Том 23, № 4 (2015)

Рассматривается пример применения метода адаптивного планирования сеансов связи для выполнения коррекции орбиты международной космической станции (МКС). Предлагается описание сценария коррекции орбиты МКС и критериев его планирования. Строится концептуальная модель планирования полетных операций, описания критериев и ограничений выполнения задач в групповой полетной операции. Описываются входные и выходные данные. Моделируется сценарий коррекции орбиты МКС.

Рассматривается проблема обеспечения современными информационными технологиями системы здравоохранения населения. Показано, что данные генома человека должны быть в основе современной информационной системы, построенной на базе интернет-платформы персонализированной медицины. Сформулированы требования к инструментам интернет-платформы. Выделены основные модули, из которых строится функционал интернет-платформы. Предложена архитектура платформы, описаны принципы масштабирования проекта. На основе анализа трехзвенной клиент-серверной архитектуры выбран стек технологий, необходимых для реализации проекта. Решены вопросы горизонтального масштабирования и масштабирования системы во времени. Рассмотрены принципы построения интеллектуальной системы поддержки принятия решений в составе интернет-платформы.

Рассматривается новый метод измерения параметров емкостных датчиков по мгновенным значениям переходных процессов на участках измерительной цепи, содержащей два образцовых элемента. В отличие от известных методов, основанных на определении емкости по отдельным мгновенным значениям переходных процессов, реализация данного метода обеспечивает раздельное определение как емкости, так и сопротивления изоляции емкостного датчика и сопротивления соединительного проводника, подключающего датчик к измерительной цепи. Это обеспечивает повышение точности измерения информативного параметра. Предлагается структурная схема измерительного средства, реализующего метод. Приводятся результаты анализа влияния квантования мгновенных значений переходных процессов на погрешность определения емкости. По полученным результатам можно осуществлять оптимальный выбор блоков в соответствии с требованиями по точности измерения.

Рассматривается система активной виброзащиты с исполнительным элементом в виде магнитореологического демпфера колебаний. Представлена расчетная схема одномассовой колебательной системы с одной степенью свободы. На основе полученных дифференциальных уравнений динамики колебательной системы разработана структурная схема для исследования ее динамических характеристик. На разработанной экспериментальной установке проведено исследование динамики колебательной системы при дискретном изменении управляющего воздействия на исполнительный механизм. Получены экспериментальные значения относительной амплитуды перемещения защищаемого объекта при различных частотах колебаний. Полученные экспериментальные данные аппроксимированы аналитическим выражением амплитудно-частотной характеристики, при помощи которого рассчитаны постоянные и переменные усилия, возникающие на штоке демпфера. По найденным расчетным значениям установлена зависимость между приращением силы сопротивления управляемого демпфера и приращением управляющего воздействия в виде тока на обмотке катушки демпфера.

Позиционно-следящие системы с числовым программным управлением являются основными при синтезе электроприводов подачи металлорежущих станков, и в частности, координатно-расточных (КРС) особо высокой точности. В структуре таких систем команды от вычислителя ЧПУ передаются на усилители мощности, питающие электродвигатели подвижных органов станка, через экстраполятор нулевого порядка. Дискретность последнего вносит погрешность в воспроизведение задания в динамических режимах, которые характерны при обработке изделия со сложным профилем. В статье рассматривается оценка динамической погрешности от дискретности экстраполятора и даются рекомендации по формированию задания для реализации технологического процесса с постоянной (заданной) производительностью.

С использованием интегрального метода теплового баланса разработан метод получения аналитического решения задачи теплообмена для движущейся в цилиндрическом канале жидкости при граничных условиях первого рода на стенках трубы. В основу метода положено использование дополнительной искомой функции и дополнительных граничных условий, определяемых так, чтобы искомое решение удовлетворяло исходному дифференциальному уравнению в граничных точках. Дополнительная искомая функция представляет изменение температуры в центре трубы в зависимости от величины продольной переменной. Ввиду бесконечной скорости распространения теплоты, описываемой параболическим уравнением теплообмена, температура в центре канала будет изменяться тотчас же после приложения граничного условия первого рода на поверхности цилиндрического канала. Следовательно, область ее изменения включает весь диапазон изменения температуры и продольной пространственной переменной . Такой подход позволяет свести решение дифференциального уравнения в частных производных к интегрированию обыкновенного уравнения относительно дополнительной искомой функции, зависящей лишь от продольной пространственной переменной. Показано, что благодаря использованию дополнительных граничных условий с увеличением числа приближений искомого решения исходное дифференциальное уравнение удовлетворяется не только на границах области, но и внутри нее.

Рассмотрены проблемы защиты нефтепромысловых трубопроводов от коррозии. На нефтепромыслах особую опасность представляет внутренняя коррозия трубопровода, так как перекачиваемая агрессивная жидкость имеет высокую минерализацию, большое содержание сероводорода, окиси углерода и других примесей. Проблема защиты от коррозии может быть решена применением труб с силикатно-эмалевым покрытием. В работе рассмотрена установка для нанесения силикатно-эмалевого покрытия с целью защиты внутреннего сварного шва. Проведенные исследования силикатно-эмалевых покрытий на трубах показали, что при толщине покрытия 300-400 мкм обеспечивается защита основного металла труб от коррозии на срок до 40 лет.

Показана конструкция гибкой полимерно-металлической трубы, применяемой на нефтяных промыслах, изучены механические свойства полимерных материалов, составляющих конструкцию трубы: полиэтилена низкого давления, поливинилхлорида и полипропилена, из которых изготавливаются внутренняя герметизирующая камера гибкой трубы, гидроизоляционные слои и грузонесущие элементы соответственно. Целями исследования является определение механических характеристик исследуемых материалов на разрыв, а также определение целесообразности скручивания полипропиленового шпагата во время сборки трубы. Описаны процессы изготовления образцов для испытания материалов и режимы испытаний, представлены фотографии образцов, получены значения предела прочности, условного предела текучести и модуля Юнга для каждого из трех полимеров и графики зависимости нагрузок от величины деформации.

Рассмотрены вопросы применения магниевых сплавов в качестве протекторов. Представлены характеристики магниевых сплавов для защиты нефтяных резервуаров от коррозионного разрушения. Показан общий вид протекторов до установки их в резервуар и после эксплуатации в промышленных условиях. Представлены характеристики используемой подложки пассиватора. Приведены результаты испытания по определению характеристик покрытия. Даны рекомендации по определению материального исполнения протекторов, их типоразмеры и область применения в зависимости от способа хранения нефтепродукта. Сделаны выводы о применении пассиваторов для установки протекторной защиты.

Рассматриваются основы информационно-аналитической системы для разработки, анализа и моделирования интеллектуальных сетей и систем управления. Система состоит из среды графического моделирования, агентов для взаимодействия с системой управления, инструментов для мониторинга и визуализации данных для человека-оператора. Преимущество такого подхода в том, что система управления может быть протестирована и оптимизирована с окружающей средой моделирования и конечная модель в дальнейшем может использоваться в системе управления для того, чтобы прогнозировать поведение распределительной сети.

Рассмотрены вопросы использования метода конечных элементов для расчета напряженно-деформированного состояния резьбового соединения труб. Построена модель резьбового соединения обсадной трубы диаметром 168 мм с толщиной стенки 8 мм. В результате моделирования построена зависимость перемещения торца трубы от усилия растяжения. Проведено сравнение результатов с традиционным методом расчета усилия страгивания. Также построено распределение величины продольной силы по виткам резьбы. В результате показано, что при свинчивании труб с номинальным натягом из-за пластических деформаций соединение сохраняет свои свойства только при однократном свинчивании. Кроме того, установлено, что предельная несущая способность резьбового соединения выше, чем величина, рассчитанная по формуле Яковлева - Шумилова.