Электротехника

Показано, что автоматизированные электроприводы составляют энергетическую основу автоматизации технологических процессов. Предложена функциональная схема автоматизированного электропривода. Установлено влияние на характеристики автоматизированного электропривода «длинного» кабеля, соединяющего устройство управления и электромеханический модуль автоматизированного электропривода

Комплексные информационно-измерительные и управляющие системы (КИИУС) играют важнейшую роль в обеспечении контроля за всеми системами дизель-электрических подводных лодок (ДЭПЛ). Особенно это важно при контроле электропитания всех технических средств. Показано, что агрегаты бесперебойного электропитания занимают одно из важнейших мест в энергообеспечении ДЭПЛ.

Проведен анализ рынка и выбрано оборудование для двусторонней шлифовки и полировки подложек полуизолирующего карбида кремния политипа 6Н диаметром 3 дюйма. Достигнутые в работе параметры прогиба и коробления подложек не превышают 5 мкм, разброс по толщине не превышает 1 мкм, а шероховатость поверхности после двусторонней полировки находится в пределах 1ч2 нм

Проведен анализ рынка и выбрано оборудование для резки монокристаллов SiC. Оптимизирована технология резки монокристаллов SiC диаметром 3 дюйма. Достигнутые в работе параметры прогиба и коробления подложек не превышают 17 мкм, разброс по толщине подложек после резки не превышает 20 мкм

Описаны результаты работ в ОАО «Светлана» по созданию базовой промышленной технологии роста монокристаллического полуизолирующего карбида кремния и изготовления подложек из него. Обсуждены параметры полученных подложек и рассмотрены наиболее перспективные применения

Кратко перечислены приобретшие популярность за последнее десятилетие приближённые эволюционные и нейросетевые методы поиска глобального оптимума в задачах синтеза многопараметрических антенн. Указаны примеры синтеза микрополосковых антенн. Рассмотрены перспективы уменьшения электрических размеров антенн и улучшения их характеристик излучения с использованием новых искусственных материалов, высокотемпературных сверхпроводников и достижений наноэлектроники. Обсуждён дискутируемый уже длительное время вопрос о связи размеров антенн с их добротностью, эффективностью излучения и способом возбуждения. Приведены примеры сверхширокополосных вибраторов с оригинальными схемами возбуждения

Описан эффективный метод решения многопараметрических задач оптимизации; приведен пример применения метода для расчета антенны

Основной качественно нерешенной проблемой использования водоугольного топлива является его низкая реакционная способность на начальном участке горения. Эта проблема является сдерживающим фактором его дальнейшего развития. Описаны наиболее известные разработки системы воспламенения водоугольного топлива, их приемущества и недостатки. Сформулированы основные принципы оптимальной системы воспламенения искусственного композиционного жидкого топлива. Показаны основные преимущества плазменной системы зажигания топлива. Высказаны идеи о разработке схемы плазменного воспламенения искусственного композиционного жидкого топлива с автоматическим управлением плазматрона. Произведено сравнение плазменной технологии воспламенения водоугольного топлива и технологии с использованием циклонного предтопка тепловой мощностью 6,5 МВт. Отмечено, что автоматическое управление плазматроном позволит решить проблему, связанную с зажиганием искусственного композиционного жидкого топлива, и качественно улучшить процесс горения топлива.

Сегментация изображений на основе текстурных признаков играет важную роль в задачах обработки и анализа изображений. Для сегментации анизотропных текстур широко используется градиентный структурный тензор, представляющий собой матрицу вторых моментов производных первого порядка по вертикальному и горизонтальному направлениям двумерной функции яркости. Обычно в алгоритме сегментации на основе градиентного структурного тензора используется нормированная мера когерентности, принимающая значения от 0 до 1. Мера когерентности использует различие собственных значений градиента структурного тензора. Однако применение этой меры когерентности вместо компонент матрицы вторых моментов потенциально ведет к увеличению уровня ошибок сегментации. Для решения проблемы автоматической сегментации анизотропных изображений используется гауссовская аппроксимация совместного распределения компонент градиентного структурного тензора. Оценки параметров гауссовой модели смеси получены с помощью ЕМ-алгоритма, представляющего собой итерационный алгоритм вычисления оценок максимального правдоподобия. EM-алгоритм в значительной степени зависит от начальных условий. Он может сходиться к локальным минимумам и давать ошибочные решения. Для автоматического выбора начальных условий предлагается использовать метод Оцу. Этот метод выбирает оптимальный порог для разделения анизотропных текстур путем максимизации межклассовой дисперсии. Экспериментальные данные показали, что предложенный алгоритм приводит к значительному улучшению точности сегментации анизотропных изображений на основе градиентного структурного тензора.

В статье показано, что в гидроакустических каналах с импульсными помехами или кратковременными перерывами связи для повышения качества передачи данных могут быть применены различные варианты сверточных и циклических кодов. Уменьшить вероятность ошибки на выходе канала для известной статистики ошибок позволяют сверточные коды со скоростью R ≤ 3/4 совместно с широкополосными сигналами ( ШПС) или сверточные коды R ≤ 2/3 с алгоритмом перемежения кода. С учетом энергетического выигрыша от кодирования и вычислительной сложности перемежения кода выгоднее вариант “код + ШПС” до 4ч5 перемежений. С учетом многоразрядности оптимального фильтра ШПС его реализация всегда сложнее, чем реализация порогового декодера сверточного кода.

Изложены математические основы надежности, показатели долговечности, безотказности, ремонтопригодности и сохраняемости. Представлены аналитические зависимости между основными показателями надежности. Обоснован выбор показателей, а также определены факторы, влияющие на них. Предназначено для обеспечения учебных занятий по курсу «Основы надежности радиоэлектронных средств».

Рассмотрены перспективы и особенности развития энергосберегающих и энергоэффективных технологий в области альтернативной энергетики в Чеченской Республике. Поиск альтернативы сжигаемому органическому топливу ведется уже не один десяток лет, и особое место занимают геотермальные ресурсы. Чеченская Республика занимает третье место в России по запасам геотермального сырья, уступая месторождениям Республики Дагестан и Камчатке Приведены технико-экономические показатели, характеризирующие целесообразность и перспективы использования опытно-промышленной геотермальной станции на основе реализации циркуляционной схемы использования глубинного тепла земли. Проанализированы экономические и финансовые вопросы ее сооружения. Выявлена и обоснована необходимость развития данной сферы в регионе. Обосновано, что неисчерпаемая тепловая энергия земли — основа будущей энергетики.

В учебном пособии, подготовленном учеными Южного федерального университета, содержится краткая история развития нанотехнологий и 14 оригинальных проектных работ, иллюстрирующих важнейшие понятия нанотехнологии.

Проведен анализ особенностей применения многорядных фотоприемных устройств с режимом ВЗН для регистрации точечных источников излучения. Определены зависимости регистрируемого сигнала и отношения сигнал/шум от размера фоточувствительных элементов, размера и положения пятна в фокальной плоскости, времени интегрирования фототока. Проведена оценка требований на синхронность скорости сканирования и опроса матрицы чувствительных элементов.

Анализируются функциональные требования к сетям 5G и параметры трафика для услуг видео высокой четкости и массивов M2M-устройств, которые к 2020 г. будут наиболее востребованными. Сформулированы критерии некоторых KPI, определяющих качество предоставления услуг в сетях 5G. Взяв за основу одну из парадигм развития будущей инфраструктуры 5G — виртуализацию сетевых функций, авторы предложили концепт функциональных блоков контроля и мониторинга QoS, реализуемых в виде части облачной инфраструктуры базовой сети SDN при помощи виртуальных функциональных модулей CQMF и CQCF.

В условиях возрастания террористических угроз, а также участившихся природных и техногенных катастроф задача надежного оповещения населения становится все более актуальной. В реальных экстремальных ситуациях традиционные средства оповещения населения при неблагоприятном стечении обстоятельств не смогут выполнять возлагаемые на них задачи. Для повышения надежности оповещения предлагается использовать сети цифрового вещания DVB-T2 с приемом сигналов на мобильные терминалы.

Рассмотрены основные цели, ожидаемые результаты и проблемы развития широкополосного доступа (ШПД) в России в рамках принятых программ и решений, дана оценка вкладу ШПД в экономику страны. Исходя из международного опыта, предложены рекомендации для успешного внедрения ШПД на территории РФ.

Развитие систем связи последних десятилетий привело к появлению архитектуры IMS. Одной из наиболее важных ее задач является поддержка качества услуг, в первую очередь минимизация задержек доступа к услугам. Однако пока данный вопрос изучен недостаточно хорошо. Предлагается математическая модель оценки качества услуг, предоставляемых сетью IMS.

Создание сети единого точного времени (ЕТВ) на инфраструктуре оператора связи связано с выполнением двух процессов: установки текущего времени и его хранения. В статье рассмотрены вопросы построения пакетной сети ЕТВ на основе решений, изложенных в Рекомендациях МСЭ-Т серий G.826x и G.827x. Приводится пример построения централизованной сети распределения сигнала ЕТВ на базе РТРпротокола, а также особенности ее резервирования, предложенные ФГУП ЦНИИС для сети ALL–IP.

Определяются основные причины необходимости изменений в традиционных подходах к обеспечению качества услуг в современных сетях связи. Предложены базовые сценарии реализации услуг и ключевые механизмы разработки мер и механизмов обеспечения качества.

Рассмотрен стек протоколов взаимодействия транспортных средств на базе технологии DSRC. Анализируются основные отличия стандарта 802.11p, применяемого на нижних уровнях, от базового стандарта 802.11 и особенности реализации верхних уровней на базе стандарта 1609.

Сегодня главными проблемами в радиосвязи и телерадиовещании являются, с одной стороны, создание радиосистем, наиболее эффективно использующих радиочастотный спектр (РЧС), а с другой — планирование этих сетей таким образом, чтобы развертываемые в определенных полосах частот на определенной территории сети создавали наименьший уровень помех на соседних территориях, где те же полосы частот могут быть выделены для создания других сетей, таких как когнитивные сети беспроводного доступа, сотовые сети подвижной связи и др.

Проблема аварийности, связанная с транспортными средствами (ТС), в последние годы приобрела особую остроту в связи с несоответствием дорожно-транспортной инфраструктуры потребностям общества и государства в безопасном дорожном движении, недостаточной эффективностью функционирования системы обеспечения безопасности и крайне низкой дисциплиной участников дорожного движения. Одним из наиболее значимых инструментов решения данной проблемы является создание и внедрение интеллектуальных транспортных систем (ИТС) [1—3].

Для построения многоканальных систем используются различные методы разделения каналов. Наибольшее распространение получили методы временного (TDMA – Time Division Multiple Access), частотного (FDMA – Frequency Division Multiple Access) и кодового (CDMA – Code Division Multiple Access) разделения каналов. Перераспределение выделенной полосы частот на большее число каналов не всегда допустимо, поскольку уменьшение ширины канала снижает качество передаваемой информации [1]. Повышение качества передачи, в свою очередь, зависит от расширения полосы частот канала, по которому передается информация.

Общие положения по технической эксплуатации транспортных сетей связи. Техническая эксплуатация (ТЭ) – основной вид производственной деятельности предприятий электросвязи, реализуемый посредством системы технической эксплуатации. ТЭ сети отдельного оператора представляет собой совокупность методов и алгоритмов технического обслуживания (ТО), которые обеспечивают организацию эксплуатации и поддержание в требуемых пределах установленных норм для любого объекта технической эксплуатации (ОТЭ).

Понимание природы трафика данных обеспечивает возможность передачи TDM-трафика посредством пакетного радиорелейного (РРЛ) оборудования с таким же качеством, как и в традиционных TDM-системах.

В условиях повышения интенсивности природных катаклизмов и техногенных катастроф возникает острая необходимость создания соответствующих инфокоммуникационных систем, способных как контролировать возникновение чрезвычайных ситуаций (ЧС), так и обеспечивать функционирование сети связи общего пользования (ССОП) при возникновении ЧС. Как показывает мировой опыт, решить эту проблему можно путем создания системы централизованного управления (СЦУ) ССОП.

Стремительное развитие высокоскоростных цифровых сетей связи (ЦСС) приводит к необходимости использования высокостабильных, прецизионных тактовых генераторов, способных непрерывно работать несколько десятков лет. Опыт показывает, что такую функцию могут выполнять водородные квантовые стандарты пассивного типа.

Постановка задачи. В транзисторных телевизионных (ТВ) передатчиках дециметровых диапазонов широкое применение находят моноблочные цепочечные суммирующие устройства [1]. Наибольшее распространение получили сумматоры 5х1, обеспечивающие сложение (практически без потерь) мощностей пяти блоков усиления мощности (БУМ). Сегодня такие сумматоры используются в передатчиках АЦТП-20/5 кВт, «Онега-2(1)Ц» и др.

Под планированием радиосвязи понимается назначение частот, а также времени начала и окончания связи. В зависимости от назначения связь может осуществляться на одной или нескольких частотах круглосуточно или по сеансам в определенное частотным расписанием время. Частоты и время работы должны быть подобраны таким образом, чтобы было обеспечено приемлемое качество связи с учетом технических средств обеспечения радиосвязи: передатчиков и приемников, их параметров, характеристик передающих и приемных антенн.

Одна из актуальных проблем современных телекоммуникаций заключается в разнородности сетей, многообразии типов протоколов обмена и коммутационного оборудования. В известной мере, эта проблема обусловлена сложившимися тенденциями и условиями развития рынка телекоммуникаций.

Актуальность задачи создания пожаробезопасных и огнестойких оптических кабелей (ОК) не вызывает сомнений. В предыдущие годы к кабелям предъявлялись требования по нераспространению горения одиночным образцом кабеля по ГОСТ 12176-76. Это требование легко реализовывалось путем применения в качестве материала оболочки полимерных композиций, не распространяющих горение, с индексом «нг». В 90-х годах со стороны проектировщиков атомных электростанций (АЭС) и судостроителей стали предъявляться более жесткие требования к безопасности ОК, соответствующие международным стандартам: нераспространение горения в пучке, низкая оптическая плотность дыма и низкая коррозионная активность выделяемых при горении кабелей веществ, нетоксичность продуктов горения.

В большинстве стран Европы на ГТС используются низкочастотные кабели с различными конструктивно-электрическими характеристиками: • магистральный и распределительный с бумажной, сплошной или пористо-сплошной полиэтиленовой (ПЭ) изоляцией жил; • распределительный со сплошной или пористо-сплошной ПЭ-изоляцией жил; • абонентский с поливинилхроридной изоляцией жил.

Системы подвижной радиосвязи обладают рядом существенных особенностей, связанных с нестационарностью обслуживаемого трафика. Основными причинами, определяющими эту нестационарность, являются изменения: удельной нагрузки, вызванные различными субъективными факторами; числа абонентов на обслуживаемой территории, обусловленные их мобильностью [2].

Исследуются характеристики плотности и связности для беспроводных сенсорных сетей (БСС) с целью определения такой стратегии размещения сенсорных узлов, при которой возможно обеспечить, по крайней мере, 90% покрытие для двумерных (2D) и трехмерных (3D) БСС. При этом оцениваются также длительность жизненного цикла сети, период стабильности и пропускная способность сети на основе отношения между радиусом покрытия RS и радиусом дальности связи RC. Результаты статьи могут быть использованы при планировании как БСС, размещенных на плоскости, в трехмерном пространстве, так и летающих сенсорных сетей.

Качество обслуживания (QoS) является одной из основных характеристик любой сети связи, включая сеть, базирующуюся на архитектуре IMS. В процессе обработки различных сигнальных сообщений в узлах IMS-сети возникают задержки. При этом размер задержки варьируется в зависимости от типа запрашиваемой услуги. В статье предлагается комплексный подход к анализу величины задержки при рассмотрении различных случаев.

Рассмотрен метод параметрического спектрального анализа дискретных случайных сигналов на конечном интервале времени, основанный на применении рекуррентных циркулянтных моделей 2-го порядка. Получены строгие аналитические выражения для спектральной плотности таких процессов в базисе дискретно-континуальных экспоненциальных функций. Приводятся результаты моделирования, подтверждающие хорошее качество аппроксимации.

Для обоснования инновационных решений и выбора эффективных инноваций в сфере спутниковой связи с использованием космических аппаратов на высокоэллиптической орбите (КА на ВЭО) использован экспертно-квалиметрический метод (ЭКМ), основанный на экспертном методе оценивания по балльному принципу параметров эффективности инноваций, квалиметрическом методе количественного ее измерения и последующем ранжировании инноваций по уровню эффективности. Прикладное применение ЭКМ в спутниковой связи предполагает адаптацию параметров модели комплексной оценки эффективности инноваций, обоснование значимости и интервалов изменения частных показателей эффективности инноваций спутниковой связи.

Определены допустимые уровни мощности шума ограничения, возникающего при аналого-цифровом преобразовании видеосигнала яркости изображения в системах цифрового ТВ-вещания. Рассмотрены различные условия наблюдения ТВ-изображения. Допустимое значение мощности рассчитывается с учетом психовизуальной способности глаза человека.

Рассматриваются состояние и особенности отечественной нормативной правовой базы, регулирующей создание и использование backhaul network для подключения small cell к ядру сетей подвижной радиотелефонной связи стандартов UMTS и LTE с точки зрения оценки достаточности НПА и сложности их исполнения при ожидаемом массовом внедрении small cell

Приведены результаты функционального проектирования, моделирования и экспериментальных исследований приемного и передающего трактов телекоммуникационной системы с гигабитной пропускной способностью в диапазоне частот 130–134 ГГц в составе: частотные преобразователи с субгармонической накачкою; гетеродин, использующий высокостабильный задающий кварцевый генератор; полосно-пропускающий septum-фильтр в волноводном канале 1,6×0,8 мм; рупорная коническая антенна. Проведены исследования лабораторного образца цифровой симплексной радиорелейной системы терагерцового диапазона и цифрового модема с пропускной канальной способностью до 1200 Мбит/с на дальность связи в нормальных условиях в пределах 1 км при вероятных битовых ошибках BER не более 10-6.

Приводятся результаты исследования сетевых структур с точки зрения влияния числа линий в сети связи на показатель структурной устойчивости. На основе разработанной сетевой модели показано, что увеличение числа линий в сети выше некоторого (порогового) значения не эквивалентно затрачиваемым ресурсам. Рассмотрены пути использования полученных результатов на практике

Принятие адекватных управленческих решений по формированию систем и облика спутниковой связи невозможно без методического инструментария, позволяющего обосновать выбор эффективного варианта с учетом целого ряда факторов и синергетического эффекта. При этом большинство сравниваемых показателей вариантов построения систем спутниковой связи (ССС) не имеют количественного выражения либо отсутствуют как статистические или выборочные данные. Для учета влияния факторов на различные варианты построения ССС и обеспечения синергетического эффекта от их функционирования сформирована система частных и обобщающих показателей, а также разработаны модель интегральной оценки эффективности и процедура экспертной оценки состава, значимости частных показателей интегральной модели и непосредственной оценки эффективности

В данной статье приводится краткое описание методики оценки эффективности тепловых электростанций с теплофикационными энергоблоками. Представленная методика основана на дифференциально-эксергетическом методе, который применительно к энергоблокам ТЭЦ преследует две цели: учет степени термодинамического совершенства рабочих процессов и определение путей увеличения экономии топлива, уменьшение электроэнергии на собственные нужды и затрат на реализацию и функционирование. Это позволяет оценить все необходимые для анализа характеристики энергоблока, его энергетических систем и агрегатов на основе общей, логически последовательной методики. Рассматриваются технико-экономические показатели режимов работы ТЭЦ, такие как эксергетические КПД энергоблока по отпуску электроэнергии и теплоэксергии, технико-экономическая эксергоэффективность, удельные затраты на отпускаемые электроэнергию и теплоэксергию. Эти показатели позволяют расширить традиционный техникоэкономический анализ режимов работы ТЭЦ, поскольку учитывают термодинамически строгое распределение топливных затрат между теплоэксергией и электроэнергией при их комплексном производстве на ТЭЦ. Также в работе представлены оценки показателей режимов работы энергоблоков и в целом ТЭЦ при эксергетическом анализе. В качестве результатов и иллюстрации разработанной методики приведены численные значения технико-экономических показателей для разных энергоблоков. Вначале проведен анализ показателей для ТЭЦ с двумя теплофикационными энергоблоками Т-180/210. Далее представлены результаты эксергетического анализа Улан-Баторской ТЭЦ-4, в состав которой входит три энергоблока на базе турбины Т-110 и три энергоблока на базе турбины ПТ-80. По результатам анализа можно судить об эффективности работы энергоблоков и ТЭЦ в целом, а также выполнить прогнозную оценку эффективности, например, при изменении стоимости топлива.

Для снижения растягивающих напряжений на галтели «кармана» коллектора и в зоне сварного соединения № 111 был предложен метод охлаждения подаваемым воздухом наружных слоев металла в указанной зоне. Для реализации данного метода на парогенераторах 1YB10W01 Ростовской АЭС и 1YB20W01 Балаковской АЭС в ППР-2012 внедрены устройства для снижения напряжений в узле приварки коллектора теплоносителя (УСНК) к корпусу парогенератора (ПГ) методом обдува воздухом. Приведены принципиальная схема УСНК, описание основного оборудования, а также системы экспериментального контроля. Рассмотрена возможность регулировки частоты оборотов электродвигателей вентиляторов и автоматического поддержания расхода подаваемого воздуха в зависимости от его температуры. Представлены результаты пусконаладочных работ УСНК, согласно которым фактические характеристики оборудования системы соответствуют проектным требованиям и требованиям программы пусконаладочных работ (ПНР), что свидетельствует о верности заложенных в проект технических решений. Замечаний, нарушений, отклонений в работе системы на всем протяжении испытаний не зафиксировано.

Проанализирована возможность использования частотного разнесения каналов для повышения пропускной способности радиолинии космос – Земля спутниковой службы исследования Земли. Исследована четырехканальная схема передачи информации на основе известных решений и радиационно стойкой элементной базы, применяемых в X-диапазоне рабочих частот. Предложенная схема позволяет вести передачу в K-диапазоне, обеспечивая значительное повышение пропускной способности при неизменном качестве передачи и удовлетворении требованиям электромагнитной совместимости.

Приведены результаты реализации методики ускорения SPICEмоделирования применительно к учету туннельных эффектов в нанометровых МОП-транзисторах. Показано, что замена сложных моделей этих эффектов табличными представлениями существенно ускоряет моделирование схем, содержащих указанные транзисторы.

Систематизирована обширная информация об основных материалах и компонентах, используемых при изготовлении печатных плат различного типа. Изложены методологические основы применения и испытаний базовых материалов печатных плат. Рассмотрены вопросы технологичности материалов в производстве печатных плат и сборок. Представлена концепция обеспечения надежности входного контроля поступающих в производство материалов и комплектующих. Даны практические методики входного контроля компонентов.

Методические указания содержат краткие теоретические сведения о теориях адсорбции на границах разделов «твердое тело – газ» и «жидкость – газ», об аналитическом и графическом способах расчета величины адсорбции и оценки характеристик адсорбата и адсорбента, а также примеры решения задач и практические расчетные задания.

В статье описан способ получения забойной информации в процессе бурения скважины, основанный на амплитудно-импульсной модуляции аэрогидродинамического шума турбобура. Установлена зависимость влияния гидростатического давления по стволу скважины, температуры и плотности бурового раствора на собственную частоту акустического фильтра, и обоснована необходимость подавления звука в широкой полосе частот для разработки фильтра. Приведены методика и результаты расчета геометрических параметров одно- и двухкамерных акустических фильтров на эффективность поглощения звуковой энергии волн.