Электротехника

Рассмотрены существующие математические модели информационных потоков в интернет-каналах, в том числе: способы описания интернет-трафика в рамках OSI-модели; классические модели интернет-трафика (пуассоновская модель сетевого трафика, on-off источники, abt-модель, cамоподобные модели трафика); модели процесса передачи данных по компьютерным сетям (модель М/М/1, жидкостная модель интернет-трафика); программные средства модели- рования трафика, в том числе, сетевой симулятор NS-2. Особое внимание уделено жидкостной модели интернет-трафика, а также ее дальнейшей модификации – гибридной жидкостной модели, позволяющей учесть, с одной стороны, статистические свойства источников трафика, с другой, современные механизмы, обеспечивающие заявленное провайдером гарантированное качество обслуживания пользователей сети Интернет. Представлены результаты анализа статистических свойств реального трафика, передаваемого в современных высокоскоростных интернет-каналах, а также примеры использования гибридной жидкостной модели информационных потоков для исследования особенностей функционирования сетевого оборудования магистральных интернет-каналов.

Учебное пособие содержит материал по дисциплине «Методы моделирования и оптимизации», читаемой для студентов очной полной формы обучения по направлению подготовки магистра 11.04.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», в котором рассматриваются целый ряд технологий построения мультисервисных телекоммуникацинных сетей, приводятся основные понятия и определения теории моделирования. Содержание курса обеспечивает слушателей необходимым объемом знаний для освоения основ построения и анализа современных мультисервисных телекоммуникационных сетей.

В учебном пособии кратко излагаются основы метрологии, элементы теории погрешностей, обработки результатов измерений, измеренных аналоговыми и цифровыми средствами измерений. Приводятся вопросы и варианты ответов по рассматриваемым разделам. 

Рассмотрены вопросы техники безопасности и особенности выполнения лабораторных работ «Исследование схем включения вторичных обмоток трансформаторов тока», «Исследование режимов работы линии электропередачи переменного тока при регулировании мощности батарей статических конденсаторов», «Исследование релейной защиты силового трансформатора».

Приведены основы моделирования электрических машин (трансформаторы, асинхронные и синхронные машины и машины постоянного тока) в среде MATLAB 7.x с помощью приложения Simulink

Методические указания содержат календарный план и порядок выполнения магистерской диссертации, рекомендации по выбору темы, объему и структуре выпускной квалификационной работы и предназначены для студентов направления подготовки 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника» профиля «Электропривод и автоматика».

Приведены основы моделирования электрических машин (трансформаторы, асинхронные и синхронные машины и машины постоянного тока) в среде MATLAB 7.x с помощью приложения Simulink

На основе обобщения корпускулярной и волновой теорий предложено авторское понимание природы электромагнитного излучения на базе введения новых характеристик фотонов как элементов, которые своим присутствием формируют электромагнитное поле. Использование микроструктуры поля позволило построить совмещённые с системой СИ обобщающие матричные формы квантитативных характеристик простых элементов электромагнитного поля (фотонов); ввести траекторию и луч как элементы микроструктуры поля, представленные дуальными числами; сформировать понятие «геометрический каркас электромагнитного поля»; выполнить расчёт физических характеристик микроструктуры поля в едином пространстве-времени распространяющегося электро-магнитного излучения; представить микроструктуру электромагнитного поля в пирамидальной рупорной антенне. Основное назначение приведённой теории - выполнить единое математическое представление взаимодействия между фотоном внешнего электромагнитного поля и орбитальным электроном материала, способного поглощать внешнее электромагнитное излучение.

Пособие подготовлено в соответствии с ФГОС ВО, состоит из теоретического блока, содержащего основы языка VHDL и описание среды проектирования цифровых устройств ISE, лабораторных работ, связанных с разработкой цифровых устройств и их тестированием, и итогового задания, посвященного проектированию вычислительного устройства в системе остаточных классов

Внедрение в подвижную связь технологий многоантенных систем типа MIMO открывает широкие возможности для исследования различных вариантов создания квазиоптимальных матриц пространственно-временного кодирования. Увеличение количества антенн на передающей и приемной сторонах требует увеличения размерности кода при сохранении его характеристик. Обобщены известные методы увеличения размерности и получения пространственно-временных кодов. В качестве одного из методов предложен способ увеличения размерности пространственно-временной матрицы типа Голден. Проведено статистическое моделирование системы с предложенным кодом в сравнении с кодом типа BLAST. Результаты моделирования, представленные в виде графиков, демонстрируют значительный энергетический выигрыш

Наличие метеообразований на пути распространения отраженного радиосигнала от цели до приемной антенны носителя приводит к ухудшению качества радиолокационного изображения на борту летательного аппарата. Рассмотрено влияние атмосферных нестабильностей на характеристики сигнала, отраженного от земной поверхности. Предложен математический аппарат, который сочетает в себе методы геометрической оптики и статистической радиофизики и позволяет численно оценить ошибки, вносимые атмосферой и метеообразованиями в параметры сигнала, принимаемого аппаратурой РЛС. Предлагаются перспективные способы повышения быстродействия имитационной аппаратуры на основе процессорных SIMD-архитектур и методов параллельной обработки сигналов на графических процессорах универсальных вычислений (CUDA и OpenCL).

Пособие составлено в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования, учебным планом и программой дисциплины. Пособие является продолжением курса лекций по дисциплине и содержит главы, посвященные лучевой диагностике, ультразвуковым и рентгеновским методам исследования, методам исследования центральной нервной системы, изучению некоторых параметров дыхательной системы, вопросы для самопроверки, литературу

Описан модернизированный входной блок микроволнового радиотермометра, предназначенного для исследования биологических сред. В данном блоке применён ответвитель на связанных линиях передачи. Часть высокочастотного сигнала генератора шума ответвляется из основного канала в рабочие плечи вторичного канала с различными коэффициентами переходного ослабления, разность которых определяет диапазон измерений. Это позволяет на стадии моделирования параметров ответвителя создавать радиотермометры с заданными диапазонами измерений

Рассмотрен преобразователь параметров двух сенсоров в частотный сигнал, пропорциональный параметрам сенсоров и (или) их функциональным соотношениям. Представлен способ оценки и сравнения свойств преобразователей по функциям чувствительности при известных исходных значениях параметров используемых сенсоров

Изложен метод определения погрешностей виртуального прибора при измерении температуры обмоток электродвигателей, учитывающий условия его применения

Описан метод определения нелинейных искажений сигналов, имеющих произвольный спектр, с применением в качестве критерия вероятностного показателя разброса мгновенных значений дифференциального коэффициента усиления. Рассмотрены особенности реализации метода

Рассмотрены вопросы построения вихретоковых датчиков с микропроцессорной системой коррекции температурных погрешностей по результатам измерения информативных параметров эквивалентной схемы замещения

Приведены физическая и математическая модели акустооптического пирометра для измерения высоких температур в промышленности, сочетающего в себе функции измерения как яркостной температуры, так и температуры спектрального отношения. Предложено считать математической моделью пирометра аналитическую зависимость мощности оптического излучения на выходе световода от температуры объекта измерения, ослабляющих свойств атмосферы, материала и типа световода, параметров приемной оптической системы пирометра

Рассмотрены вопросы моделирования и синтеза цифрового рекурсивного фильтра, предназначенного для селекции сигналов в гидроакустическом датчике, с учетом возможностей реализации фильтра на микропроцессорном контроллере с низким энергопотреблением. Приведена постановка задачи синтеза селективного фильтра методами целочисленного нелинейного математического программирования. Дан пример решения задачи многофункционального синтеза рекурсивного фильтра селективной системы гидроакустического датчика

На основе положений теории радиотехники и теории вероятностей разработана методика определения точности радиоэлектронной разведки параметров радиоэлектронных средств противника, позволяющая оценить предельные значения ошибок определения несущей частоты, при которых возможна их компенсация за счет расширения спектра помехи для поддержания требуемой эффективности радиоэлектронного подавления при одновременном обеспечении требований радиоэлектронной защиты своих радиоэлектронных средств в условиях минимального частотного разноса

Предлагается распределенный подход к организации вычислительных мощностей сети, позволяющий за счет внедрения нескольких уровней облачных вычислительных центров разной мощности добиться сокращения времени передачи данных по сети для большого количества соединений

Представлен обзор методик моделирования термоэлектрических генераторов с использованием метода конечных элементов на основе программной платформы ANSYS Workbench. Приведен сравнительный анализ применений различных моделей и сопоставление с экспериментом. Рассмотрены направления развития методик для исследования свойств перспективных типов термоэлектрических генераторов, в том числе генераторов на основе технологии МЭМС, а также сегментированного и коаксиального типов. Показано, что важным этапом проектирования является расчет геометрических параметров термоэлементов, осуществляемый с помощью численных методов решения оптимизационной задачи по критерию максимизации выходной мощности. Применение методик моделирования позволяет определить режимы включения термоэлектрических генераторов, рабочий диапазон температур, сопротивления нагрузок, выходную мощность

Предложен эффективный алгоритм определения взаимной временной задержки распространения сигналов в спутниковых сверхширокополосных системах связи с ортогональным частотным мультиплексированием (OFDM). Алгоритм основан на модификации расчета взаимной функции неопределенности сигналов для компенсации эффекта Доплера. Прямое вычисление взаимной функции неопределенности сверхширокополосных сигналов не позволяет дать состоятельную оценку взаимной временной задержке вследствие влияния эффекта доплеровского расширения спектральной полосы. Представленный в работе алгоритм основан на разбиении принимаемых сигналов на отдельные узкополосные каналы и последующем вычислении взаимных функций неопределенности в этих каналах. Проведено сравнение работы алгоритма на OFDM-сигналах и сигналах с псевдослучайной скачкообразной перестройкой рабочей частоты

В пособии собраны теоретические сведения и методические указания, необходимые для выполнения цикла лабораторных работ магистрантам направления 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника». Пособие может также использоваться при обучении моделированию различных физических систем в среде Simulink.

Рассматриваются теоретические и практические аспекты самоподобных, фрактальных и мультифрактальных случайных процессов и разработанные на их основе мультифрактальные модели телекоммуникационного трафика. Приводится всесторонний анализ эффективности функционирования телекоммуникационных сетей в условиях мультифрактального характера трафика. Анализируются теоретические и практические аспекты мультифрактального анализа производительности глобальных и локальных сетей, спутниковых систем связи, систем подвижной связи, для различных инфокоммуникационных приложений: звуковых и видео сигналов, интернет-приложений и других информационных процессов. Все модели, задачи и решения показаны на множестве реальных примеров.

Рассматриваются возможности известных способов измерения характеристик больших наземных антенн в СВЧ-диапазоне. В дополнение к хорошо известному радиоастрономическому методу, обеспечивающему возможность измерения диаграммы направленности по мощности и коэффициенту усиления, рассматривается радиоголографический способ антенных измерений. Существенным преимуществом последнего является возможность восстановления распределения амплитуды и фазы поля в апертуре, позволяющая проводить целенаправленную дополнительную юстировку зеркальной системы антенны с целью повышения ее усиления. Подобная юстировка особенно актуальна для проводимых в настоящее время работ по модернизации крупных зеркальных антенн наземных комплексов управления и освоению на них более высоких частотных диапазонов. Обсуждаются разработанные для полноповоротных зеркальных антенн методики измерений по сигналам естественных внеземных радиоисточников, а также геостационарных ИСЗ. Приводятся экспериментальные результаты исследования диаграмм направленности и распределений поля в апертуре, полученные радиоастрономическим и радиоголографическим способами на крупнейших отечественных наземных полноповоротных антеннах с зеркалами от 25 до 70 м

Целью учебного пособия является обучение читателя основам метрологии, методам и средствам радиоизмерений применительно к задачам разработки, производства и эксплуатации радиоаппаратуры. Рассмотрены общие принципы измерений, причины возникновения погрешностей и методы обработки результатов измерений. Описаны методы и устройства формирования измерительных сигналов, особенности исследований во временной и частотной областях, измерений характеристик случайных сигналов. Рассмотрены методы и средства измерений технических характеристик СВЧ-трактов, четырехполюсников, резонаторов, антенн, параметров диэлектриков на СВЧ. Учебное пособие отвечает требованиям образовательного стандарта по направлению подготовки "Радиотехника"

В книге обсуждаются вопросы, связанные с разработкой и применением уникальных устройств - взрывных магнитокумулятивных генераторов сверхсильных магнитных полей. Описываются содержание и результаты многолетней работы в РФЯЦ-ВНИИЭФ по развитию предложенной А.Д. Сахаровым идеи магнитной кумуляции энергии взрывчатых веществ до уровня физического метода получения магнитных полей многомегагауссного диапазона. Приведены описания и параметры физических приборов - каскадных генераторов МК-1 10- и 20-мегагауссного диапазонов. Рассмотрены способы применения созданных приборов в систематических исследованиях в различных областях физики экстремального состояния вещества.

Рассматриваются положения методики исследования микроТЭС на базе двигателей внутреннего сгорания с воздушным охлаждением и когенерацией, в основе которых лежат уравнения энергобалансов и законы теплообмена. Для такой установки на базе двигателей Hitachi мощностью 2,4 кВт проведено исследование, где показана эффективность применения когенерации в виде полезного использования теплового потока от охлаждающего головку цилиндра воздуха с последующим нагревом его за счет утилизации теплоты дымовых газов в дополнительном пластинчатом теплообменнике. Показано, что когенерация способна в 3−10 раз экономить затраты на топливо в сравнении с применением тепловых пушек в зависимости от длительности использования установок

Рассматривается задача определения вероятностно-временных характеристик алгоритмов широковещательной рассылки маршрутной информации в адаптивных сетях. Сформулированы требования к служебному каналу передачи этой информации. Проведен сравнительный анализ протоколов многостанционного доступа и выявлены области их наиболее эффективного использования

Рассмотрена оценка параметров вращений изображений пространственных групповых точечных объектов при неизвестной нумерации точечных отметок в объекте методом главных компонент. Приведено решение проблемы неоднозначности оценки параметров вращений, возникающей при применении указанного метода

Предлагаются методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «Сети связи и системы коммутации», часть 2 для студентов заочного отделения и дистанционной формы обучения по направлению подготовки 11.03.02 - Инфокоммуникационные технологии и системы связи. Профиль подготовки - Оптические и проводные сети и системы связи Пособие содержит задание на курсовое проектирование и методические указания по его выполнению.

Методические указания содержат задание и порядок выполнения курсовых работ, разработаны в соответствии с ФГОС ВО по направлению подготовки 11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи, 12.03.03 Фотоника и оптоинформатика, и предназначены для студентов 4 курса для проведения практических занятий.

Изучение дисциплины ОПИКС и С базируется на обеспечивающих курсах: теория электрической связи (ТЭС), теория электрических цепей (ТЭЦ) и цикла технических дисциплин, которые изучались студентами ранее. В итоге изучения дисциплины студенты должны знать основные закономерности передачи информации в системах связи, основные виды сигналов, используемых в телекоммуникационных системах, особенности передачи различных сигналов по каналам и трактам телекоммуникационных систем, принципы, основные алгоритмы и устройства цифровой обработки сигналов, принципы построения телекоммуникационных систем различных типов и способы распределения информации в сетях связи, современные и перспективные направления развития телекоммуникационных сетей и систем. Курсовая работа по дисциплине ОПИКС и С должна привить студентам навыки расчетов параметров и характеристик сигналов, каналов и трактов инфокоммуникационных систем и сетей. Курсовая работа по дисциплине ОПИКС и С содержит задания, соответствующие разделам изучаемой дисциплины и выполняется студентами по индивидуальным вариантам. Номер варианта курсовой работы определяется студентом по номеру студенческого билета. Решения задач обязательно сопровождаются пояснениями и ссылками на литературу. Список литературы, использованной при выполнении контрольных заданий, приводят в конце курсовой работы.

Изучение принципов построения и функционирования интеллектуальной сети и получение практических навыков по расчету ее характеристик.

Изучение алгоритмов функционирования цифрового формирователя и цифрового демодулятора сигнала бинарной фазоразностной манипуляции. Овладение методикой моделирования цифровых узлов обработки сигналов на ЭВМ.

Предложен способ расчета комплексного цифрового полосового фильтра с параллельной структурой по значениям нулей и полюсов нормированного НЧ-прототипа. Параллельная структурная схема удобна при реализации комплексных цифровых полосовых фильтров на базе программируемых логических интегральных схем. Передаточная функция НЧ-прототипа может быть представлена в виде суммы дробно-рациональных функций первого порядка с комплексными коэффициентами, тогда, используя метод обобщенного билинейного преобразования, можно вычислить передаточную функцию ФНЧ в виде суммы передаточных функций цифровых звеньев первого порядка с комплексными коэффициентами. Каждое слагаемое реализовано в виде предлагаемой обобщенной канонической структурной схемы, которые затем соединяются параллельно с помощью сумматора. При преобразовании структурной схемы ФНЧ в структурную схему полосового фильтра блоки задержек в цифровых звеньях следует заменить на комплексные задержки, сохранив структурную схему цифрового звена. Приведен пример расчета комплексного цифрового фильтра с параллельной структурной схемой с использованием нормированного НЧ-прототипа Чебышева второго рода (инверсный). Полученные структурные схемы фильтра нижних частот и полосового комплексного фильтра промоделированы в среде схемотехнического моделирования Micro-Cap. Результаты моделирования подтвердили работоспособность предлагаемого способа расчета комплексного цифрового полосового фильтра. Использование комплексных задержек позволяет осуществлять перестройку центральной частоты комплексного полосового фильтра высокого порядка путем синхронного изменения двух совпадающих коэффициентов во всех комплексных задержках. Такая возможность подтверждена соответствующими результатами схемотехнического моделирования. Предложенный способ расчета позволяет использовать НЧ-прототипы различного порядка и вида, в том числе и содержащие нули

Приведены результаты исследований модели интеллектуального датчика, использующего новый метод самодиагностики. Метод базируется на использовании нелинейных свойств функции преобразования контролируемого устройства, реализуется путем анализа дисперсии шумовой компоненты выходного сигнала

Актуальность и цели. Спиральные супракристаллические нанотрубки рассматриваются как перспективные наноматериалы для использования в механических наноустройствах в качестве нанопружин и в наноэлектронике в качестве наносоленоидов. Целью данной работы является их математическое моделирование и демонстрация возможности широкой вариативности геометрических и физических параметров Материалы и методы. Объектами исследования являлись супракристаллические нанотрубки произвольного химического состава с sp2- и sp3-гибридизацией атомных орбиталей. Математическое моделирование их спирализации осуществлялось в программном пакете Accelrys Materials Studio. Для быстрой оптимизации геометрических параметров спиральных супракристаллических нанотрубок использовался метод Forcite молекулярной динамики. Дальнейшая оптимизация выполнялась на основе метода теории функционала плотности (DFT). Результаты. Построены математические модели пяти типов спиральных супракристаллических нанотрубок, среди которых имеются как электропроводящие, так и диэлектрические. Выводы. Спиральные супракристаллические нанотрубки могут быть использованы в качестве нанопружин и наносоленоидов.

Актуальность и цели. Повышение точности распознавания речи в условиях наличия шумовых помех представляет собой важную задачу, поскольку существуют области применения систем распознавания речи, где, несмотря на растущую актуальность, существует проблема достижения высокой точности распознавания при наличии различных шумовых воздействий. Объектом исследования являются бортовые системы автоматического распознавания речи. Предметом исследования являются повышение вероятности распознавания речи в условиях шумовых помех. Цель исследования – разработка методов и алгоритмов повышения точности распознавания в условиях наличия шумовых помех Материалы и методы. Исследование методов распознавания речи в условиях шумовых помех выполнено с использованием нейронных сетей и скрытых марковских моделей. Результаты. Разработан метод получения вектора акустических признаков на основе применения мел-частотных кепстральных коэффициентов. Основу разработанного метода составила новая формула обучения линейных однослойных нейронных сетей (ЛОНС), полученная с помощью применения двух целевых функций. Первая целевая функция – это вероятностная функция нормального гауссовского многомерного распределения, вторая целевая функция – это функция вычисления кепстральных коэффициентов на основе применения линейных однослойных нейронных сетей для вычисления средней спектральной мощности. Выводы. Предложен метод получения вектора акустических признаков на основе применения мел-частотных кепстральных коэффициентов. Алгоритм обучения ЛОНС, основу которого составляет формула обучения, полученная на основе применения двух целевых функций, позволил повысить вероятность распознавания речи в условиях шумовых помех.

Предлагаются методы восстановления изображений объектов и оценивания аппаратной функции в радиометрической системе миллиметрового диапазона, работающей с большим шагом сканирования по углу места. Эти методы обобщают известные подходы к восстановлению изображений в пространственной и частотной областях в условиях прореженной матрицы наблюдений, а также содержат новые способы оценивания аппаратной функции Приводятся результаты экспериментальных исследований.

Предлагается метод синтеза оптимальной динамической организационной структуры функциональной организационно-технической системы на основе решения целочисленной задачи дискретной оптимизации ограниченного ресурса интеграционных связей различных органов управления взаимодействующих организационно-технических систем в процессе выполнения ею поставленных задач в конфликте с одной или несколькими конкурирующими системами. Метод базируется на теории исследования операций, методе построения последовательности решений и приближенном методе последовательного назначения единиц ресурса

Приведены структурные схемы разработанных алгоритмов приема ФМШПС в информационном канале СРС применительно к наиболее часто встречающимся случаям приема на практике. Учтены флуктуации фазы опорного сигнала, обусловленные шумами канала синхронизации. Показано, что результаты статистического эксперимента хорошо согласуются с теоретическими расчетами

Предлагается методический подход к оценке возможности перехвата по побочному электромагнитному излучению буквенно-цифровых символьных данных с монитора персонального компьютера и последующему их автоматизированному распознаванию. Установлено, что несогласованный приемник на основе корреляционной обработки сигналов в состоянии осуществить обнаружение и распознавание различной длины символов

Рассматриваются принцип действия, конструктивные особенности и направления развития приборов МСУ-ГС, предназначенных для эксплуатации в составе геостационарных метеоспутников «Электро-Л» № 1 и № 2. Созданная аппаратура обеспечивает полный обзор полушария Земли за 5 мин с периодичностью до 15 мин. Наблюдение поводится в десяти спектральных каналах. Три диапазона видимой области спектра с пространственным разрешением в надире 1 км и семь каналов инфракрасного диапазона с пространственным разрешением 4 км.

в работе предложена пространственно-временная модель сверхширокополосного сигнала, поступающая на антенную решетку после его отражения от протяженного объекта. Указано, что такой объект может быть рассмотрен как кластер точечных рассеивателей. Рассчитана пространственно-временная корреляционная функция такого сигнала. Указаны особенности модели — возможность вырождения принимаемого сигнала. Исследована вероятность такого вырождения

предложен новый подход для повышения скорости передачи информации при заданной достаточно узкой полосе частот канала, основанный на анализе переходных процессов в режекторном фильтре

с учётом различий в законах распределения обрабатываемой статистики сигнала и шума получены выражения для оценки параметров рабочих характеристик поиска. Приведены значения порогового уровня решения в зависимости от требуемых показателей качества поиска в условиях априорной неопределённости «окна» распознавания

Предлагается метод определения коэффициентов формы графиков электрической нагрузки, использующихся при расчетах потерь активной мощности и электроэнергии в сетях 6 – 10 кВ городских электрических сетей, основанный на информации о составе потребителей, питающихся от трансформаторной подстанции 10(6)/0,4 кВ. Рекомендуемые численные значения коэффициентов формы для коммунально-бытовых, промышленных и смешанных групп потребителей получены на основании расчетов фактических значений коэффициентов формы графиков нагрузки по активной и реактивной мощности на трансформаторных подстанциях. Получасовые графики электрической нагрузки по активной и реактивной мощности получены по данным электронных счетчиков электроэнергии, установленных на головных участках фидеров 10 кВ и трансформаторных подстанциях 10/0,4 кВ

В статье приводятся результаты моделирования с помощью пакета программ Matlab 6.5 системы радиосвязи, обеспечивающей одновременную скрытную передачу и прием полезных бинарных сигналов пониженной мощности на фоне мощного периодического широкополосного маскирующего сигнала. Описан ряд недостатков данного способа передачи бинарных полезных сигналов и даны рекомендации по их устранению