1. СЕКЦИЯ РАДИОТЕХНИКИ И РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

УДК 621.396.96

Гребенюк А.С.

Научный руководитель – к.т.н., профессор Богомолов Н.П.

Сибирская аэрокосмическая академия (г. Красноярск)

Над проблемой точного определения воздушного объекта в пространстве работает много специалистов в области радиолокации и радионавигации. В настоящее время известно множество способов и методов, с помощью которых можно увеличить точность радиолокационных измерений. Кроме точностных характеристик в радиолокационных станциях очень важным параметром является надежность сопровождения воздушных объектов.

В работе поставлена задача повышения точности измерений в многопозиционном радиолокационном комплексе (МП РЛК). Данная задача решается с помощью применения в МП РЛК линейных рекуррентных алгоритмов фильтрации оценок траекторных измерений. МП РЛК состоит из нескольких вынесенных приемных пунктов (ВПП) и пункта обработки информации (ПОИ). В каждом вынесенном приемном пункте происходит фильтрация оценок траекторных измерений. Полученные оценки поступают в ПОИ, где происходит объединение информации и повторная фильтрация. Фильтрация в ПОИ необходима для более надежного сопровождения маневрирующего воздушного объекта. Кроме того, для более точного оценивания параметров маневрирующего воздушного объекта, необходимо использовать расширенный вектор состояния, в котором кроме оценки координат и скорости их изменения входит оценка ускорения. Данная структура позволяет снизить вероятность срыва сопровождения воздушного объекта.

Результаты моделирования можно показали, что среднеквадратическая ошибка (СКО) достаточно быстро уменьшается (к 8-10 шагу фильтрации СКО уменьшается почти в 2 раза), что говорит о быстрой сходимости процесса фильтрации. Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что данная система обработки траекторных измерений позволяет сопровождать воздушный объект с достаточно высокими точностными характеристиками.

УДК 621.396.96

Сидоров В.Г.

Научный руководитель – к.т.н., профессор Богомолов Н.П.

Сибирская аэрокосмическая академия (г. Красноярск)

За последнее время авиационная техника продвинулась значительно вперед. Вместе с этим возросли требования, предъявляемые к определению местоположения воздушных объектов. В связи с этим, значительный интерес представляют алгоритмы фильтрации. Одними из перспективных в этой области являются алгоритмы оптимальной многоканальной обработки информации применяемые в многопозиционных радиолокационных системах (МПРЛС).

В МПРЛС происходит объединение информации в пункте обработки информации (ПОИ) полученной с вынесенных приемных пунктов (ВПП). Однако в оптимальной обработке существует ряд недостатков. Для их устранения в работе предусмотрена вторичная обработка радиолокационной информации (РЛИ) в ВПП. Переход к многомашинной вычислительной структуре позволяет осуществить децентрализацию и рациональное распределение отдельных этапов обработки траекторной информации. При этом значительно сокращается объем данных измерений передаваемых из ВПП в ПОИ.

В работе проводятся исследования двухпозиционной системы. В ВПП используются линейные рекуррентные алгоритмы на основе фильтров Калмана.

Анализ результатов показывает, что система позволяет производить слежение за воздушными объектами при воздействии на нее как внешних, так и внутренних дестабилизирующих факторов. Результаты моделирования алгоритмов обработки координатной информации показали, что процесс фильтрации для синтезированного алгоритма обеспечивает слежение за воздушными объектами с высокими точностными характеристиками. Количественный анализ алгоритма двухпунктовой фильтрации, показал быструю сходимость процессов оценивания координат.

УДК 669.713.7

Беляев А.А

Научный руководитель – к.т.н., доцент Поваляев А.А.

Московский государственный авиационный институт

(технический университет)

УДК 621.396.96

Пушкарев С.Н.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Вейцель В.А.

Московский государственный авиационный институт

(технический университет)

Данная работа посвящена исследованию вопросов организации связи в низкоорбитальной спутниковой системе “Гонец”.

Особенностью системы является то, что состав орбитальной группировки не обеспечивает непрерывного покрытия земной поверхности, что приводит к перерывам в связи и как следствие к возникновению накопленной нагрузки.

Для обеспечения наилучшей организации связи с точки зрения минимизации времени ожидания обслуживания, и обеспечения максимального распределения ресурса бортовых ретрансляторов (БРТ), была разработана модель, включающая: программу имитации трафика пользователей; программу расчета зон радиовидимости; программу управления доступом (имитация работы центра управления связью); программу обслуживания трафика пользователей (имитация работы БРТ).

Для данной модели организации связи были разработаны методики управления доступом к ресурсам БРТ, а также разработаны и реализованы на ЭВМ алгоритмы двух способов обслуживания накопленной нагрузки. Первый способ обеспечивает выделение ресурса (канал сигнализации) необходимого для приема требований на обслуживание от всех абонентских терминалов, второй способ ограничивает доступ к космическому аппарату, разделив абонентские терминалы на группы.

В результате моделирования для обоих способов были получены параметры связности системы, анализ которых показал, что при низкой интенсивности трафика способ с делением на группы несколько лучше первого способа обслуживания. Но при более высокой интенсивности трафика групповой способ проигрывает с точки зрения среднего и максимального времени ожидания обслуживания и по объему ресурса затраченного на организацию связи, тем не менее, этот способ является наиболее предпочтительным, так реализация его алгоритмов значительно проще.

УДК 621.396.96

Зимин А.Г.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Жодзишский М.И.

Чикин А.В.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Баранников Л.Н.

Московский государственный авиационный институт

(технический университет)

Для улучшения вероятностных характеристик правильного приема информации (дифференциальных поправок) и сохранения высокой скорости передачи было применено помехоустойчивое кодирование и введение решающей обратной связи. Для решения задачи оптимального выбора способа кодирования и повышения эффективности введения обратной связи была разработана специальная методика, позволяющая получить определенную оценку по эффективности. По этой методике сравнивалось несколько способов кодирования информации линейными блоковыми кодами, в частности, сравнивались различные циклические коды, коды Хэмминга и коды БЧХ.

Анализ радиолинии проводился с использованием модели канала с пакетными ошибками на основе простой марковской цепи.

Экспериментально снятые характеристики действующей системы и моделирование на ЭВМ показали увеличении дальности правильного приема информации на 40-50% (в условиях индустриальных помех) по сравнению с системой без обратной связи.

УДК 621.396.6

Вейцель А.В.

Научный руководитель - д.т.н., профессор Жодзишский М.И.

Московский государственный авиационный институт

(технический университет)

Данная работа посвящена вопросам разработки устройства для увеличения точности измерений местоположения по спутниковым системам.

Для измерения отклонения штанги от вертикали необходимо мерить два угла: угол наклона и азимут. В работе осуществлен обзор существующих микроэлектронных датчиков различных фирм и произведен выбор магнитного датчика в качестве датчика азимута и акселерометрического датчика в качестве датчика угла наклона. После выбора датчиков, разработана принципиальная схема устройства, разработаны алгоритмы и написана программа для получения информации с датчиков.

По результатам разработки изготовлен и испытан экспериментальный образец устройства. В результате испытаний показано, что при применении данного устройства удается эффективно компенсировать ошибки, связанные с невертикальностью установки антенны навигационного приемника.

УДК 621.7.054

Аслямов А.А., Кожевникова Е.А.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Ефанов В.Н.

Уфимский государственный авиационный технический университет

УДК 669.713.7

Боронин К.Н.

Научный руководитель – Ильин А.Г.

Казанский государственный технический университет

Телевизионная система визуального контроля предназначена для осмотра торцевых стенок топливных баков, находящихся в крыле самолёта, на наличие в них течи топлива. В настоящее время данная операция невозможна без снятия крыла с самолёта, что приводит к потерям рабочего времени, расходу материальных и людских ресурсов.

Кроме того, демонтаж крыла с последующим монтажом снижает надёжность соединения.

Контроль герметичности стенок топливных баков при помощи телевизионной системы позволит исключить операцию снятия крыла с самолёта. Осмотр планируется производить посредством видеозонда, который вводится в полость крыла через щели или отверстия в крыле. Полученная информация выводится на экран ч/б монитора.

Телевизионная система должна обеспечивать работу видеозонда в крыле самолёта со следующими параметрами:

- длина хорды крыла - 4. 2 м.

- высота крыла - 0. 78 м.

- максимальный угол касательной к нижней

плоскости крыла по отношению к горизонту - 10 град.

- угол наклона крыла относительно горизонта - 3 град.

- диаметр отверстий, через которые возможен

доступ при демонтаже крепёжных винтов - 10 мм.

- шаг между отверстиями - 50 мм.

Технические характеристики:

- чувствительность - 0.2 люкса

- питание - 220В 50 Гц

- изображение - ч/ б

- потребляемая мощность не более - 60 Вт.

УДК 669.713.7

Боронин К.Н.

Научный руководитель – Ильин А.Г.

Казанский государственный технический университет

Прибор предназначен для разделения по маркам цветных и чёрных сплавов, определения наличия покрытий, имеющих разный химический состав с основным материалом.

Прибор может быть использован для контроля качества термической обработки деталей, когда имеется корреляционная связь между значениями контролируемых параметров и показаниями прибора. Связь показаний прибора со значениями контролируемого параметра устанавливается экспериментально.

Для контроля необходим обязательный доступ к поверхности контролируемого металла, причём геометрическая форма не имеет существенного значения.

Технические характеристики

Чувствительность, мкВ, не хуже 10

Питание, В 220

Потребляемая мощность, Вт, не более 30

Температура окружающей среды, С +10…+50

Прибор применяется в авиации, машиностроении, в энергетике, в нефтегазовом комплексе, транспорте. Возможно применение в других отраслях промышленности.

УДК 621.396

Хуторной С.В.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Поваляев.А.А.

Московский государственный авиационный институт

(технический университет).

УДК 621.396.98:629.783

Невзоров Р.А.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Поваляев А. А.

Московский государственный авиационный институт

(технический университет)

Критерий правильного разрешения неоднозначности псевдофазовых измерений предложено формировать на основе вычисления контрастного отношения первых двух квадратичных форм, являющихся результатом целочисленной минимизации исходной квадратичной формы, формируемой по невязкам однозначных измерений (псевдодальностей и приращений псевдофазовых измерений) и неоднозначных псевдофазовых измерений, а также геометрического фактора приращений псевдофазовых измерений. Чем больше контрастное отношение и меньше геометрический фактор, тем выше вероятность правильного разрешения неоднозначности.

По результатам обработки сделан вывод – для разрешения неоднозначности с вероятностью более 95% необходимо иметь контрастное отношение больше 5 при геометрическом факторе менее 20, что достигается формированием приращений на интервале времени » 30-ти минут.

Получены экспериментальные зависимости вероятности правильного разрешения неоднозначности и времени первого правильного разрешения неоднозначности от геометрического фактора и контрастного отношения.

УДК 621.396

Поваляев Е. А.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Марков С.С.

Московский государственный авиационный институт

(технический университет)

Наиболее известным методом определения ориентации объекта по сигналам спутниковых радионавигационных систем является метод независимого определения проекций базовых векторов на оси локальной системы координат. Базовые вектора связывают фазовые центры антенн (не менее 3), расположенных на объекте и заданных в объектовой системе координат, которая в свою очередь жестко связана со строительными осями объекта. Проекции базовых векторов позволяют однозначно определить углы ориентации объекта относительно локальной системы координат.

Основная проблема, возникающая при использовании данного метода, – надежность разрешения неоднозначности псевдофазовых измерений по каждому вектору отдельно. Для достижения высокой надежности в этом случае требуется большое число (не менее 12) одновременно видимых спутников или использование двухчастотных приемников.

Целью исследования является разработка алгоритма одномоментного определения углов ориентации по малому числу видимых спутников (5-6). Для этого предлагается отказаться от независимого оценивания координат отдельных базовых векторов и непосредственно перейти к оцениванию углов ориентации. Однако параметризация через углы ориентации приводит к тому, что задача становиться нелинейной, что делает ее решение невозможным при использовании известных алгоритмов разрешения неоднозначности.

В работе предложен новый алгоритм, осуществляющий разрешение неоднозначности в условиях нелинейных связей измерений псевдофазы с оцениваемыми параметрами ориентации. Проводится оценка качества предложенного алгоритма.

УДК 621.396.6.001.57

Трегубский М.А.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Цветков Ф.А.

Таганрогский государственный радиотехнический университет

Опыт эксплуатации этой программы показал необходимость существенного повышения достоверности обнаружения образов стыков, особенно в стрелочных переводах. Для достижения этого было решено использовать характерные признаки образов накладок. С этой целью были визуально исследованы записи реальных сигналов, из которых выделялись фрагменты, соответствующие накладкам, а затем, с определенной долей эвристики, выявлялись их классификационные признаки и определялись их параметры. Проделанная работа позволила дополнить разработанные ранее алгоритмы и программы автоматической расшифровки дефектограмм и повысить вероятность правильного обнаружения стыка и, тем самым, уменьшить вероятность ложной тревоги при обнаружении дефектов второй группы. Скорость расшифровки дефектограмм при этом достигает 350 - 600 км/ч, что делает актуальной постановку задачи разработки алгоритмов и программ расшифровки сигналов в реальном масштабе времени (во время их записи).

УДК 621.372.632

Василенко В.Э., Медведев А.А., Поликарпов С.В.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Зикий А.Н.

Таганрогский государственный радиотехнический университет

Целью настоящей работы является экспериментальное исследование спектральных и временных характеристик синтезатора частоты на большой интегральной схеме (БИС) КФ1015ПЛ2Б.

Синтезатор частоты исследовался на установке, содержащей две ПЭВМ, осциллограф С1-65А, анализатор спектра С4-60, телекамеру и видеобластер.

От первой ПЭВМ подавались управляющие сигналы на синтезатор частоты с переменным кодом частоты. Частота смены кода 0,2 кГц. На осциллографе наблюдался переходной процесс на выходе фазового детектора (входе варикапа). В зависимости от ёмкости конденсатора в составе ФНЧ переходной процесс при переключении частоты наблюдался апериодический или колебательный.

На этой же установке исследовался спектр выходного сигнала с помощью анализатора спектра С4-60. Уровень паразитных составляющих составил менее –40… –45 дБ по отношению к полезному сигналу.

УДК 621.396

Гамов М. В., Гимбицкий В. А.

Научный руководитель – к. т. н. Пашинцев В. П.

Военный авиационный технический университет (филиал, г. Ставрополь)

Спутниковые радионавигационные системы (СРНС) представляют собой качественно новый этап в развитии радионавигационной техники и характеризуются рядом уникальных параметров. В настоящее время идет активная работа по включению аппаратуры СРНС состав современных и перспективных авиационных радиоэлектронных комплексов (АРЭК).

Трансионосферные каналы, по которым навигационная информация передается со спутников СРНС потребителям, подвержены влиянию различных слоев земной атмосферы. Наиболее существенный вклад в процесс распространения радиоволн вносит ионосфера, вызывая, даже под действием естественных источников ионизации, искажения принимаемого сигнала, которые приводят к ошибкам определения местоположения, сравнимым по величине с заявленной точностью системы. Для их снижения разработчиками предусмотрены такие меры, как двухчастотный прием и введение ионосферных поправок в навигационный сигнал.

Однако, при искусственных возмущениях ионосферы (ИВИ), например, при ядерных взрывах (ЯВ), осуществляемых на высоте свыше 150 км от земной поверхности, условия распространения радиоволн резко изменяются, так как возникают частотно-селективные замирания (ЧСЗ) и дисперсионные искажения (ДИ) принимаемого сигнала. Вследствие этого, ошибки определения координат увеличиваются во много раз, делая невозможным применение СРНС для навигации ЛА.

На основе проведенного анализа с использованием оригинальной методики оценки влияния степени ЧСЗ и ДИ на ошибки измерения параметров принимаемых сигналов приемниками СРНС выработаны рекомендации по улучшению точностных характеристик навигационной аппаратуры потребителей СРНС.

УДК 681.3

Герасимов В.В.

Научный руководитель – к.т.н. Каракулько А.Н.

Военный авиационный технический университет (филиал, г. Ставрополь)

Известно, что среди бортовых телевизионных визиров широко распространены корреляторы, отличающиеся высокой помехозащищенностью, из которых наименьшими требованиями к ресурсам ЭВМ выделяются дискриминаторы, реализующие дифференциальный метод вычисления рассогласования между эталонным и текущим сигналами, при этом следует учитывать, что корреляционная функция изображения, формируемого бортовой телевизионной системой носит экспоненциальные характер.

При определении особенностей пеленгационных характеристик одномерного дифференциального коррелятора с экспоненциальной корреляционной функцией моделированием на ПЭВМ анализировалась пеленгационная характеристика D (a , х, D х) с параметрами:

– постоянной экспоненты a =1 (нормирована);

– формализация рабочего участка пеленгационной характеристики;

Произведена верификация принятых решений полунатурным моделированием, результаты которого подтвердили истинность математического моделирования.

Измайлов А.Г., Семенов М.А.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Кожевникова Е.С.

Самарский государственный технический университет

Широкое внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессами на электрических станциях и подстанциях требует разработки совершенных многофункциональных систем связи между энергетическими объектами. Наилучшими технико-экономическими показателями и эксплутационными характеристиками в настоящее время обладают волоконно-оптические линии связи ВОЛС.

Достоинство оптической передачи заключаются в постоянной готовности пути в условиях электромагнитных помех, в низкой частоте ошибок (одна ошибка на 1010 бит) высокой пропускной способности (до 3 Гбит/сек), возможности передачи сигналов, отличающихся по скорости и объему передаваемой информации.

Применение оптического способа передачи сигналов позволяет использовать для выполнения этих систем одни и тот же кабель, одно и тоже волокно и одно и тоже терминальное оборудование. Кабель представляет собой оптическое волокно из светопроводящего материала, окруженного оболочкой и защищенного стальными жилами.

В Самарской области появляются электрические высоковольтные подстанции оборудованные защитными терминалами, работающими на цифровом принципе. В эти терминалы встроены преобразователи электрических сигналов в оптические, соединительные блоки, оптические разъемы и линейные зажимы для присоединения оптического кабеля. Для связи между подстанциями наиболее целесообразной представляется применение самонесущего оптического кабеля, встроенного в грозозащитной трос, подвешенный на опорах линии электропередачи.

УДК 621.396

Винокуров Д.В.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Курляндчик А.П.

Военного авиационный технический университет (филиал, г. Ставрополь)

Расчеты показывают, что различные “блестящие” точки на теле воздушных целей имеют свои параметры АКФ. Имея на борту ЛА эталонные значения параметров АКФ для различных областей типовых воздушных целей (ВЦ), можно осуществлять распознавание типа ВЦ, а также той области на ее теле, где расположена данная “блестящая” точка.

На основании вышеизложенного, предлагается следующая методика распознавания заданной области на теле типовой ВЦ:

1. Формирование базы эталонных значений параметров АКФ для заданных областей на теле типовых ВЦ.
2. Моделирование опорных траекторий доплеровской частоты для заданных областей на теле цели.
3. Корреляционный анализ опорных траекторий доплеровской частоты и принятых сигналов в каждом доплеровском фильтре.
4. Распознавание типа цели по номеру эталона, в котором получен максимум корреляционного интеграла.
5. Распознавание заданной области на теле цели по номеру фильтра, в котором получен максимум корреляционного интеграла.

На основании данной методики разработано устройство, реализующее метод распознавания заданной области на теле типовой ВЦ.

УДК 621.372.5

Никулин А. В.

Научный руководитель – к. ф.-м. н., доцент Зайцев В. В.

Самарский государственный университет

В работе исследуется явление синхронизации дискретного аналога осциллятора Ван-дер-Поля внешним гармоническим сигналом. Дискретный осциллятор синтезирован методом импульсной инвариантности и описывается разностным уравнением:

УДК 629.7.083.052:621.396.933:527.8

БОРТОВОГО РАДИОНАВИГАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ Ферапонтов И.В.

Научный руководитель - профессор Борсоев В.А.

Сибирская аэрокосмическая академия (г. Красноярск)

В настоящее время предлагается внедрение системы автоматического зависимого наблюдения (САЗН), которая с помощью бортовых радиостанций по запросу с земли передает на диспетчерский пункт координаты воздушного судна (ВС) и многую другую необходимую навигационную информацию, полученную с использованием спутниковой навигационной системы.

Для проверки работоспособности бортового радионавигационного оборудования (БРНО) применяется контрольно-проверочная аппаратура (КПА), состоящая из нескольких независимых установок, каждая из которых предназначена для проведения полного объема испытаний лишь для одного конкретного бортового радионавигационного устройства. Для повышения качества и сокращения продолжительности технического обслуживания, а также ввиду создания нового БРНО, предлагается создание усовершенствованной КПА, предназначенной для испытания широкого ряда БРНО.

Приемопередающий тракт разбит на две части. Первая обеспечивает первоначальную избирательность принимаемого сигнала. Вторая - АЦП, подключаемый к определенному приемопередатчику по командным сигналам от схемы управления и передающий сигнал, содержащий информацию в цифровой форме в схему обработки информации, которая производит основные функции приемопередатчика (избирательность и демодуляция, компенсация и подавление помех и др.). В таком имитаторе наземного радиомаяка большинство задач приемопередатчика возложено на микро ЭВМ, получающую информацию с приемного тракта через АЦП и выдающую через ЦАП в передающий тракт. Она задает опорную частоту и вид кодировки сигнала. При таком построении схемы имитатора основная задача по обеспечению режимов работы с учетом различий в работе проверяемого БРНО возлагается на программное обеспечение.

Создание описанного устройства позволит существенно повысить качество технического обслуживания БРНО, а, следовательно, и безопасность полетов в целом.

УДК 621.396

Лосев В.Н.

Научный руководитель - профессор, д.т.н. Никольский В.В.

Балтийский государственный технический университет (г. Санкт-Петербург)

Целью настоящего исследования является проведение численного анализа радиотехнических характеристик РЛС космического базирования на базе ФАР, размещаемой на регулярной стержневой конструкции с центральным закреплением и деформирующейся в условиях орбитального полета.

Результаты:

1. Влияние деформаций плоскости с вибраторами проявились в следующих численно описанных явлениях: а) уменьшение амплитуд эл.-маг. поля; б) увеличение уровня боковых "лепестков"; в) расширение ширины диаграммы направленности (ДН); г) отклонение фактического направления главного максимума от расчетного;

2. Установлены границы применимости металлических конструкций антенн ФАР по множеству орбит базирования и по времени эксплуатации (вследствие деградации покрытий);

3. Выявлено и численно описано сезонное изменение пиковых значений параметров искажения ДН вследствие изменения характеристик внешних источников теплового нагружения (перемещение Солнца, изменение земных тепловых потоков в зависимости от времен года);

4. Оценены изменения точности определения координат целей в околоземном пространстве при помощи антенны с искаженной ДН по сравнению с "абсолютно твердой" антенной и вероятности перехвата целей (по возможности успешного наведения ЛА с конечным запасом характеристической скорости по данным РЛС в некоторую окрестность цели).

УДК 537.87 (075.8)

Петров Т.Л.

Научный руководитель – д. т. н., профессор Даутов О.Ш.

Казанский государственный технический университет

Модель возбуждения плоской многослойной структуры используется во многих задачах. Однако, часто при расчётах математическая модель строится для плоской волны, что в некоторых случаях может привести к неверной интерпретации результатов моделирования. Так, например, при определении эффективности экранирования многослойным экраном, используемая модель прохождения плоской волны сквозь экран не соответствует действительности, хотя бы потому, что воздействующее поле создается реальным источником, возможно, расположенным в непосредственной близости от экранируемых элементов-рецепторов.

По сравнению с анализом распространения плоской волны через слоистую структуру, имеющим относительно малую ценность (поскольку не учитываются ни геометрические размеры экрана, ни направленные свойства прошедшего излучения), анализ распространения через плоскослоистую структуру поля локального источника позволяет оценить эффекты экранирования реальных источников и получить более качественные результаты.

Для решения задачи проникновения поля диполя сквозь слоистую структуру необходимо представить возбуждающее поле локального источника в виде совокупности полей с пространственной зависимостью, соответствующей геометрии плоскослоистой структуры, т.е. в виде суперпозиции плоских волн. Тогда открывается возможность непосредственно использовать сравнительно простую рекуррентную модель распространения плоской волны через слоистую структуру.

Разработан программный модуль, позволяющий в любой точке (исключая случаи, когда источник и точка наблюдения находятся на одном уровне над плоскослоистой структурой) вычислять значения полей излучаемых локальным источником типа электрического или магнитного диполя, расположенным в полупространстве над многослойной структурой.

УДК 629.7.015

Абсалямов М.Н.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Моисеев В.С.

Казанский государственный технический университет

При применении в составе современных ЛА бортовых радиолокационных станций (БРЛС) с высокими разрешающими способностями по азимуту (РСА) и дальности (РСД) возникают сложные проблемы, связанные с точным наведением БРЛС на объект. Одной из таких проблем является необходимость точного наложения центра узконаправленной диаграммы направленности антенны (ДНА) на малоразмерный наземный объект.

Решая полученное уравнение существующими численными методами, можно построить “след” ДНА, определив его продольные и поперечные размеры (значения этих параметров и будут соответственно РСД и РСА ДНА). Расчетные значения РСД и РСА необходимы в дальнейшем для конструирования перспективных БРЛС опознавания и сопровождения.

УДК 618.317.1

Потудин В.О.

Научный руководитель - д.т.н., доцент Горячев О. В.

Тульский государственный университет

Следует отметить, что ПВМ для своей реализации требует высокой загрузки контроллера, поскольку при каждом новом положении вектора напряжения необходимо обновлять значения регистров управления ШИМ (широтно-импульсная модуляция).

УДК 612.014.426

Сиротенко А. А.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Гаврилов А. М.

Таганрогский государственный радиотехнический университет

Целью исследований является изучение физических основ метода ядерно- магнитной резонансной (ЯМР) томографии и его аппаратной реализации, оценка перспектив его диагностики заболеваний головного мозга.

Главным достоинством метода ЯМР томографии в сравнении с рентгеновской и ультразвуковой томографией является обеспечение высокого разрешения при получении высококонтрастного изображения тканей.

Данный ЯМР томограф позволил получить послойные изображения с толщиной каждого среза 4 мм. Количество получаемых слоев варьируется в пределах от 6 до 16. В основе физического процесса ЯМР томографии лежит поглощение и последующее излучение электромагнитных волн в радиочастотном диапазоне. Для получения изображений используются пространственные вариации частоты и фазы волны (поглощенной и излученной объектом), что позволяет оценить объект с размерами меньше длины волны излучения.

Потребность в данном виде диагностики достаточно велика, но пропускная способность томографа составляет до 15 человек в день, что недостаточно для Краснодарского края и ростовской области, где эксплуатируется 2 таких прибора.

УДК 621.7.054

Старцев С.А.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Ефанов В.Н.

Уфимский государственный авиационный технический университет

УДК 621.396.67

Карпов В.В.

Научный руководитель – доцент Касьянов А.О.

Таганрогский государственный радиотехнический университет

В настоящей работе рассмотрен один из способов расчета МПАР, рассчитана и изготовлена фокусирующая МПАР вертикальной поляризации с вынесенным облучателем, проведено её экспериментальное исследование. Фокусировка падающей волны плоской поверхностью достигается созданием в раскрыве антенны синфазного распределения поля. Геометрия антенны была разработана так, чтобы при минимальных потерях в коэффициенте усиления достаточно просто реализовывалось амплитудное распределение поля в раскрыве, заданная ширина основного лепестка и уровень бокового лепестка, а также, чтобы элементы крепления облучателя были диаграммообразующими. Так как при использовании МПАР в раскрыве создаётся дискретное фазовое распределение, то размер элемента был определён из условия, что набег фазы не превышает p /4 на один дискрет. Величина фазовой коррекции в каждом элементе решетки определена методом геометрической оптики.

В качестве элемента решетки был выбран прямоугольный микрополосковый резонатор квази-Т волны, нагруженный на проводимости излучения торцевых щелей. Вносимая им фазовая задержка определяется электрической длиной, подключенного к нему реактивного шлейфа. Предварительный расчёт резонансных размеров резонатора и обеспечение согласования с ним фазокорректирующего шлейфа выполнены методом эквивалентных схем. Для определения фазового сдвига, вносимого таким элементом, была предложена математическая модель, составленная методом интегрального уравнения (ИУ). Для элемента решетки, как для неоднородности на пути прохождения ЭМВ, на основе уравнений Максвелла было составлено ИУ относительно объёмных токов поляризации, которое решалось методом Фурье. С помощью математической модели была рассчитана зависимость фазового сдвига от длины шлейфа при различных углах падения волны. По результатам расчета был спроектирован рефлектор. Проведенные экспериментальные испытания показали адекватность конструкции и математической модели.

УДК 621.313.32

Шарапов М.А.

Научный руководитель - д.т.н., доцент Горячев О.В.

Тульский государственный университет

В данной работе рассматривается структура нечеткого регулятора и пример его использования для реализации управления цифровым электрическим следящим приводом постоянного тока.

Основным преимуществом нечеткого управления является то, что его применение, особенно для объектов, параметры которых либо не определены, либо могут изменяться в широких пределах в процессе эксплуатации, часто приводит к достижению более высоких показателей качества регулирования, требуя при этом меньшего объема производимых вычислений. Именно поэтому нечеткое управление ориентировано на цифровую реализацию.

Основными трудностями применения нечетких систем являются отсутствие стандартных методик проектирования и невозможность их математического анализа существующими методами.

Алгоритм нечеткого управления представляет собой преобразование входных переменных нечеткого регулятора в его выходные переменные с помощью следующих взаимосвязанных процедур:

1) преобразование нечетких множеств входных переменных, получаемых от датчиков с объекта управления в безразмерные относительные переменные;

2) обработка логических высказываний, называемых лингвистическими правилами относительно безразмерных переменных нечеткого регулятора;

3) преобразование выходных безразмерных относительных переменных нечеткого регулятора в физические управляющие переменные.

В результате выполнения работы был произведен анализ использования нечеткой логики для синтеза следящего привода, а также синтезирован нечеткий регулятор для ЦЭСП, использующего в качестве входных данных код задающего угла и код производной от него.

УДК 621.396.67

Костенко В.В.

Научный руководитель – доцент Касьянов А.О.

Таганрогский государственный радиотехнический университет

В данной работе представлен способ реализации остронаправленного излучения с помощью плоского рефлектора. Для создания в дальней зоне поля вращающейся поляризации в качестве облучателя была выбрана спиральная антенна, а в качестве эквивалентного рефлектора был выбран параболоид вращения. Закон изменения фазы в раскрыве плоского печатного рефлектора, при котором МПАР становится эквивалентной параболе, достигается путем поворота спирафазных излучателей.

Математическая модель МПАР составлена методом интегральных уравнений (ИУ) для поверхностных магнитных токов. С помощью леммы Лоренца были получены ИУ для одной ячейки. В качестве возбуждающего и вспомогательного источников были выбраны элементарные магнитные вибраторы. Далее было применено условие периодичности элементов в решетке (теорема Флоке).

Нахождение размеров излучателя, при которых он становится спирафазным, производилось с помощью программы, составленной на основе математической модели для данной структуры.

На основе вышеперечисленных расчетов был изготовлен и исследован макет МПАР. Эксперименты показали, что рассчитанная математическая модель соответствует данной структуре МПАР. Дальнейшей задачей настоящей работы является разработка и практическое исследование печатной радиолинзы, в качестве излучателей и облучателя которой являются плоские спирали Архимеда.

УДК 621.313.42

Калинин Е.А.

Научный руководитель – д.т.н., доцент Горячев О.В.

Тульский государственный университет

УДК 681.3.042.5:621.39

Глотин Д.О.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Поваляев А.А.

Московский государственный авиационный институт

(технический университет)

Цель работы состояла в реализации декодера, выборе его оптимальных параметров и оценке эффективности при работе с моделируемым и реальным сигналом системы WAAS.

В результате исследования сделаны выводы о предпочтительности программной реализации декодера и использования синхронизации методом контроля выживших путей. Выявлена так же оптимальная глубина декодирования. Сделана оценка характеристик реализованного варианта декодера, в условиях затенений и изменений амплитуды сигнала.

УДК 62. 501

Кондоров Д. А.

Научный руководитель – к.т.н. Кудрявцев И. А

Самарский государственный аэрокосмический университет

При калибровке датчика встроенного контроля возникает задача ввода случайного сигнала в ЭВМ. Амплитуда импульсов на выходе ДВК лежит в пределах 1,5 мВ…2,5 В. Длительность импульсов не короче 70 мкс. Форма – колоколообразная.

Подобные сигналы наиболее удобным представляется исследовать с помощью специального стенда на базе ЭВМ. Для ввода отсчётов сигнала с выхода датчика необходим аналогово-цифровой преобразователь. Разрядность АЦП должна составлять не менее 15. Частота дискретизации должна составлять не менее 100 кГц.

УДК 621.315.615.019:006.354

Портнова И.В.

Научный руководитель - к.т.н. Кудрявцев И.А.

Самарский государственный аэрокосмический университет

Измерительная схема состоит из ячейки, включенной последовательно с измерительным сопротивлением, и компараторов, формирующих прямоугольные импульсы. Временной интервал между импульсами определяется сдвигом фаз между током через ячейку и приложенным напряжением. Этот интервал измеряется микроконтроллером, и, после обработки, выводится на индикатор. При обработке производится определение тангенса измеренного угла и коррекция с учетом результатов предварительных экспериментов с пустой ячейкой.

Измерения проводят на частоте 50 Гц, объем испытываемого жидкого диэлектрика около 50 мл. Согласно ГОСТ 6581-75 напряженность электрического поля имеет величину порядка 1МВ/м.

УДК 621.396

Назимов М.А.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Семкин Н.Д.

Самарский государственный аэрокосмический университет

Большая часть данного взаимодействия приходится на солнечные элементы (СЭ) из-за большой занимаемой площади. Необходимо найти распределение тока в СБ. Решение распадается на две задачи: нахождение интегральных характеристик тока в СБ и распределение тока в СЭ. Интегральные характеристики тока в СБ находятся на основе модели СЭ и абстрактно заданной структуры СБ. Решение находится для идентичных элементов. Для нахождения распределения тока в СЭ выводится уравнение, начальными данными которого являются: интегральные значения сопротивления элемента, протекающий ток через элемент, внутренняя структура элемента. Решением данного уравнения является функция распределения электрического потенциала. Для нахождения распределения тока используется закон Ома. Данное уравнение позволяет находить распределение тока в СЭ через макропараметры.

Данным методом было найдено распределение тока в СЭ и интегральные характеристики тока в СБ. Полученные данные используются для расчета механического момента, действующего на космический аппарат, возникающий при взаимодействии тока, протекающего в СБ, с магнитном поле Земли.

УДК 669.713.7

Горюнов Д.В., Пияков И.В.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Сёмкин Н.Д.

Самарский государственный аэрокосмический университет

В последнее время при промышленном производстве и научных исследованиях всё более часто возникает потребность в анализе молекулярных соединений в широком диапазоне масс. Особенно актуальна эта проблема в связи с созданием Международной Космической Станции (МКС) в плане обеспечения нахождения мест утечки воздуха из обитаемых отсеков при повреждении обшивки космического аппарата (КА).

Для выше обозначенных целей был разработан прибор, позволяющий анализировать состав пробы газа с высокой эффективностью. Под эффективностью здесь следует понимать соотношение скорости анализа пробы и информативности полученных результатов. Так как при поиске места утечки воздуха работа по обнаружению пробоя обшивки КА ведётся непрерывно, то, следовательно, прибор должен работать в режиме реального времени. В качестве такого прибора используется модифицированный времяпролётный масс-спектрометр. Это устройство представляет собой автономный, адаптированный к космическим условиям, снабжённый эргономичными органами управления и индикации анализатор состава газовой пробы. В его состав входят: корпус (ионизационная камера, пролётная камера, блок электроники), источник питания, генератор выталкивающего импульса, выталкивающая сетка, заземляющая сетка, отклоняющие пластины, импульсный источник для создания отклоняющего электрического поля, приёмник ионов и блок обработки информации. Практически анализатор представляет собой трубку диаметром 40 мм и длиной 100 – 300 мм, в которой расположена электронная пушка, две сетки и приёмник сигналов.

Индикация результата производится в удобной для оператора форме в виде процента соответствия исследуемого газа воздуху. Питание производится от аккумуляторов.

УДК 621.396

Назимов М.А., Помельников Р.А.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Семкин Н.Д.

Самарский государственный аэрокосмический университет

Использование масс-спектрометрических приборов в космических и лабораторных экспериментах по изучению микрометеороидов, техногенных частиц, а также процессов их взаимодействия с твердым телом представляет важный научный и практический интерес. Существует необходимость расчета электростатического поля системы зеркал, которые используются для фокусировки потока частиц.

Примем, что заряды располагаются только на поверхности электродов. Тогда, рассматривая электроды зеркала в виде конечного числа малых площадок, находим распределение зарядов методом площадок. Можно считать, что эти заряды являются источниками электростатического поля и образуют распределение потенциалов в окружающем электроды пространстве и потенциалы самих электродов. Дальнейший расчет сводится к алгебраическому суммированию потенциала в интересующей точке пространства по всем поверхностям на основе принципа суперпозиции, с учетом эффекта экранирования.

Данный метод расчета был применен для аксиально-симметричной системы, состоящей из одной фокусирующей линзы. Было найдено распределение заряда по поверхности электрода и построено графическое распределение электрического потенциала, образованного этими зарядами. Величина поля в искомой точке пространства находилась по принципу суперпозиции, с учетом экранирования поверхностей электрода.

Пияков А.В.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Семкин Н.Д.

Самарский государственный аэрокосмический университет

УДК 621.37/39

Богоявленский Н. Л.

Научный руководитель - к.т. н., ассистент Воронов К. Е.

Самарский государственный аэрокосмический университет

В настоящее время, когда многие космические аппараты рассчитываются на многолетнюю работу на различных околоземных орбитах, первостепенное значение приобретают вопросы их противостояния воздействию различных факторов космической среды.

Воздействие космической пыли на космический аппарат (КА) в совокупности с собственной внешней атмосферой (СВА) КА в течение длительного времени может заметно ухудшить параметры поверхностей КА и находящихся на нем датчиков.

Целью исследования является оценка параметров пылевой составляющей СВА, позволяющих восстановить картину выделения пыли оболочкой КА.

В данном докладе описывается оптический счетчик частиц с 90° геометрией, основанный на измерении интенсивности рассеянного частицей света и предназначенный для измерения малых концентраций пыли.

На КА “Фотон-М” устанавливается два датчика, один из которых находится в верхней части, другой – в нижней части КА.

В связи с ограниченными возможностями потребления энергии (~0.3 Вт) прибор включатся только в определенные моменты времени. Например, наибольшая вероятность регистрации частиц приходится на первые четверо суток полета КА “Фотон-М”. В это время включение прибора производится каждые 10 мин.

После проведения эксперимента будут получены ряды скоростей и радиусов частиц, по которым можно восстановить картину выделения пыли оболочкой КА и сделать необходимые выводы.

УДК 629.78 + 621.52

Вдовин В.А.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Семкин Н.Д.

Самарский государственный аэрокосмический университет

Во время проведения космических полетов в обшивке космического аппарата (КА) в результате воздействия факторов космического пространства (ФКП) могут появляться различные микротрещины, микропробоины и т.д., через которые происходит утечка воздуха из внутренних отсеков. Для определения местоположения данных дефектов была разработана и создана соответствующая аппаратура. Предлагаемая разработка имитатора натекания воздуха из элементов КА позволяет проводить натурные эксперименты в открытом космическом пространстве с данной аппаратурой, что позволяет определить ее работоспособность и эффективность использования в реальных условиях.

Для проведения экспериментов в реальных условиях прибор выносится из КА и закрепляется к его обшивке снаружи. Далее космонавт, задавая нужную величину натекания или изменяя ее в устройстве имитации, снимает показания с испытуемой аппаратуры определения местоположения течи из КА. По этим показаниям впоследствии можно судить о точности работы аппаратуры, ее чувствительности и способности работать в реальных условиях.

УДК 621.37/39

Заикин А.В.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Сёмкин Н.Д.

Самарский государственный аэрокосмический университет

С целью определения процессов зарядки поверхности космического аппарата “Фотон – М” предлагается установить четыре поверхностных датчика и два датчика-зонда, которые совместно с аппаратурой обработки информации позволяют измерять потенциал поверхности космического аппарата в точках установления поверхностных датчиков, потенциал самого космического аппарата относительно невозмущённой плазмы на всех этапах полёта. Поверхностный датчик состоит из металлической пластинки, закреплённой на диэлектрической оболочке КА, которая соединена через нагрузку с металлическим корпусом аппарата. Сила тока, протекающего через эту нагрузку, и будет определять заряд поверхности аппарата в точке размещения датчика. Датчик-зонд представляет собой откидную металлическую штангу со сферической головкой на её конце. Принцип функционирования тот же самый, что и у поверхностных датчиков: измеряется сила тока через нагрузку, только в этом случае нагрузка подключается между головкой датчика и поверхностью аппарата.

Блок обработки информации обеспечивает управление работой датчиков, в том числе управление частотой сохранения информации с датчиков в зависимости от скорости изменения силы тока в нагрузке во времени, усреднение медленно меняющихся результатов по времени с целью экономии ресурсов памяти, сохранения в энергонезависимой памяти полученной с датчиков информации и выдачу в систему телеметрического контроля данных о ходе работы. Сохранённые данные могут быть считаны и проанализированы после спуска космического аппарата.

УДК 621.396

Кириллов А.А.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Сёмкин Н.Д.

Самарский государственный аэрокосмический университет

Блок обработки информации обеспечивает управление работой датчиков, сохранение в энергонезависимой памяти полученной с них информации и выдачу в систему телеметрического контроля данных о ходе работы. Сохранённые данные могут быть считаны и проанализированы после спуска космического аппарата.

УДК 621.396

Бобин Д.Г., Литвинов В.В.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Семкин Н.Д.

Самарский государственный аэрокосмический университет

С целью устранения микроускорений космического аппарата, возникающих при торможении космического аппарата о внешнюю атмосферу, либо при столкновении космического аппарата с микрочастицами, предлагается установить токопроводы по трем осям космического аппарата. При подаче тока на соответствующие токопроводы будет изменяться магнитный момент космического аппарата. Таким образом, будет осуществляться ориентация космического аппарата по внешнему магнитному полю Земли. Для устранения влияния электромагнитного поля, индуцируемого витком с током, предлагается под виток с током проложить ферромагнитную пластину, которая будет экранировать индуцируемое поле. Данная пластина будет усиливать электромагнитное поле, а, следовательно, и магнитный момент, корректируемый системой управления. Это позволяет уменьшить энергетические затраты на управление космическим аппаратом.

Разработана модель расчета магнитных полей, образуемых в результате взаимодействия проводника с током, лежащего на ферромагнитной пластине, с магнитным полем Земли.

УДК 621.317

Шарафеев Н.В.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Иванов В.В.

Самарский государственный аэрокосмический университет

УДК 623.62

Петров В.В.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Никольский Б.А.

Самарский государственный аэрокосмический университет

Вероятность поражения летательных аппаратов управляемым оружием может быть значительно снижена при использовании для их защиты ложных целей. Ложная цель защищает объект до тех пор, пока обеспечивается её функционирование. При поражении ложной цели или выхода её из зоны действия радиоэлектронной системы наведения защищённость объекта резко ухудшается. В связи с этим возникает задача создания ложных целей повышенной живучести.

Известно, что облака дипольных отражателей могут выполнять не только маскирующую роль, но и представлять собой объёмно – распределённые ложные цели. Эффективность действия таких ложных целей можно значительно увеличить, если облучать облака диполей с защищаемого объекта помехами ретрансляционного типа. Такие цели представляют собой совокупность большого числа элементарных излучателей, расположенных и ориентированных случайным образом. Образуется подобие групповой цели.

Переотраженный сигнал будет иметь зеркальную и диффузную составляющие. Так как угловые координаты объекта в процессе наведения непрерывно изменяются, то будет осуществляться и смещение точки наведения за счёт диффузного переотражения. В результате такого смещения наведение оружия поражения на защищаемый объект будет происходить с ошибкой.

Положение энергетического центра переотражений и характеристики отраженных сигналов зависят от параметров системы формирования ретрансляционной помехи, параметров системы самонаведения оружия поражения, взаимного положения и динамики перемещения всех объектов в пространстве, отражающих свойств ложных целей и других факторов. При угловом разрешении защищаемого объекта и ложной цели энергетика помеховых сигналов должна обеспечить перенацеливание системы самонаведения на ложную цель.

Полосы дипольных отражателей для создания таких ложных целей должны быть сформированы заранее на заданной высоте, в направлении движения защищаемых летательных аппаратов.

УДК 621.383.(082)

Иноземцев М.Ю., Савельев А.В.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Матюнин С.А.

Самарский государственный аэрокосмический университет

УДК 623.62

Караваев Е.Ю.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Никольский Б.А.

Самарский государственный аэрокосмический университет

Одним из основных способов современной защиты летательных аппаратов (ЛА) от поражения оружием, управляемым радиоэлектронными системами (РЭС) наведения, является применение активных средств радиопротиводействия (РПД).

Так как подавить разнообразные РЭС активными помехами одного вида невозможно, то необходимо использовать наиболее эффективные методы РПД в зависимости от радиоэлектронной обстановки и тактики действия защищаемого объекта.

При движении ЛА на малых высотах запуск самонаводящихся ракет для их поражения осуществляется под большими углами к горизонту, с последующим пикированием их на цель. В этом случае в раствор диаграммы направленности антенны головки самонаведения (ГСН) ракеты кроме сигналов, отраженных от цели, будут попадать сигналы отраженные от участков подстилающей поверхности (земной или водной).

По мере сближения может наступить угловое разрешение источников излучения и произойти перенацеливание системы самонаведения на подстилающую поверхность при соответствующей энергетике помехового сигнала.

УДК 621.396.6

Прокудин А. В.

Научный руководитель – д. т. н., профессор Логвинов Л. М.

Самарский государственный аэрокосмический университет

Известно несколько однопороговых процедур последовательной проверки многих гипотез. В процедурах с верхним порогом в каждый момент времени на основании наблюдений выносится либо решение о прекращении наблюдений и принятии одной из гипотез, либо решение о продолжении наблюдений. При этом не используется возможность уменьшения объема вычислений за счет отбрасывания гипотез, далеких от предъявленной к распознаванию реализации сигнала или образа.

В процедурах с нижним порогом на каждом шаге последовательной процедуры исключаются из дальнейшего рассмотрения гипотезы, отношения правдоподобия которых не превысили порог, вычисляемый на каждом шаге процедуры. Гипотезы последовательно исключаются до тех пор, пока не останется одна, которая и принимается как опознанная. Недостатком данных процедур является то, что в них не используется возможность уменьшения средней длительности наблюдений за счет принятия наиболее правдоподобной гипотезы.

Представляется целесообразным для уменьшения вычислительных затрат разработка процедуры последовательной проверки многих гипотез, в которой на каждом шаге наблюдения возможно было бы как исключение наиболее неправдоподобных гипотез, так и принятие наиболее правдоподобной гипотезы при достижении ею заданного превышения (контраста) над остальными гипотезами.

Предлагаемая процедура основана на оптимальном двухпороговом критерии Вальда. Пороги в процедуре не являются постоянными, а изменяются при исключении гипотез. Экономия вычислений достигается как за счет уменьшения длины выборки, так и за счет прекращения вычислений для исключенных гипотез. Использование предлагаемой процедуры при синтезе РЛС обзора земной поверхности позволяет получить решающее правило, инвариантное к уровню помех фона местности и ускоряющее процесс принятия решения при автоматическом обнаружении и распознавании целей.

УДК 621.396

Савельев А.В., Иноземцев М.Ю.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Матюнин С.А.

Самарский государственный аэрокосмический университет

С момента появления первых автомобилей конструкторами автомобилестроительных предприятий непрерывно решалась задача о разработке надежного, дешевого, а самое главное точного топливного датчика, позволяющего с малой погрешностью определять уровень бензина или дизельного топлива в баке автомобиля в широком диапазоне температурных воздействий, воздействия вибрации, крена автомобиля и др.

Применяемые в настоящее время в отечественных легковых и грузовых автомобилях поплавковые датчики уровня топлива удовлетворяет требованиям стоимости, но не выдерживают никакой критики в отношении точности и надежности. Особенно большие погрешности появляются даже при незначительном угле наклона дороги.

Предлагаемая конструкция акустического многоточечного уровнемера, обеспечивает высокую точность определения степени заполнения бака по сравнению с базовыми образцами при больших кренах автомобиля.

В уровнемере в одной конструкции используется несколько независимых каналов измерения, что позволяет устранить влияние тангажного наклона и крена автомобиля. Источники и приемники акустического излучения, и плата с электронными элементами, осуществляющими обработку получаемой информации, размещены в одном корпусе, что является очень удобным в отношении ремонтопригодности устройства, а также при размещении уровнемера внутри автомобиля.

Экспериментальные образцы аналогового и цифрового уровнемеров показали разрешающую способность в 0,5 л при 40 л баке. Влияние наклонов автомобиля на результаты измерений снижены более чем в 4 раза по сравнению с серийным датчиком уровня.

УДК 621.317

Тюлюков П.В.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Иванов В.В.

Самарский государственный аэрокосмический университет

ИИС измеряет угловые координаты солнца относительно космического аппарата (КА) на освещенных солнцем участках орбиты. Угловые координаты солнца используются для определения ориентации КА в нестабилизированном полете. Так как при вычислениях необходимо знать угловое положение КА относительно двух направлений, в качестве второго направления используется вектор магнитного поля Земли, измеряемой аппаратурой "Мираж". При необходимости ориентацию КА на неосвещенных участках орбиты можно рассчитать с помощью интерполяции.

ИИС состоит из двух датчиков и блока управления. Каждый датчик включает в себя шесть фотодиодов. Блок управления опрашивает фотодиоды с помощью коммутатора и определяет угловое положение Солнца относительно КА. Датчики устанавливаются на поверхности КА. Диапазон измерения датчиков зависит от зоны тени, создаваемой КА.

Дальнейшая обработка информации происходит на Земле. По нескольким отсчетам направления на Солнце определяются параметры вращения космического аппарата. Анализ погрешности показал, что погрешность вычисления скорости вращения космического аппарата минимальна, когда ось вращения перпендикулярна направлению на Солнце. Если ось вращения направлена на Солнце, эта погрешность стремится к бесконечности.

УДК 681.3.016

Белоглазов Д.И., Киселев С.С.

Научный руководитель – к.т.н., доцкнт Пиганов М.Н.

Самарский государственный аэрокосмический университет

Представлены результаты исследований в области прогнозирования стабильности конденсаторов. Работа посвящена исследованию методов повышения качества радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). Проведено исследование процесса индивидуального прогнозирования тонкопленочных конденсаторов методом экстраполяции.

На основе экспериментальных данных был определен характер изменения прогнозируемого параметра конденсаторов во времени. Изменение параметра РЭА рассматривалось как случайный процесс. О значении дрейфа емкости в некоторый момент судили по вероятности попадания этого параметра в интервал допустимых значений.

Случайный процесс был представлен в виде суммы монотонной и флуктуационной составляющих. Было установлено, что флуктуационная составляющая много меньше монотонной. Был применен ряд квазидетерминированных (КД) моделей. Экспериментально машинный анализ показал, что в данном случае целесообразно использовать логарифмическую КД модель.

При индивидуальном прогнозировании экстраполяцией оценка значения параметра в момент времени прогнозирования задача сводится к выбору КД модели и определению ее коэффициентов для каждого экземпляра выборки.

Для определения коэффициентов КД функции был использован метод наименьших квадратов. В данном случае определяли такие коэффициенты КД функции, при которых сумма квадратов отклонений каждого экземпляра о его фактического значения была минимальной.

На этапе обучающего эксперимента необходимо получить значения коэффициентов КД функции для каждого экземпляра и вычислить оценку значения параметра, по которому определяется класс каждого экземпляра по прогнозу. На основании фактического значения параметра, измеренного для каждого экземпляра обучающей выборки, определяют фактический класс каждого экземпляра.

Полученную информацию используют для оценки точности прогнозирования. При прогнозировании с классификацией точность оценивается вероятностными характеристиками, определяющими долю ошибочных решений при оценке класса экземпляров обучающей выборки.

Основными характеристиками являются: риск потребителя, определяющий число дефектных экземпляров, отнесенных к числу годных по отношению к общему числу годных по прогнозу; риск изготовителя, определяющий число годных экземпляров, отнесенных к дефектным из общего числа дефектных по прогнозу; вероятность ошибки, определяющую число ошибочно принятых решений.