСЗ, движущийся по наклонной эллиптической орбите
Расчет наклонной дальности для спутников, находяищхся па наклонных орбитах
1. Если х- широта ЗС, а радиус экватора Земли - 6370 км),
тогда - это радиус параллели, на которой находится ЗС
г(х) — Я3 С05Х, , (1)
а высота ЗС над плоскостью экваюра
Нх: =Я3 (2)
2. Пусть у - угол разности по долготе между ЗС и ИСЗ,
. у
тогда вспомогательная величина Ь] {у) — Ну бш —. (3)
3. Пусть i — наклонение орбиты спутника, Н0 - высота орбиты над поверхностью Земли, RVC1-перигей орбиты спутника или радиус для круговых орбит, R„0 - это радиус проекции орбиты спутника на плоскость экватора, тогда это радиус орбиты ИСЗ
R = H0+R (4)
г/с? У) з 4 '
а - это радиус проекции орбиты спутника на плоскость экватора
- (5)
у
а вспомогательная величина Ь2 (у) = Rn0 sin — .
4. Если ho — высота ИСЗ в наивысшей точке данной орбиты над поверхностью Земли то h0 = (Ryc3 + R3) cos(0 - R3.
5. Пусть Z(h0) - это вспомогательная величина;
Z(h0) = h0cos(y).
6. Тогда проекция дальности d„poeKl¡ равна:
¿„роещ = у](Щу) + 12Цу))2+г(к0):
7. Высота ИСЗ над плоскостью экватора равна:
H^=(RUCЗ+R3)sm(i)•
8. Дальность ИСЗ от ЗС равна:
про (К
(6) [ЛИ,
(7)
(8)
(9)
(10)
(П)
Расчет частотного сдвига, возникающего вследствие Эффекта Доплера для ИСЗ, находящихся на наклонных орбитах
Для вычисления частотного сдвига необходимо знать величину угла между направлением движения спутника и направлением линии связи.
1. Необходимо вычислить азимут ЗС в направлении ИСЗ,
зная, что х- широта ЗС, а у- угол разности по долготе между ЗС и ИСЗ: если ЗС восточнее ИСЗ, то азимут ОС равен:
tan(x)
tan[arcco^cosx • cosy)] J если ЗС западнее ИСЗ, то азимут СХзападиравен:
tan(x)
Í
а
запади
~ж~ arccos
Л
V
tan[arcco^cosx ■ cosy)]
Е - arcts
r cosxcosy —0Д5 sin (arccos(cos x • cos y)
+ arcsin
V (HUC3 ~H3C )
(12)
(13)
2. Угол места E равен:
H „,
+ arcsm
проещ
(14)
3. Косинус угла между направлением движения спутника и направлением линии связи, если известны
значения азимута (ОС1 и ОС2) и угла места (Е] и Е2) в начале и конце временного интервала, равен.
й} - + и г со з(90 - Е,) - й1 со з(9 0 - Е7 )]2 +
СО — —-—----
со5(90-Ех)-¿2 со5(90-Е2))2 + + со8(90-,£'1)5т(а1 -90- -г(х)))-
~[с1А соз(90- -£,1)з1п(а1 ■ -90- - агс1^{1ц ■ ~г{х)))~
-£¿2 СОБ(90- - £,2)5т(а2 -90- - arctg(hQ -К*)))]2 -
~(12 со 5(90 - - Е1)^\п{а2 -90- - arctg(h0 - К*)))]2 -
+ соь(90- - Е])соз(«] -90 - агс1о{}1{) -г{х)))~
соэ(90 - Е])соз(а] - -90- ■ агсЩ{Ьй - -г(х)))~
~с12 соз(90- - Е-> )соз(а2 -90 - агс1%{\ -г(хт2
~с12 со$(90- Е2)со$(а2 -90 -г(х)))]
4. Частотный сдвиг, возникающий вследствие эффекта Доплера:
= —--Е{}
С±ОСОЗ(р , (1о)
где с = 3-108л//с, О - скорос1ь передатчика, - частота сигнала, излучаемого передатчиком, -частота принимаемого сигнала.
Результаты вычислений частотного сдвига, вызываемого эффектом Доплера для ИСЗ, находящихся па наклонных орбитах
ИСЗЬ ИС32, ИСЗз, ИС34,
наклонение наклонение наклонение наклонение
орбиты г = 90° орбиты 1 = 45° орбиты / = 0° орбиты / = 90°
Долгота ИСЗ, 116 116 132 162 101 131 147 177
град.
Долгота ЗС, град. 132 133 132 133 132 133 132 133
Разность по
долготе, град. 16 15 0 29 31 2 15 44
Широта ЗС, град 43 42 43 42 43 42 43 42
Наклонная
дальность, км 20306 23150 19050 19060 19666 20640 23070 22840
Угол места, град 148,44 147,76 99,96 96,83 26,2 30,92 148,24 161,01
Азимут, град 266,24 267,58 180,00 100,02 256,41 183,25 93,37 114,79
Угол (р, град -67,50 9,76 14,14 12,15
со $(р -0,059 0,167 0,220 0,188
Частотный сдвиг,
Л/7, кГц 1,146 -3,329 -4,252 -3,364
ЛИТЕРАТУРА
1. Системы спутниковой связи/А.М. Бонч-Бруевич, В.Л.Быков, Л.Я.Кантор и др. Под ред, Л.Я.Кантора. М.: Радио и связь, 1992.
2. Спутниковая связь и вещание/Под ред. Л.Я.Кантора. — М.: Радио и связь, 1997.
3. О. В. Головин, Н. И. Чистяков. Радиосвязь. М - Горячая линия - Телеком, 2003,280 с.
4. Д. Стивенсон. Спутниковое ТВ. Практическое руководство. М.: ДМК Пресс, 2005 г. - 496 с.
Телешова Н.С.
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ
Сложность явлений, происходящих в электрических машинах переменного тока при переходных процессах, делает их математическое описание и исследование без ряда упрощений практически невозможным [1]. Однако, отсутствие обмотки возбуждения и успокоительной обмотки несколько упрощает процессы в машине и их описание.
Стремление учесть главные факторы, определяющие свойства магнитоэлектрической машины, -зависимость электромагнитных процессов и вращающего момента от скорости и углового положения ротора, и пренебречь второстепенными факторами приводит к рассмотрению идеализированной машины. Такая магнитоэлектрическая машина характеризуется: отсутствием насыщения, гистерезиса и вихревых токов в магнитной цепи; отсутствием вытеснения тока в проводниках обмоток статора: синусоидальным распределением в воздушном зазоре магнитодвижущей силы и магнитной индукции; полной симметрией обмоток статора; независимостью индуктивностей рассеяния обмоток статора от положения ротора. Кроме этого, при математическом описании двигателя необходимо идеализировать и источник питания. Для этого примем дополнительные допущения. Учитывая работу синхронного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов совместно с полупроводниковым преобразователем (выпрямитель, автономный инвертор или двухзвенный преобразователь со звеном постоянного тока), будем считать, что статорная обмотка питается от трехфазного генератора тока [2]. При наличии контура регулирования тока последнее допущение позволяет рассматривать электромагнитные процессы независимо от механических. Математическая модель синхронной машины с постоянными магнитами состоит из двух частей -механической и электромагнитной. Математическое описание последней части модели зависит от характера распределения поля в воздушном зазоре машины. При синусоидальном распределении поля электромагнитная часть машины описывается системой дифференциальных уравнений во вращающейся системе координат d, q, при этом ось d необходимо совместить с направлением магнитного поля ротора.
С учетом изложенного, описание синхронной магнитоэлектрического генератора во вращающейся системе координат запишется в виде [3] :
did 1 Я . Lq
—— - —щ - — ^ + —р(1)г1ч
<Ид 1 К 1(1 Ф ра)г
= 1-Щ + -¡-Р<*г1ч--]--Ш
тр г , л л
Те = — (ф^ +
где — амплитуды тока и напряжения статора по осям d я д; Ф - амплитуда потока
постоянного магнита ротора, сцепленного с обмоткой статора; Те - электромагнитный момент; СОг -угловая скорость вращения ротора; Ь^, Ьц — индуктивности обмотки статора по осям d и д\ Я -сопротивление обмотки статора; р - число пар полюсов.
Для исследования динамических режимов работы генератора в среде МайаЪ&ЗгтиИпк систему полученных уравнений (1) следует записать в относительных единицах. При этом в качестве
