| |
| Ю. М. Осипов, д-р техн. наук, д-р экон. наук, проф., зав. кафедрой, umo1943@yandex.ru, С. В. Щербинин, канд. техн. наук, доц., sherb@mail.ru, Отделение кафедры ЮНЕСКО "Новые материалы и технологии", Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники
О мехатронике как научной основе создания высокотехнологичной продукции*
Рассматриваются объекты мехатроники — мультико-ординатные системы движения с электроприводом прямого действия, основанные на синергетическом объединении в соответствии с критерием оптимизации "цена—качество" механических, электротехнических, электронных и компьютерных компонентов, обеспечивающие проектирование и производство конкурентоспособной высокотехнологичной продукции. Предлагается классификация мультикоординатных систем движения с электроприводом прямого действия.
Ключевые слова: критерий оптимизации "цена—качество", мультикоординатные системы движения, электропривод прямого действия, кинематическая мультикоординатная комбинаторика, интеллектуальное схемоконструкторское проектирование и интеллектуальное управление движением
Стр. 2 – 6
*Статья подготовлена при выполнении государственного контракта № 16.523.11.3009, финансируемого Министерством образования и науки РФ.
Osipov Yu. M., Shcherbinin S. V. About a Mechatronics as to a Scientific Basis of Hi-Tech Production Creation
The objects of mechatronics — multiaxis movement systems with electric direct-acting, based on the synergetic merger, according to the optimization criterion of "price-quality", mechanical, electrical, electronic and computer components that providing design and production of competitive high-tech products — are considered. The fundamentals of the theory of a high-tech products — classification and structure multiaxis of motion systems with electric movement of direct action — are offered.
Keywords: optimization criterion "price-quality", multiaxis movements systems, electric direct-action, multi-axis kinematic combinatorics theory, intelligent circuitry designing and intelligent motion control
Содержание
|
| В. Н. Ефанов, д-р техн. наук, проф., Д. Ф. Муфаззалов, ст. преподаватель, Arsew@ya.ru, Уфимский государственный авиационный технический университет
Стабилизация нелинейной системы управления в заданной области пространства состояний
Предложен метод стабилизации нелинейной системы управления в заданной области пространства состояний. Метод базируется на использовании концепции сверхустойчивости применительно к линеаризованной интервальной модели исходной нелинейной системы.
Ключевые слова: стабилизация, робастность, сверхустойчивость, сложная система, интервальная матрица
Стр. 7 – 13
Efanov V. N., Mufazzalov D. F. Stabilization of Nonlinear Control System in the Given Area of State Space
Propose a method stabilization of nonlinear control system within a given area of state space. The method is based on the use of the concept of superstability as applied to the linearized interval model of original nonlinear system.
Keywords: stabilization, robust, superstability, complex system, interval matrix
Содержание
|
| О. С. Колосов, д-р техн. наук, проф., Б. Б. Кошоева, аспирант, KolosovOS@mpei.ru, Московский энергетический институт
Методика реализации алгоритмов численного дифференцирования в законе регулирования с увеличенным шагом дискретизации
Рассматривается методика реализации алгоритмов численного дифференцирования реального времени на базе производной интерполяционного полинома Ньютона в составе ПД и ПИД регуляторов с увеличенным шагом дискретизации для уменьшения влияния высокочастотных помех в тракте передачи управляющего сигнала и уменьшения числа срабатываний исполнительного элемента при сохранении требуемой точности и качества системы управления промышленным объектом.
Ключевые слова: алгоритм численного дифференцирования реального времени, полоса пропускания, точность дифференцирования, интерполяционный полином Ньютона, ПД и ПИД регуляторы, шаг дискретизации
Стр. 13 – 18
Kolosov O. S., Koshoeva B. B. Methods of Implementation of Algorithms for Numerical Differentiation in the Law Regulating Step with the Increased Sampling
The technique of realization of algorithms of numerical differentiation on the basis of real-time derivative of the Newton interpolation polynomial in the PD and PID controllers with a larger sampling interval to reduce the influence of high frequency noise in the transmission path of the control signal and reduce the number of positives actuator while maintaining the required accuracy and quality of industrial control systems object.
Keywords: algorithm of numerical differentiation of real-time, bandwidth, accuracy of differentiation, Interpolation polynomials Newton, PD and PID controller, the sampling step
Содержание
Л. Г. Быстров, инженер-программист 1-й категории, В. В. Сафронов, д-р техн. наук, проф.,
svv@kbep.ru, ОАО "КБ Электроприбор", г. Саратов
Новые компьютерные алгоритмы вычисления матричной экспоненты в приложении к исследованию линейных динамических систем автоматического управления
Предложен новый метод вычисления матричной экспоненты. Метод универсален в отношении простых или кратных корней характеристического полинома матрицы. Рассмотрены численные примеры.
Ключевые слова: система управления, метод пространства состояний, матричная экспонента
Стр. 18 – 25
Bystrov L. G., Safronov V. V. New Computer-Aided Algorithms for Calculus of Matrix Exponential in Control Systems Applications
The method developed in the paper is universal with respect to multiplicity of roots of characteristic polynomial and capable to parallel algorithmization.
Keywords: oontrol systems, space state method, matrix exponential
Содержание
|
В. С. Мелентьев, д-р техн. наук, зав. кафедрой, vs_mel@mail.ru, В. И. Батищев, д-р техн. наук, зав. кафедрой, vib@list.ru, А. М. Смолина, аспирант, Самарский государственный технический университет
Метод измерения параметров емкостных датчиков положения и перемещения*
Исследуется новый метод измерения параметров емкостных датчиков по мгновенным значениям двух переходных процессов. Основное внимание уделено анализу погрешности, обусловленной отклонением реального переходного процесса от заложенного в модели измерительной цепи. Приводятся результаты анализа, позволяющие оптимально выбирать параметры измерительного процесса.
Ключевые слова: емкостные датчики, переходный процесс, мгновенные значения, погрешность
Стр. 26 – 30
*Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант 11-08-00039-а).
Melentiev V. S., Batishchev V. I., Smolina A. M. Method of Measurement of Parameters of Capacitor Sensors of Position and Moving
The new method of measurement of parameters of capacitor sensors on instant values of two transients is investigated. The basic attention in work is given to the analysis of the error caused by a deviation of real transient from incorporated in model of a measuring circuit. The results of the analysis allowing optimum to choose parameters of measuring process are resulted.
Keywords: capacitor sensors, transient, instant values, an error
Содержание
Е. С. Лобусов, канд. техн. наук, доц., evgeny.lobusov@yandex.ru, МГТУ им. Н.Э. Баумана
Использование средств инерциальной навигации для определения пространственного углового положения цилиндрических тел
Рассматриваются вопросы, связанные с получением математического описания и алгоритмов обработки данных для устройства, с помощью которого можно определять пространственное угловое расположение круговых цилиндрических тел, положение которых задается фиксированным вектором относительно задаваемой системы координат. Предлагается использовать векторный измеритель угловой скорости (ВИУС), который жестко установлен на перемещаемой оператором платформе, а оси чувствительности ВИУС образуют систему координат платформы.
Приводятся алгоритмы, которые позволяют выполнить обработку данных и получить оценку пространственного углового положения цилиндрического тела.
Ключевые слова: инерциальная навигация, измеритель угловой скорости (лазерный), цилиндрическое тело, кинематические уравнения в кватернионах, моделирование
Стр. 31 – 35
Lobusov E. S. Inertial Navigation Facilities Usage for Attitude Calculation of Cylindric Bodies
Description and data processing questions are considered for a device being used for attitude determination of cylindric bodies in designated reference frame. It is suggested to apply three axes laser rate gyros with rigid fastening to a platform being carried by operator and dragged on body surface after. It is shown that the suggested approach gives opportunity to get data and process them on-line or post. Simulation carried out showed high accuracy results relying upon platform and body program imitator for attitude determination.
Keywords: inertial navigation, laser rate gyro, cylindric body, attitude quaternion equations, simulation
Содержание
|
А. Н. Якунин, канд. техн. наук, доц.,
yan@olvs.miee.ru, Национальный исследовательский университета МИЭТ
Использование оператора кватерниона для определения относительной угловой ориентации квазистационарного объекта
Рассматривается аппарат векторных кватернионов, даются указания по вычислению матрицы координатных преобразований оператора кватерниона, формулируется и приводится решение задачи определения относительной угловой ориентации квазистационарного объекта с использованием оператора кватерниона.
Ключевые слова: ориентация, матрица координатных преобразований, кватернион, акселерометр, датчик ускорения, магнитный датчик
Стр. 36 – 39
Yakunin A. N. Using the Quaternion to Determine the Relative Angular Orientation to the Quasi-Stationary Object
In article is presented the vector quaternion operator, provides guidance on the calculation of the matrix of coordinate transformation for the quaternion operator. The solution of the problem of determining the relative angular orientation of the quasi-stationary electronic object using operator quaternion is formulated and solved.
Keywords: orientation, the matrix of coordinate transformation, quaternion, accelerometer, acceleration sensor, magnetic sensor.
Содержание
Л. Д. Певзнер, д-р техн. наук, проф., С. Е. Бабаков, аспирант, babac@mail.ru, Московский государственный горный университет
Математическая модель динамики карьерного экскаватора как объекта управления
Описывается динамика движения рабочего органа карьерного экскаватора путем сведения его расчетной схемы к схеме эквивалентного пятизвенного манипуляционного робота по методу И. Р. Белоусова. Получена математическая модель кинематики центра масс ковша экскаватора и коэффициенты уравнений его динамики. На основе рассчитанных уравнений динамики и кинематики манипулятора в приложении Simulink MATLAB построена имитационная модель.
Ключевые слова: экскаватор, карьерный экскаватор, динамика, объект управления, манипулятор
Стр. 40 – 47
Pevzner L. D., Babakov S. E. Mathematical Model of Dynamics Quarry Power-Shovels as an Object Control
Description over of dynamics of motion of working organ of quarry power-shovel is brought taking of his calculation chart to the chart of equivalent five link manipulation robot on the method of Belousova (Institute of the applied mathematics of Russian Academy of Sciences the name of M. V. Keldish). The mathematical model of kinematics of centre-of-mass of scoop of power-shovel and coefficients of equalizations of his dynamics are got. On the basis of the expected equalizations of dynamics and kinematics of manipulator a simulation model is built in the appendix of Simulink of the program Matlab.
Keywords: excavator, quarry power-shovels, dynamics, control object, manipulator
Содержание
И. А. Данилушкин, канд. техн. наук, докторант, idanilushkin@mail.ru, М. А. Гусева, аспирант, guseva_m.a@mail.ru, Самарский государственный технический университет
Численно-аналитическое моделирование систем с распределенными параметрами
Предлагается подход к моделированию объектов и систем с распределенными параметрами в компьютерных пакетах моделирования динамических систем с сосредоточенными параметрами. Подход основан на аппроксимации по пространственной координате распределенных сигналов структурного представления распределенных систем. С помощью предлагаемого подхода разработана модель процесса нагрева потока жидкости, учитывающая взаимное влияние температурных полей стенки и потока. Приведены результаты моделирования, а также сравнительный анализ поведения численно-аналитической и конечно-элементной моделей.
Ключевые слова: структурное моделирование распределенных систем, объект с распределенными параметрами, численно-аналитическая модель, аппроксимация распределенного сигнала, модальное представление
Стр. 48 – 52
Danilushkin I. A., Guseva M. A. Numerical Analytical Modeling of Systems with Distributed Parameters
The paper proposes an approach to modeling of objects and systems with distributed parameters in simulation software for dynamic systems with lumped parameters. The approach is based on a spatial approximation of distributed signals of structural representation of distributed systems. The simulation model of fluid flow heating process is developed with using the proposed approach, taking into account the mutual influence between temperature fields of flow and heater's wall. Simulation results and comparative analysis of the behavior of the numerical-analytical model as well as the finite element model are presented.
Keywords: structural modeling distributed systems, object with distributed parameters, numerical analytical model, spatial approximation of distributed signal, modal presentation
Содержание
|
В. В. Инсаров, д-р техн. наук, зам. начальника отделения, В. Я. Ким, начальник сектора, С. В. Тихонова, ведущий инженер, wiliam@gosniias.ru, ФГУП Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем, г. Москва
Методы оценки качества статических изображений, полученных при дистанционном зондировании сложноструктурированных наземных сцен*
Рассмотрены методы определения абсолютных и сравнительных количественных оценок качества статических изображений многообъектных, сложноструктурированных наземных сцен с применением метрик различного типа. Такие оценки могут быть использованы в автоматических системах обнаружения, распознавания и сопровождения объектов наземных сцен, реализующих технологии машинного зрения.
Ключевые слова: статические изображения, абсолютные и сравнительные оценки качества, метрики, статистические характеристики
Стр. 54 – 60
*Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект № 11-08-00703-а.
Insarov W. V., Kim V. Ya., Tikhonova S. V. Methods of an Estimation of Quality of the Static Images Received at Remote Sounding of Land Scenes of Complex Structure
Methods of definition of absolute and comparative quantitative estimations of quality of static images of multiobjective land scenes with application of metrics of various type are considered. Such estimations can be used in automatic systems of detection, recognition and support of objects of the land scenes realising technologies of machine vision.
Keywords: static images, absolute and comparative estimations of quality, the metrics, statistical characteristics
Содержание
|
А. С. Девятисильный,
д-р техн. наук, гл. науч. сотр., devyatis@iacp.dvo.ru, К. А. Числов, канд. техн. наук, науч. сотр., kirillche@rambler.ru, Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, г. Владивосток
Модель векторной гравиметрии на базе модели интеграции двухкомпонентной инерциальной, спутниковой и астронавигационной систем
Показано, что включение в модель двухкомпонентной инерциальной навигационной системы, корректируемой по астро- и спутниковой информации, дополнительных условий, интерпретирующих общее уравнение динамики в проекции на радиус-вектор местоположения движущегося объекта, позволяет реализовать в интегрированной системе функцию определения напряженности гравитационного поля Земли.
Ключевые слова: инерциальная навигация, астросистема, ньютонометр, гироскоп, обратная задача, навигационная спутниковая система
Стр. 61 – 63
Devyatisil'nyi A. S., Chislov K. A. The Model Vector Gravimetry on the Base of Two-Component Inertial, Satellite and Astronavigation Systems
In the paper is shown, that the including of the additional conditions, which interpretcommon equation of dynamics in projection on radius-vector of the moving object position, allows to realize the function of Earth gravitational field strength determination.
Keywords: inertial navigation, astro-system, gyroscope, newtonometer, inverse problem, navigation satellite system
Содержание
В. Ф. Филаретов, д-р техн. наук, проф., filaret@pma.ru, Д. А. Юхимец, канд. техн. наук, доц., undim@iacp.dvo.ru, Э. Ш. Мурсалимов, аспирант, murs@iacp.dvo.ru, Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН,
Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток
Метод комплексирования данных с навигационных датчиков подводного аппарата с использованием нелинейного фильтра Калмана*
Предлагается метод формирования полного вектора состояния ПА на основе комплексной обработки данных с ограниченного набора его навигационно-пилотажных датчиков с учетом различной частоты обновления сильно зашумленных сигналов, поступающих с этих датчиков. Указанный метод использует сигма-точечный фильтр Калмана, а размерность вектора и функции измерений меняются в зависимости от "актуальности" показаний соответствующих датчиков на текущем шаге дискретизации входного сигнала СУ ПА, что позволяет снизить вычислительную сложность построенного алгоритма. Результаты выполненного моделирования полностью подтвердили работоспособность и высокую эффективность разработанного метода и алгоритма комплексирования данных с навигационно-пилотажных датчиков ПА.
Ключевые слова: подводный аппарат, комплексная обработка данных, навигационно-пилотажные датчики, сигма-точечный фильтр Калмана
Стр. 64 – 70
*Работа проводилась при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (государственный контракт № 07.514.11.4085 от 17.10.2011 г.) и поддержана РФФИ (гранты 10-07-00395, 11-07-98502).
Filaretov V. F., Yukhimets D. A., Mursalimov E. Sh. Method of Data Fusion from Navigation Sensors of Under-water Vehicle with Using Nonlinear Kalman Filter
In this paper the method of full state vector forming of underwater vehicle (UV) is offered. It based on data fusion from limited set of navigation sensors with a glance of them different updating rate and noisiness of these sensors signals. Obtained method uses the unscented Kalman filter and dimensions of measurement vector and function are chosen in depend on actuality of measurements of corresponding sensors on current sample rate of input signal of control system of UV. This approach is allowed to reduce of computational complexity of designed algorithm and to simplify adjustment of using them filter. The results of simulation fully confirmed functionality and high efficiency of developed method and algorithm of data fusion from navigation sensors of UV.
Keywords: underwater vehicle, data fusion, navigation sensor, unscented Kalman filter
Наверх |
|
