Том 22, № 1 (2014)

Предлагается метод анализа уязвимости промышленного предприятия при изготовлении сложных изделий. Метод базируется на анализе недопустимого снижения объемов выпускаемых изделий от планового уровня на заданном временном интервале в зависимости от реализации возможных угроз воздействия на производственный процесс. Анализ использует технологию системного моделирования, предусматривающую построение деревьев возможного развития событий. В качестве деревьев развития событий рассматриваются возможные изменения в технологии изготовления изделий, которые связаны с временной остановкой конвейера и добавлением в производственный процесс операций восстановления сборки изделий.

Рассматривается проблема обеспечения надежности оптико-электронных преобразователей для дистанционного зондирования Земли с борта космического аппарата. Предлагается технология контроля при изготовлении блока оптико-электронного преобразователя. Разработана методология оценки наиболее критических мест в технологическом процессе. Методология базируется на обобщенной формуле Байеса и позволяет принимать оперативные решения о функциональной работоспособности оптико-электронного преобразователя информации по результатам испытаний. Описан программно-аппаратный комплекс, управляющий испытаниями прибора. Он содержит специализированные комплексы, обеспечивающие вибрационное воздействие на прибор, работу прибора при циклически меняющихся температурах, электротермотоковую тренировку контролируемого блока.

Рассматривается новый метод измерения интегральных характеристик гармонических сигналов, основанный на формировании ортогональных составляющих напряжения. За счет использования характерных точек при реализации метода обеспечивается исключение погрешности по напряжению (погрешности по модулю) фазосдвигающих блоков, осуществляющих формирование дополнительных сигналов. Приводится структурная схема средства измерения, реализующего метод. Анализируется погрешность результата измерения параметров из-за отклонения реального сигнала от гармонической модели. Показано существенное влияние гармонического состава сигналов на результирующую погрешность определения интегральных характеристик сигналов. Полученные в работе результаты позволяют выбирать область использования метода в зависимости от предъявляемых требований по точности и времени измерения.

Рассматриваются методы синтеза имитационных моделей пассивных и активных измерительных цепей с одинарными и дифференциальными параметрическими датчиками неэлектрических величин для информационно-измерительных систем на основе программных средств MatLab Power System Blockset. Приводятся исследования разработанных имитационных моделей на тестовых моделях, дается сравнительный анализ полученных результатов и рекомендации по их применению. Достоинством синтезированных моделей является то, что, используя известные методы оптимизации, имеется возможность выбрать наиболее оптимальный способ решения дифференциальных уравнений, описывающих исследуемую измерительную цепь. Это позволяет выбрать наиболее оптимальные критерии с точки зрения разработчика информационно-измерительной системы, исходя из требований по быстродействию и допустимой погрешности измерения.

Рассмотрена простейшая цифровая одноконтурная системы управления с пропорционально-дифференциальным регулятором. Показано, что при малых периодах дискретизации и больших постоянных времени дифференцирования коэффициент передачи цифрового регулятора становится очень большим и может вступить в противоречие с процессом дискретизации по уровню и ограничением сигналов по величине. Предложен новый способ вычисления производной, отличающийся как простотой технической реализации, так и улучшением свойств цифровых дифференцирующих устройств. Получены дискретные передаточные функции нового цифрового пропорционально-дифференциального регулятора и рассматриваемой одноконтурной системы. Показано, что предложенный способ дифференцирования позволяет улучшить качество переходных процессов в цифровой системе управления.

Проведено исследование определения основных механизмов разрушения нефтепроводных и насосно-компрессорных труб с внутренними антикоррозионными покрытиями (ВАКП), эксплуатировавшихся в составах нефтепромысловых трубопроводов. Установлены основные механизмы деструкции. Показано как влияет превышение температуры эксплуатации на характер разрушения ВАКП. Рассмотрены последствия коррозионного и декомпрессионного разрушения, описаны примеры естественного старения полимерной основы. Полученные результаты позволят сформулировать критерии оценки качества труб с внутренними антикоррозионными покрытиями. Показано, что срок реальной эксплуатации до разрушения труб с полимерными покрытиями в два раза ниже, чем регламентированный в нормативной документации, что обусловлено естественным старением полимерной основе.

Рассмотрен способ сборки цилиндрических деталей с гарантированным зазором, в котором втулка под действием силы тяжести перемещается, опираясь тремя точками на поверхность вала, закрепленного в горизонтальном положении. Проведен кинематический анализ процесса совмещения, установлено, что движение втулки в этом случае является плоскопараллельным, определены координаты и скорости всех точек, расположенных в плоскости симметрии деталей. Анализ особенностей контакта втулки с кромкой вала в двух симметрично расположенных точках позволил определить для них направления нормальных реакций и сил трения. Составлена система трех дифференциальных уравнений, описывающих движение втулки под действием силы тяжести, представляющая собой динамическую модель процесса горизонтальной схемы сборки цилиндрических деталей. Приведены результаты решения дифференциальных уравнений с помощью программы Mathcad для конкретных деталей, которые показали, что динамические реакции не превышают значения силы тяжести втулки, что исключает заклинивание деталей и повреждение их поверхностей в процессе рассматриваемой схемы сборки.

Предлагается новый подход к задаче оптимального управления процессом газового азотирования по критерию максимальной производительности установки в условиях заданного качества азотирования при выполнении технологических ограничений. В отличие от известных постановок аналогичных задач проведена декомпозиция математической модели процесса на две краевые задачи оптимального управления процессом массопереноса и теплопроводности с подвижным правым концом траектории в негладкой бесконечномерной области пространства состояний. В качестве метода решения параметризованной оптимальной задачи принят альтернансный метод оптимизации.

Рассматривается одноэлементная аппроксимация уравнения нестационарной теплопроводности пластины при теплообмене с граничными условиями третьего рода с применением метода интегральных элементов, в котором использована квадратичная координатная функция. Динамика теплообмена пластины представлена типовым звеном второго порядка, для которого построены разностные частотные характеристики в заданном диапазоне относительных частот. Этот диапазон частот позволяет определить область, в которой допустима одноэлементная аппроксимация. Погрешность аппроксимации оценивается исходя из условия обеспечения заданной величины частоты среза системы автоматического управления температурой пластины. Рассмотрен пример определения частоты среза системы при Bi=1 и заданных значениях размеров и коэффициента температуропроводности материала пластины. Показано, что в диапазоне относительных частот от 0 до 4 погрешность аппроксимации амплитудно-частотной характеристики не превышает 1 дБ, а фазо-частотной характеристики - 5°.

Рассмотрены проблемы термодинамического расчета конвертированных газотурбинных двигателей, работающих на природном газе. Предложен алгоритм термодинамического расчета на основе π-h-T-функций с точным учетом изменения теплофизических параметров рабочего тела и состава топливного газа, который позволил оценить влияние распределения степени повышения давления по каскадам компрессоров на параметры эффективности конвертированного авиационного двигателя для газоперекачивающего агрегата магистрального газопровода. Установлено, что во всем диапазоне распределения степени повышения давления по каскадам компрессоров изменение полезной работы цикла составляет от 0,5 до 1 %, а изменение удельного расхода топлива - от 1 до 2 %.

Настоящее исследование посвящено моделированию процесса заводнения в двоякопериодической области, а именно решению задачи о продвижении фронта вытеснения нефти водой на площади элемента выбранной двоякопериодической (рядной, площадной) схемы расстановки скважин. Совместное течение жидкостей описывается моделью поршневого вытеснения: физические свойства воды и нефти полагаются различными, а слой водонефтяного контакта (ВНК) - бесконечно тонким, в связи с чем ВНК совпадает с фронтом вытеснения.

Рассматривается подход к определению совместной плотности распределения дискретного стационарного случайного процесса, позволяющий расширить круг моделей корреляционных функций, параметры которых могут быть правдоподобно оценены, и делающий их оценивание достаточно простым. Это достигается путем специального линейного преобразования случайного процесса в процесс с простым видом корреляционной функции. Предлагается конкретный вид преобразования для трехмерной корреляционной функции. Даются практические рекомендации по реализации предлагаемого подхода для ряда важных случаев: корреляционный анализ, построение моделей взаимосвязи. Приводится ряд алгоритмов и результаты их экспериментального исследования.

Современный электропривод представляет собой замкнутую систему управления, в которую, как правило, обязательным элементом входит контур регулирования тока. Он необходим в структуре типового электропривода для ограничения тока и момента двигателя на уровне допустимых значений в переходных режимах пуска, торможения и действия момента нагрузки. В статье предложена система регулирования момента электропривода постоянного тока, которая обеспечивает стабилизацию заданного момента двигателя в переходном и установившемся режимах скорости электропривода, в результате того, что момент нагрузки создается электрической машиной, которая соединена с валом электропривода и работает в режиме динамического торможения. Поэтому предлагаемая электрическая схема обеспечивает стабилизацию заданного тока двигателя, имитируя процесс натяжения перематываемого материала и в этом случае нет необходимости в использовании сложной технологической установки с устройствами перемотки.