Электротехника

В последнее время в деятельности регуляторных органов всех уровней отчетливо прослеживаются намерения реформировать систему регулирования использования и лицензирования радиочастотного спектра (РЧС). Особого внимания заслуживают последние предложения Рабочей группы по формированию в Российской Федерации системы «Открытое правительство», разработанные в мае 2012 г. Наряду с анализом этих предложений, в статье также представлено экспертное мнение по вопросу целесообразности и возможных вариантов практической реализации предложенных механизмов.

Функционирование современных цифровых телекоммуникаций в значительной степени зависит от качественных характеристик синхроинформации, передаваемой по сети. Синхронизация территориально распределенных объектов цифровых телекоммуникаций обеспечивается сетью тактовой синхронизации. Для формирования и распределения тактового синхросигнала по сети используются первичный эталонный генератор и ведомые устройства синхронизации (ВУС). Устройства прецизионного контроля (УПК) выполняют функции мониторинга синхроинформации.

Сервис тестирования представляет собой набор разнотипных приложений, работающих на образовательном ресурсе и реализующих процесс учебного тестирования. При разработке сервиса тестирования необходимо изучать различные параметры проектируемого сервиса. Важной частью анализа параметров является анализ поступающего на сервис потока заявок. Заявками для сервиса служат поступающие за тестовыми заданиями запросы. В данной работе с помощью методов математической статистики исследуется входящий поток заявок на сервис тестирования.

При частотном планировании вещательных систем с большими зонами обслуживания возникают области пространства, в которых возможно повторное использование частот вещательной системы с ограниченным уровнем излучения [1]. В международной практике такие зоны называют белыми пятнами (White Spaces) или сокращенно ТВ БП. Однако возможности по использованию ТВ БП ограничиваются сложностью обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) с вещательной сетью, а также тем, что параметры ТВ БП (свободная полоса частот и размер территории) нестационарны. В связи с этим мощность излучения и рабочая частота для работы сетей подвижной связи в ТВ БП должны определяться динамически. Эффективно использовать ТВ БП позволяют когнитивные системы связи [1], так как они способны автоматически подстраиваться под условия радиоэлектронной обстановки. Когнитивные системы связи, работающие в «белых пятнах» телевизионных диапазонов частот, составляют отдельный класс устройств, называемых WSD-устройствами.

Скважинные электрические центробежные насосы (ЭЦН) по своей конструкции являются многосекционными и многоступенчатыми машинами, что влечет за собой их существенную вибрационную активность. Уровень вибраций насосов представляет собой один из основных факторов, определяющих их надежность и ресурс. Основным видом колебаний в системе являются вынужденные колебания под воздействием сил от неуравновешенности рабочих колес. В данной работе предложена методика снижения уровня вибрации ЭЦН от неуравновешенных вращающихся деталей насоса, базирующаяся на принципе определения последовательности расположения рабочих колес на оси вала, возможно более близкой к оптимальной с точки зрения динамики конструкции.

Рассмотрены способы организации, классификация и технологии создания виртуальной частной сети (VPN). Показано, что современные технологии VPN позволяют организовать наложенные сети с необходимым набором заданных свойств: с независимой системой адресации, с заданной пропускной способностью, надежностью и информационной безопасностью.

Широкое распространение беспроводных сенсорных сетей, сетей автомобильного транспорта, предстоящее внедрение летающих сенсорных сетей превращают территорию зоны обслуживания системы длительной эволюции в гетерогенную. В статье предложен и исследован новый класс задач — использование мобильных узлов иных сетей в качестве временных головных узлов беспроводной сенсорной сети.

Показано, что процессы перехода от аналогового к цифровому наземному телевизионному (ТВ) вещанию и между различными профилями (этапами) цифрового вещания носят многовариантный характер. Представлены наиболее вероятные стратегии переходов на более сложные профили цифрового вещания. Приведен анализ факторов, присущих периоду смешанного аналогового и цифрового вещания. Систематизированы статистические данные по четкости изображения, стандартам сжатия и спектральной эффективности, имеющим место при вещании цифровых мультиплексов ряда европейских стран

Дается математическая формализация задачи синтеза оптимальных канальных прекодеров для цифровых систем связи с посимвольной передачей Найквиста. Получено решение данной задачи методом вариационного исчисления и формулируются условия, при которых это решение приводит к финитным ортогональным сигнальным базисам. Приводятся результаты вычислительного эксперимента, подтверждающие хорошие свойства получаемых базисов

В условиях Крайнего Севера коротковолновая радиосвязь остается одним из наиболее распространенных родов дальней связи. Сегодня среди множества направлений совершенствования систем КВ-радиосвязи наиболее перспективным является использование адаптивных методов, т.е. постоянное слежение за состоянием канала связи и использование в каждый момент времени оптимальной сигнально-кодовой конструкции, частоты, мощности и алгоритма обработки сигнала. «Российский институт мощного радиостроения» (РИМР) на основе современных научных достижений в области радиофизики, радиоэлектроники, компьютерной техники, цифровой обработки сигналов, программирования разрабатывает и производит современные цифровые автоматизированные комплексы и оборудование КВ-радиосвязи

Рассмотрен метод передачи дискретных сообщений по частотно-ограниченному каналу связи на основе модема с многочастотной модуляцией. Разработана структурная схема модема. Для каждого канала модулятора оптимизация модема осуществляется благодаря синтезу двух ортогональных финитных сигналов, не вызывающих межсимвольных искажений и обеспечивающих максимальное отношение сигнал/шум на входах согласованных фильтров демодулятора. Поскольку реальная длительность оптимальных финитных сигналов меньше символьного интервала, реализуется возможность повышения спектральной эффективности модема, дается теоретический анализ его спектрально-энергетической эффективности. Показано, что предложенный модем сравним по эффективности с лучшими стандартными модемами

Рассмотрены организационные и информационно-технологические особенности объекта исследований. Выполнен анализ принципов построения, процесса создания и эволюции топологической схемы сети. Приведена характеристика используемых радиоэлектронных средств. На основе логико-вероятностного подхода разработаны алгоритмы расчета коэффициента готовности сети по отказам (сбоям). Выполнена расчетная оценка Южной, Северной и Западной магистралей сети при различных вариантах оборудования и топологических схем.

Рассмотрены варианты эффективного применения электромагнитного тормоза для обеспечения условий динамической устойчивости электроэнергетической системы. На основе максимума Понтрягина сформулированы критерии оптимальности для простейшей энергосистемы с электромагнитным тормозом. Построен алгоритм решения двухточечной краевой задачи с применением метода стрельбы. Сформулированы задачи, необходимые для реализации оптимального управления электромагнитным тормозом в сложной энергосистеме в «темпе процесса».

Синтезирован квазиоптимальный алгоритм фильтрации фазы пилотной компоненты сигнала L1OC с обработкой на поднесущих частотах. Рассчитаны дискриминационные и флуктуационные характеристики синтезированного фазового дискриминатора. Приведены результаты имитационного моделирования синтезированной следящей системы, подтверждающие ее эффективность.

Рассматривается генезис конструктивных модификаций и областей применения бесконтактных двигателей с возбуждением от постоянных магнитов. Показаны направления совершенствования бесконтактных двигателей.

С использованием логарифма отношения функционалов правдоподобия решена задача статистического синтеза алгоритма обнаружения пространственных объектов аппаратурой, реализующей гиперспектральный режим наблюдения. Получены характеристики обнаружения объектов с полностью известными параметрами, а также с неизвестной амплитудой.

В монографии дано новое решение актуальной задачи - совершенствование деятельности по энергосбережению и по осуществлению технологических присоединений филиала ОАО «МРСК Центра» - «Орёлэнерго». Проведенные исследования позволили обосновать необходимость учета динамики технологических присоединений. В монографии разработана методика учета динамики технологических присоединений, которая позволит своевременно планировать затраты на реконструкцию энергообъектов при составлении инвестиционных программ компании, во избежание ущерба от недоотпуска электроэнергии потребителям, которые энергокомпания терпит от наличия дефицита мощностей. Другим вопросом, рассмотренным в монографии, является анализ фактических, технологических и коммерческих потерь электроэнергии в филиале ОАО «МРСК Центра» - «Орёлэнерго». На основании проведенного анализа разработана программа мероприятий по снижению потерь в филиале ОАО «МРСК Центра» - «Орёлэнерго» на 2014-2019 г.

Цель: разработка высокоточных алгоритмов вычисления производной сигнала для уменьшения ошибок дифферен- цирования пространственного положения объекта. Методы: использование обратного преобразования Фурье приме- нительно к линейной частотной характеристике дифференцирующего фильтра в заданном диапазоне частот. Результаты: показано, что известные дифференцирующие устройства, выполненные на базе операционного усилителя с использо- ванием «C-R»-цепи, а также дискретные алгоритмы дифференцирования, основанные на разложении в степенной ряд частотной передаточной функции идеального дифференциатора, при ограниченном числе членов ряда не обеспечивают линейной частотной характеристики в широком диапазоне частот. Разработан дифференцирующий фильтр для высоко- точного вычисления производной сигнала в широком диапазоне частот от нуля до частоты Найквиста. Получена его им- пульсная характеристика, позволяющая с использованием интеграла Дюамеля сравнительно легко вычислить выходной сигнал дифференцирующего фильтра при заданном входном воздействии.

Постановка проблемы: в системах радионавигации и радиосвязи широкое распространение получают сигналы на основе псевдослучайных последовательностей большой длины. При вхождении в связь приемное устройство рабо- тает как последовательный обнаружитель и осуществляет поиск и обнаружение псевдослучайных последовательностей по задержке. При наличии ограничений на время вхождения в связь для реализации ускоренного поиска могут быть использованы модулирующие псевдослучайные последовательности с трехуровневой периодической автокорреляци- онной функцией, к числу которых относятся нелинейные последовательности с локально оптимальными корреляцион- ными свойствами. Цель работы — исследование статистических вероятностно-временных характеристик ускоренно- го двухэтапного поиска по задержке последовательностей с локально оптимальными корреляционными свойствами. Результаты: обоснован принцип ускоренного поиска сигналов по задержке с использованием псевдослучайных после- довательностей, обладающих трехуровневой периодической автокорреляционной функцией, и построен направленный граф, описывающий процесс двухэтапного поиска таких последовательностей по задержке в пространстве состояний с верхним и нижним порогами обнаружения. Исследование вероятностно-временных характеристик процесса поис- ка — вероятности правильного обнаружения псевдослучайной последовательности по задержке и среднего времени поиска — показало, что при надежном обнаружении сигнала на нижнем пороге выигрыш в среднем времени поиска по сравнению с обычным последовательным поиском имеет порядок половины корня квадратного от числа символов в периоде псевдослучайной последовательности. Практическая значимость: показаны возможности существенного уменьшения среднего времени поиска псевдослучайных последовательностей по задержке по сравнению с обычным последовательным поиском и «компенсации» увеличения вероятностей ложного обнаруж

Сборник содержит методические разработки к 5 лабораторным работам.

Лабораторный практикум рассчитан на выполнение четырех работ. В первых двух лабораторных работах основное внимание уделено методике измерений, в двух последующих - экспериментальному подтверждению основных положений теории линейных дискретных решеток и теории излучающих поверхностей.

В учебном пособии представлен состав и назначение отдельных узлов и функциональных объединений системы передачи дискретных сообщений. Рассмотрены математические модели и информационные характеристики источников дискретных сообщений. Освещены вопросы эффективного кодирования. Рассмотрены принципы и проблемы построения первичных кодов. Представлены кодовые таблицы ряда первичных кодов. Представлен сравнительный анализ методов регистрации при различных видах искажений единичных элементов. Рассмотрены математические модели потоков ошибок в дискретных каналах. Рассмотрены методы повышения верности передачи дискретных сообщений, как с использованием корректирующих кодов, так и на основе различного рода систем с обратной связью. В учебном пособии рассмотрены также особенности ряда сетевых технологий, таких как Х.25, Frame Relay, ATM, а также технологии абонентского доступа. В соответствии с программой курса в учебное пособие включен материал по телематическим службам.

В сборнике методических разработок к лабораторным работам приведены методические материалы по выполнению лабораторных работ.

В сборнике методических разработок к лабораторным работам приведены методические материалы по выполнению лабораторных работ.

В сборнике приведены методические разработки к лабораторным работам по дисциплине «Современные транспортные технологии».

Рассматриваются основные принципы построения волоконно-оптических систем передачи со спектральным уплотнением (WDM). Технологии DWDM, CWDM. Схемы построения. Оборудование DWDM, CWDM. Особенности проектирования систем передачи с использованием технологий WDM.

Об организации спутникового канала связи для корпоративного использования в работе банков.

В монографии содержатся методы теории и алгоритмы систем автоматического управления (САУ) сложными биотехнологическими объектами, которые позволяют найти подходящее управление в условиях неполного, нечеткого и неточного знания состояния объекта управления и характеристик внешних и внутренних воздействий, при которых функционирует этот объект. Приведены примеры синтеза САУ промышленным биотехнологическим процессом для различных режимов функционирования. Адресована научным работникам и инженерам, разрабатывающим современные системы управления биотехнологическими процессами, может оказаться полезной для студентов и аспирантов вузов.

В книге рассмотрены вопросы структурно-параметрического синтеза систем автоматического управления (САУ) интервальными объектами, математическую основу которых составляет метод гарантирующего управления и максимальная степень устойчивости, а также алгоритмы аппроксимирующего управления для широкого спектра нелинейных характеристик и алгоритмы, полученные на базе нечеткой логики и нейронных сетей. Адресована научным работникам и инженерам при проектировании САУ сложными динамическими объектами и технологическими процессами, а также аспирантам специальностей 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами и 05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации.

В учебном пособии рассматриваются существующие типы синхронных электрических машин, способы их управления, математическое описание синхронных двигателей в динамических режимах. Основное внимание уделено синхронным электрическим машинам общепромышленного назначения.

Кратко изложены основы сертификации, в том числе и лиотропной нанопродукции, а также современные методы исследования, в частности, метод малоуглового нейтронного рассеивания в сочетании с компьютерным моделированием.

Методические указания предназначены для студентов направлений «Электроэнергетика и электротехника» (профиль «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов») и «Мехатроника и робототехника», а также для студентов смежных специальностей. Содержат описание выполнения лабораторных работ по дисциплине «Схемотехника дискретных устройств» на стенде НТЦ-02.05.1. Методические указания составлены с использованием материалов, предоставленных заводом-изготовителем стенда НТЦ-02.05.1 «Электроника».

Монография посвящена теории флюктуационных процессов в динамических системах. В начале излагается необходимый математический аппарат. Применительно к динамическим системам используется специально разработанный автором аппарат процессов Маркова. Обсуждается условие его применимости и эффективности. В книге рассмотрена теория нелинейных преобразований флюктуационных и регулярных сигналов, воздействие шума на электронные реле и теория работы автоколебательных систем при наличии случайных воздействий.

«Силовая электроника» информирует читателей о последних исследованиях и разработках в области электроники, об основных направлениях и перспективах развития отечественного и мирового рынка силовой электроники. Тематически журнал охватывает все разделы силовой электроники, затрагивая не только традиционные темы, такие как компоненты силовой электроники, источники питания, электроприводы, схемотехническое моделирование, но и сферы применения элементной базы силовой электроники в системах индукционного нагрева, испытательном оборудовании, автомобильной электронике. Журнал освещает и такие пограничные сферы, как качество электроэнергии.

Рассмотрены теоретические и практические аспекты разработки и проектирования современных усилительных устройств. Приведены способы математического описания их работы, а также основы анализа и синтеза устройств с заданными техническими характеристиками и параметрами.

Рассмотрены вопросы синтеза цифровых устройств циклического действия, являющихся одними из самых распространенных функциональных узлов цифровой техники, к которым относятся счетчики, распределители импульсов, кодирующие устройства, устройства управления процессоров и др., на основе широко известного инженерного метода, использующего процедуры канонического синтеза и таблицы переходов Хаффмена, базой которых является теория конечных автоматов. Предложена для использования специалистами в инженерной практике оригинальная методика синтеза этого частного класса устройств, позволяющая значительно улучшить их характеристики в части повышения быстродействия, экономии количества оборудования, обеспечения регулярности структуры, основанная на моделях этих устройств, разработанных автором. Краткое описание указанных классических методик с инженерным уклоном, предваряющее описание оригинального материала с целью сокращения затрат времени на ознакомление с ним, может быть использовано для первоначального знакомства с формализованными методами разработки функциональных устройств цифровой техники. Все рассмотренные схемы проверены путем моделирования на ПЭВМ с использованием программ Multisim 6.0 и Multisim 12.0.

Введение: увеличение эффективности современных систем невозможно без совершенствования бинарных кодов и сигналов на их основе. Часто применяемые N-элементные бинарные коды не позволяют достигать желаемого низкого уровня боковых пиков автокорреляционной функции при вариации N в достаточно широком диапазоне. К бинарным кодам для разнообразных систем могут предъявляться дополнительные требования по чередованию знаков коэффи- циентов и наличию аналитической системы нумерации. Это важно при построении и генерации множества кодов объ- емных ансамблей, когда хранятся не коэффициенты кодов, а их номера в определенной системе исчисления. Целью работы является аналитический синтез N-элементных бинарных кодов с заданным уровнем R боковых пиков автокор- реляционной функции (R-кодов) при наличии определенных требований к чередованию коэффициентов кодов, а также разработка системы их учета. Результаты: изложена в общем виде методика решения задачи синтеза с ограничения- ми, указаны ее особенности (например, возможность преобразования совокупности неравенств в систему уравнений, причем ее первая половина используется для нахождения кодов-кандидатов на решение, а вторая — для выявления искомых решений). Даны соотношения, позволяющие найти значения кодовых последовательностей. Предложен спо- соб нумерации синтезированных кодов, базирующийся на системе полных кодов. Введено понятие авторского кода, определяющего правило чередования знаков некоторых коэффициентов R-кодов. Дана методика нахождения списков кодов с такими свойствами в предложенной системе нумерации. Представлены примеры синтеза авторских кодов с R = 3, N = 32, 33. Практическая значимость: предложенная методика и результаты синтеза могут найти приложение при построении бинарных кодов и сигналов на их основе для систем управления, связи, радиолокации, вычислительных систем и сетей. doi:10.15217/issn1684-8853.2015.1.59

Рассмотрены основы теории и расчета совмещенных бесщеточных возбудительных устройств нового поколения, в которых использовано нетрадиционное конструктивное, магнитное и электрическое совмещение в одной машине нескольких электромеханических преобразователей. Впервые даются основы проектирования таких возбудительных устройств, доведенных до сравнительно простых алгоритмов и методов расчета характеристик.

Учебное пособие содержит примеры и задачи по основным разделам курса «Статистическая радиотехника». В каждом разделе пособия приведены справочные теоретические сведения, подробно рассмотрены типовые примеры, даны задачи для самостоятельного решения.

Рассмотрены внутренняя структура семейств микросхем стандартной логики, их электрические характеристики, а также особенности применения стандартных логических микросхем различных семейств и совместного использования при разработке электронных устройств.

Включены олимпиадные задачи по электрическим цепям постоянного тока, электрическим цепям синусоидального и несинусоидального тока и по переходным процессам в цепях с сосредоточенными параметрами.

Приведены современные требования к геометрической точности изготовления пластин-подложек интегральных микросхем. Рассмотрены кремниевые подложки диаметром 150 и 200 мм, а также сапфировые подложки диаметром 100 мм. Описаны новые технологические операции, применяемые при производстве полупроводниковых пластин.

Проанализирован ряд практических и теоретических проблем, возникающих при использовании стеганографии в кодах, исправляющих ошибки (Error Correction Code, ECC). Дан краткий анализ хорошо известных стеганографических приемов и методов. Изложены новые идеи применения стеганографических методов в кодах, исправляющих ошибки. Обоснована возможность и перспективность реализации стеганографических алгоритмов в кодах, исправляющих ошибки в цифровых многоцелевых дисках (Digital Versatile Disc, DVD), дисках Blu-Ray (BD) и голографических многоцелевых дисках (Holographic Versatile Disc, HVD).

Синтезированы математические модели нелинейных элементов преобразователей "угол-параметр-код" с учетом параметров, влияющих на точность. Показана взаимосвязь моделей и установлены аналитические зависимости между точностными характеристиками для удобства их анализа и учета. Обоснована целесообразность использования имитаторов сигналов синусно-косинусного вращающегося трансформатора при анализе данных о точностных и функциональных возможностях аналого-цифровых преобразователей сигналов вращающегося трансформатора. Синтезированы алгоритмы анализа данных о точностных характеристиках аналого-цифровых преобразователей сигналов вращающегося трансформатора.

Проектирование преобразовательных устройств (в частности, сварочных инверторов) связано с необходимостью выполнения требований по их электромагнитной совмести. Для решения этой задачи необходимо оценить спектральный состав фидерных токов преобразователя. На примере сварочного инвертора переменного тока частоты 30 кГц показан способ осуществления такой оценки путем компьютерного моделирования процессов в схеме. Достоверность полученной картины спектра выходного тока инвертора подтверждена результатами испытаний физического образца. Приведены зависимости, отражающие связь спектральной мощности и ширины спектра со скважностью импульсов тока. Показано, что в момент обрыва электрической дуги в спектре на частоте около 5 МГц появляются новые составляющие значительной амплитуды.

На основе теории непрерывно-дискретных систем предложена методика синтеза [сигма][дельта]-АЦП с многоуровневым ЦАП на основе широтно-импульсного модулятора, отличающихся высокой линейностью преобразования. Приведены результаты имитационного моделирования.

На основе теории непрерывно-дискретных систем предложена методика синтеза [сигма][дельта]-модулятора с многоуровневым ЦАП на основе широтно-импульсного модулятора, отличающегося высокой линейностью преобразования и низким уровнем флуктуационного шума. Приведены результаты имитационного моделирования.

На основе анализа механизма возникновения погрешности от краевых эффектов в интегрирующих АЦП проведена систематизация структурно-алгоритмических методов ее снижения. Предложены методы ее полной компенсации путем введения поправок в цифровом, аналоговом и аналого-цифровом виде. Рассмотрены варианты схемной реализации интегрирующих АЦП, свободных от погрешности от краевых эффектов.

На основе теории непрерывно-дискретных систем предложен метод синтеза цифровых акселерометров с неоднородной природой физических величин. Проводится моделирование и исследование синтезированных структур с использованием системы Matlab.

Проанализированы перспективы развития интегрирующих аналого-цифровых преобразователей, реализующих единичные и ступенчатые весовые функции.