ivdon3@bk.ru
В статье приведены результаты исследования системы управления шагового двигателя дорожного принтера. Применение шагового двигателя накладывает дополнительные требования к дорожному принтеру по части управления рабочими параметрами. Главным требованием к шаговому двигателю дорожного принтера является обеспечение вращения ротора, на заданный угол, который зависит от режима управления. Дано описание дорожного принтера. Приведены зависимости шагового двигателя как объекта управления. Исследовано на устойчивость системы по Найквисту. Разработана имитационная модель системы управления шаговым двигателем дорожного принтера и приведены результаты моделирования.
Ключевые слова: дорожный принтер, шаговый двигатель, математическая модель, передаточная функция, моделирование, регулятор
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Использование биогазовых комплексов нашло широкое применение, прежде всего, в качестве решения экологических проблем, связанных с утилизацией отходов агропромышленного комплекса, а также получения дополнительных видов энергии и органических удобрений. Разработано множество конструкций биогазовых установок, подходящих для работы в различных климатических условиях. Выбор конструкции биогазовой установки является важнейшим этапом процесса планирования. В статье рассматривается усовершенствование установки биореактора с целью получения большего объема конечного сырья, повышающего его качество и КПД установки в целом. Определены условия, способствующие повышению эффективности работы биогазовых установок. Представлена техническая характеристика биогазовой установки. Рассмотрены плюсы и минусы биоустановок, их влияние на окружающую среду. Дана оценка перспективе развития этой отрасли энергетики в России.
Ключевые слова: биомасса, биогазовая установка, процесс выработки газа, утилизация отходов, вредные выбросы
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки) , 05.23.05 - Строительные материалы и изделия
Объектом исследования является утилизационный теплообменный аппарат. Цель работы – разработать конструкцию теплообменного аппарата (ТА), используемого для утилизации теплоты отходящих газов газотурбинной установки (ГТУ), с увеличенной тепловой мощностью. В процессе работы проводился расчет и численное моделирование новой конструкции теплообменного аппарата. Результатом исследования стала конструкция газовоздушного теплообменного аппарата, требующая на 6,5 % меньше расхода теплоносителя (выхлопных газов) по сравнению с прототипом.
Ключевые слова: теплообменный аппарат, утилизация теплоты, энергоэффективность газотурбинной установки, численное моделирование, гаозовоздушный теплообменник
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Стандартный частотный спектр согласно нормативных документов разделён на три частотных диапазона. Третий частотный диапазон в настоящий момент не достаточно хорошо изучен и представляется на стандартном графике звукоизоляции прямой линией. При воздействии звука на пластину, на некоторой частоте изгибные волны в пластине сменяются сдвиговыми и продольными колебаниями. Рассмотрев процессы распространения сдвиговых и продольных волн в звукоизолирующей преграде, возможно получить адекватную физическую модель распространения волн на третьем частотном диапазоне, а также скорректировать методику расчёта звукоизоляции воздушного шума. Физическая модель звукоизоляции на третьем частотном диапазоне основана на использовании объектов в средах распространения волн с сосредоточенными параметрами: с координатами, весом и скоростью. Вводятся понятия «сосредоточенной» и «приведённой» масс. Используя закон сохранения количества движения и закон сохранения кинетической энергии, проводится расчётный эксперимент, выводятся формулы для нахождения звукоизоляции на третьем участке стандартного частотного спектра.
Ключевые слова: звукоизоляция воздушного шума, приведённая масса, сосредоточенная масса, метод дискретных (сосредоточенных) параметров, продольные волны, сдвиговые волны
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки)
В данной статье рассмотрена одна из частей разработки устройства определения магнитных характеристик ферромагнитных материалов с эффектом памяти формы. Разработана функциональная схема устройства. Проведено моделирование работы устройства и исследование поведения сплава с эффектом памяти формы. Погрешность определения магнитной характеристики ФМПФ с использованием намагничивающей установки разрабатываемого устройства не превысила 0,25 %.
Ключевые слова: магнитострикционные материалы, основная кривая намагничивания, магнитный шунт, магнитный поток
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В данной статье рассмотрена разработка устройства калибровки магнитометра, которое управляется микроконтроллером, Arduino [1, 2], который может принимать, обрабатывать и передавать необходимые команды периферийной части установки при помощи написанного кода программы. Необходимость буферных схем и элементов позволяет управлять устройствами ввода-вывода. С их помощью реализуются интерфейсные аппаратные средства. Были разработаны структурная и функциональная схемы устройства. А также проведен расчет параметров катушек Гельмгольца, построена их 3D модель. С помощью Гауссметра проведен натурный эксперимент, подтвердивший работоспособность устройства и его эффективность.
Ключевые слова: контрольно-измерительное устройство, индукция, катушки Гельмгольца, гауссметр
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В данной статье рассмотрена разработка цифровой метеостанции с измерением параметров геомагнитного поля. Преимуществом разрабатываемого устройства являются возможность одновременной стабильной и корректной работы нескольких датчиков (а именно 15), точность измерений на больших расстояниях (до 300 метров). Разработаны структурная и функциональная схемы устройства. В программе схемотехнического анализа Micro-Cap спроектирован стабилизатор напряжения устройства. Проведены экспериментальные исследования готового устройства.
Ключевые слова: цифровая метеостанция, геомагнитное поле, магнитный датчик, Arduino
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В данной статье рассмотрена разработка информационно-измерительной системы определения теплофизических параметров электротехнических устройств. Приведена разработанная функциональная схема устройства. Проведены экспериментальные исследования в программе COMSOL. В результате экспериментального исследования переноса тепла из одной части электромагнита в другую, а именно от намагничивающей катушки, через сердечник в окружающую среду, сделан вывод о том, что наилучшее расположение датчиков измерения температуры находится в верхней части корпуса электромагнита ЭМ-34-5. Полученные данные возможно использовать для определения теплофизических параметров, при решении задач теории обратных задач теплопереноса и теплопередачи.
Ключевые слова: информационно-измерительная система, электротехнические устройства, теплофизические параметры, COMSOL
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В данной статье рассматривается проблематика определения дорожного покрытия для автоматического управления транспортным средством с использованием искусственной нейронной сети. Описано состояние отрасли на текущий момент времени, а также актуальность данных исследований. Представлены входные данные для определения дорожного покрытия. Обосновывается идея применимости метода сегментации изображений для определения дорожного покрытия. Производится формирование структуры искусственной нейронной сети на базе архитектуры U-NET. В частности визуализируется строение последовательности слоев. Особое внимание уделяется математическому моделированию процесса свертки и максимального пула. Приводится математическая модель процесса обучения искусственной нейронной сети, а так же функций активации: линейной функции и сигмоиды. Предложен алгоритм формирования модели искусственной нейронной сети. Визуализирован на графике процесс обучения данной функции. Представлен результат обучения.
Ключевые слова: искусственные нейронные сети, U-NET, анализ данных,, машинное обучение, deep lerning, сверточные нейронные сети, свертка, максимальный пул, сегментация изображений, моделирование
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
В статье поднимается актуальная проблема для крупных городов - борьба с негативными последствиями от автомобильного транспорта. Рассматривается значение градостроительных мер для уменьшения скопления выбросов, а также зеленых насаждений для снижения концентрации запыленности вредных веществ городских территорий. Проанализированы данные концентрации CO вблизи примагистральных территорий в 95 исследуемых точках.
Ключевые слова: автомобильный транспорт, пыль, газозащитные зеленые зоны, листья, зеленые насаждения
05.23.19 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
Использование антифрикционных материалов в подвижных узлах снижает вероятность износа компонентов, повышается надежность, срок эксплуатации деталей и механизмов в целом. В работе рассматривалась эффективность молибденового покрытия в конструкции нефтегазовой арматуры, а именно, осесимметричном обратном клапане и регулирующем клапане. Проведены испытания на прочность, толщину, микротвердость покрытия в реечном механизме нефтегазовой арматуры.
Ключевые слова: молибден, подшипник скольжения, реечный механизм нефтегазовой арматуры, параметры покрытия, испытания
05.02.04 - Трение и износ в машинах , 05.23.05 - Строительные материалы и изделия
Представлены результаты экспериментального исследования процесса укладки асфальтобетонной смеси с компонентами автоматизации технологии неразрушающего непрерывного контроля уплотнения в полевых условиях дорожного строительства. Исследование проводилось с целью получения данных реального процесса для задачи создания системы контроля качества уплотнения дорожных материалов в режиме реального времени. Во время исследования измерялись режимные параметры укладчика (скорость движения, частота ударов трамбующего бруса, частота вибрации плиты), температура уплотненной асфальтобетонной смеси, толщина слоя дорожного покрытия, вертикальное ускорение вибрационной плиты. В исследовании использовалась асфальтобетонная смесь типа А марки I по ГОСТ 9128-2013. Варьировались режимные параметры: частота ударов трамбующего бруса, частота вибрации плиты. Ускорение вибрационной плиты определялось с использованием цифрового акселерометра с беспроводной передачей сигнала через Bluetooth на смартфон с операционной системой Android. В работе получены значения безразмерных комплексов, показатель уплотнения асфальтобетонной смеси – пик-фактора, характеризующие изменение качества уплотнения асфальтобетонной смеси.
Ключевые слова: асфальтобетонная смесь, неразрушающие технологии, непрерывный контроль уплотнения, показатель уплотнения, ускорение вибрационной плиты
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.23.08 - Технология и организация строительства
Целью исследования является разработка “эволюционной модели” транспортно-пересадочного комплекса (ТИК) - как своеобразной “точки роста” аэрополиса. Для обоснованного планирования роста и развития аэрополиса применяются методы “прогностического” и “структурно-морфологического” моделирования ТИК. Определены пять промежуточных архитектурно-типологических моделей транспортно-пересадочного комплекса: 1) автовокзал; 2) автовокзал с логистическим центром; 3) станция интермодального комплекса; 4) транспортно-деловой центр; 5) транспортно-общественный комплекс. Его “структурные и морфологические единицы”, которые включают: а) функциональные компоненты; б) структурно-тектонические “единицы”; в) коммуникационный “каркас”; г) элементы роста аэрополиса. Аналогичная диахроническая (развивающая) модель транспортно-пересадочного комплекса обеспечивает его поэтапное планирование, оптимальное функциональное зонирование объекта для каждой промежуточной фазы, что позволит ему быть самодостаточным на ранних стадиях эксплуатации.
Ключевые слова: архитектура, формообразование, функционирование, пространственное развитие, транспортно-пересадочный комплекс, транспортно-пересадочный узел, транспортная инфраструктура, аэрополис, модель, структурно-морфологический подход, общественно-деловой центр
Рассмотрены современные направления исследований мелкозернистых бетонов. Приведены характеристики используемых материалов и добавок. Проведено планирование эксперимента по использованию комплексной модифицирующей добавки для мелкозернистого дисперсно-армированного бетона на тонком песке. Результаты проведенных исследований проанализированы на статистическую значимость. На основании результатов исследований получены уравнения регрессии для откликов целевых функций – предел прочности на сжатие и изгиб, а также средней плотности мелкозернистого дисперсно-армированного бетона. На примере предела прочности при сжатии исследуемого дисперсно-армированного бетона решена задача оптимизации целевой функции. Установлен состав комплексной добавки обеспечивающий мелкозернистому дисперсно-армированному бетону на мелком песке максимальные прочностные характеристики.
Ключевые слова: мелкозернистый бетон, комплексная добавка, планирование эксперимента, прочность, уравнение регрессии, оптимизация целевой функции
Холодильные машины рассчитываются на покрытие пиковых тепловыделений в общественных зданиях. При этом пиковые нагрузки зачастую являются кратковременными и основное время холодильные машины работают на 40-60% от своей максимальной мощности. В статье рассмотрены вопросы неравномерного холодопотребления на примере спортивного комплекса, расположенного в г. Волгограде. При проектировании системы кондиционирования зала для игр используется схема холодоснабжения с применением «чиллер-фэнкойлов». Эфффективным решением по снижению затрат является включение в схему холодильной станции аккумулятора холода. Применение аккумулятора холода позволяет снизить эксплуатационные затраты.
Ключевые слова: система холодоснабжения, система кондиционирования воздуха, холодильная машина, аккумуляция холода, потребление энергии, пиковые нагрузки, переменное энергопотребление
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ