Точная механика. Автоматика. Приборостроение

Приведены задачи по основным разделам прикладной оптики, расчету и проектированию оптических систем. Даны основные формулы геометрической оптики и теории аберраций оптических систем. Задачник соответствует учебникам «Прикладная оптика» и «Расчет и проектирование оптических систем» и служит фактически их дополнением в части методики решения практических задач.

Изложены общие вопросы методологии проектирования современных оптических и оптико-электронных приборов, особенности использования компьютерного моделирования на разных этапах проектирования, а также методы оценки качества объекта проектирования. Предлагаются вопросы для самоконтроля и тестирования в процессе изучения дисциплины. Соответствует утвержденной рабочей программе дисциплины «История и методология оптотехники».

Пособие предназначено для студентов очного и заочного отделений, обу- чающихся по направлению подготовки 220200.68 – «Управление в технических системах», по дисциплине «Автоматические системы управления высокой точности», (магистр, 1 курс). Обсуждаются методы расчета и различные структуры регуляторов. Пособие содержит вопросы для самопроверки. Работа выполнена по заданию Министерства образования и науки РФ, проект № 7.559.2011 (Темплан), НИР № 01201255056.

Монография содержит описание методики и результаты исследований, а также необходимые пояснения и учебные материалы.

Исследуется возможность достижения более простым регулятором соизмеримых или лучших результатов в сравнении с известным изощренным методом синтеза ПИД-регуляторов, более сложных, чем широко известные и повсеместно применяемые ПИД-регуляторы. В результате продемонстрирована возможность достижения лучших результатов более простым путем. Пособие содержит учебные материалы и вопросы для самопроверки.

Материалы учебного пособия подготовлены на основе результатов проведенных автором исследований и теоретических обобщений по алгоритмизации прикладных задач, решаемых на электронных вычислительных машинах. Должное внимание уделяется положениям и рекомендациям методического характера, с тем, чтобы материалы пособия могли служить методическим руководством для самостоятельной работы читателя по практической разработке, описанию алгоритмов в интересах их программной реализации.

Рассматриваются научные подходы к созданию инновационных центров высоких технологий в машиностроении при государственных технических университетах. Описаны цели и задачи их деятельности.

Рассмотрены особенности конструкций современных станков с ЧПУ, прогрессивного металлообрабатывающего инструмента и приспособлений, рассмотрены особенности разработки технологических процессов с применением оборудования с ЧПУ. Также рассмотрены основы программирования оборудования с ЧПУ на примере наиболее распространенных российских систем с ЧПУ (NC-201 и FANUC 21i) и применения CAM-систем для написания управляющих программ, а также были рассмотрены возможности разработки и применения виртуальных моделей технологического оборудования с ЧПУ, инструмента и приспособлений.

В монографии сформулированы условия симметрии структурных схем механизмов с замкнутой системой тел качения с диаметрами как равной, так и разной величины. Предложены методики определения номинальных значений геометрических параметров всех видов симметричных схем данных механизмов как с зазором между телами качения, так и без данного параметра. Сформированы области существования механизмов, обеспечивающие выбор исходных данных для решения задачи по определению геометрических параметров. Получены формулы для всех видов передаточных отношений данных механизмов. Выполнено моделирование полученных результатов, подтверждающее корректность разработанных методов.

Теоретические основы прикладной дискретной математики Математические методы криптографии Псевдослучайные генераторы Математические методы стеганографии Математические основы компьютерной безопасности Математические основы надёжности вычислительных и управляющих систем Прикладная теория кодирования Прикладная теория графов Прикладная теория автоматов Математические основы информатики и программирования Вычислительные методы в дискретной математике

Научный журнал был выделен в самостоятельное периодическое издание из общенаучного журнала «Вестник Томского государственного университета» в 2007 г. В журнале публикуются результаты теоретических и прикладных исследований вузов, научно-исследовательских, проектных и производственных организаций в области управления, вычислительной техники и информатики в технических, экономических и социальных системах. Входит в Перечень ВАК.

«Инженерный журнал: наука и инновации» – научно-практическое издание, в котором публикуются оригинальные (т. е. не опубликованные в других изданиях) статьи, содержащие результаты научных исследований по всем разделам, заявленным в рубрикаторе. Выбор электронной формы издания был обусловлен необходимостью оперативного введения в научный оборот результатов научных исследований, что соответствует тенденции сделать оплаченные государством результаты научного труда общественным достоянием. Это же предполагает выбор редакцией журнала свободного доступа к его контенту.

Освещаются вопросы по направлениям: информатика и вычислительная техника; системы управления; радиоэлектроника, оптика и лазерная техника; гироскопические навигационные приборы; технология приборостроения, биомедицинская техника и технология.

Рассмотрены методы расчёта при выборе автоматических регуляторов и их настроек. Даются указания по определению устойчивости системы с запаздыванием, расчёту переходных процессов и оценке качества регулирования

Методические указания предназначены для самостоятельной работы студентов направлений 010800.62 («Механика и математическое моделирование») и 220100.62 («Системный анализ») по дисциплине «Методы оптимизации», «Математические методы теории управления» и другим, связанным с применением различных методов оптимизации и теории управления при решении оптимизационных задач и задач нелинейного программирования.

Рассмотрены основные методы и задачи автоматизированного проектирования технологии раскроя металла на полосы, ленты, а также заготовки различной конфигурации и размеров.

Предложены индивидуальные задания и приведен пример проектирования реляционных баз данных с бинарными и триарными связями. Разработаны методические указания по работе в Access 2000 среде : ввод структуры и заполнение таблиц, ввод бинарных и триарных связей. При- ведены индивидуальные задания по решению задач на составление запросов. Разработаны методические указания по созданию и использованию запросов, отчетов, форм и макросов, решению вычислительных задач. По всем разделам даны контрольные вопросы.

Рассмотрены теоретические основы автоматизации работы ГПА, системы автоматического управления газотурбинными двигателями и нагнетателями газа, системы маслоснабжения двигателей и нагнетателей, системы очистки воздуха на входе в двигатель и газа на входе в нагнетатель, системы противопожарной сигнализации и пожаротушения.

Электронное учебное пособие предназначено для студентов факультета «Двигатели летательных аппаратов», обучающихся по специальности 160301.65 – «Авиационные двигатели и энергетические установки» (ГОС- 2), в рамках дисциплины «Инновационные технологии производства авиационных двигателей и энергетических установок» в 9 и А семестре, для бакалавров 151900.62 – «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» (ФГОС – 3) изучающих дисциплины «Разработка оптимальных технологических процессов с использованием CAE/CAD/CAM/PDM – систем» и «Разработка технологических процессов механической обработки и их реализация на виртуальных станках» в 8 семестре, для специалистов 160700.65 «Проектирование авиационных и ракетных двигателей» (Контрактная подготовка специалистов для ОАО "Кузнецов") (ФГОС – 3) изучающих дисциплину «Инновационные технологии производства авиационных двигателей и энергетических установок» в 9 и А семестре.

Содержательная часть пособия включает инновационные методы, принципы и средства контроля, моделирования и диагностирование авиационных электросистем и пилотажно-навигационных комплексов (АЭС и ПНК), задачи контроля и диагностирования технического состояния авиационного оборудования, аппаратно-программное обеспечение, требования, предъявляемые к контрольно-поверочной аппаратуре, методы автоматизированного поиска отказов, организационные вопросы и контроль качества технического обслуживания.

Кратко изложены лабораторно-практические приложения на основе графической среды Lab VIEW, для моделирования принципов измерений, построений и состава конкретных авиационных приборов и информационно-измерительных систем воздушных судов гражданской авиации. Особое внимание уделено методам измерения пилотажно-навигационных параметров и принципам работы приборов и систем.

В пособии впервые описано целостное представление о теории и практики контроля и диагностики систем авиационной техники и достаточно подробно рассматриваются разделы этой теоретической и предметной области: основы системного анализа, теория качественной информации и практические приложения основ этой теории. Приводятся методы синтеза и анализа регулярных образующих, способствующих принятию эффективных решений диагностических задач. Излагаются новые методы анализа информации, автоматизации операций диагностики и рассматриваются программно-технические средства для реализации инновационных приложений в области контроля и диагностики авиационной техники.

Рассмотрены теоретические основы измерения акустических характеристик материалов. Дано описание оборудования, необходимого для проведения таких экспериментальных исследований. Изложены методы проведения исследовательских испытаний по определению акустических характеристик звукопоглощающих материалов, применение которых возможно также и в авиации.

Рассмотрен адаптивный регулятор на основе ПИД регулятора и правил нечеткой логики. Приведены все необходимые теоретические сведения, необходимые для понимания принципов его работы и настройки. Сформулировано задание и приведена методика выполнения лабораторной работы с использованием имитационной модели данного регулятора.

Приведены схемы систем автоматического регулирования авиационных двигателей и описаны принципы их действия. Изложены требования к качеству переходных процессов в системах регулирования двигателей. Даны сведения по законам и программам регулирования ТРД, ТРДД, ТРДДФ и ТВД. Изложен вывод уравнений математической модели, входящих в состав САР агрегатов. Дана методика выбора параметров агрегатов, при которых обеспечивается устойчивость систем и показатели качества регулирования. Особое внимание уделено электронным цифровым САР двигателей.

Соответствует действующим программам по дисциплине ОПД Ф.07, ОПД Ф.09 «Системы управления химико-технологическими процессами», разделу «Элементы проектирования систем автоматизации технологических процессов». Первая часть содержит нормативные требования к выполнению функциональных схем автоматизации. Особое внимание уделено самостоятельной работе по практическому освоению навыков проектирования при последовательном выполнении практических заданий возрастающей сложности. Вторая часть содержит вопросы и тесты, которые регламентируют самостоятельную работу студентов. Акцентируют внимание на фундаментальных вопросах курса, вариантах технического исполнения средств автоматизации, формируют навыки выбора средств автоматизации в соответствии с требованиями технологического процесса и знакомят с условными изображениями этих средств.

Предназначено для студентов, обучающихся по специальностям 220301.65 «Автоматизация технологических процессов и производств» и 230102.65 «Автоматизированные системы обработки информации и управления».

Учебное пособие содержит теоретический и практический материал для изучения электропривода и электрических машин, которые используются в полиграфии, а также методы их компьютерного моделирования.

В учебном пособии рассмотрены основные этапы развития систем виброакустической диагностики машин и механизмов. Изложены основные принципы и методы диагностирования. Сформулированы основные принципы построения современных диагностических систем на базе компьютерных технологий.

В монографии разработаны рекомендации по нормализации условий увлажнения в офсетной печати для пленочных увлажняющих аппаратов. Найдены коэффициенты деления слоя увлажняющего раствора в зависимости от давления и скорости в зоне контакта передающих и принимающих поверхностей, предложены методики теоретического расчета толщины слоя увлажняющего раствора на этих поверхностях и их экспериментального подтверждения. Предложена оригинальная модель представления шероховатой эластичной поверхности валика и методика ее использования в теоретических и прикладных исследованиях дозирования слоя увлажняющего раствора в зоне контакта валика и цилиндра. Проведен анализ математических моделей, разработанных Б.В. Дерягиным, М.А. Галаховым, с учетом упругости поверхности для использования в расчетах параметров увлажняющих аппаратов.

В монографии приводится разработка коммуникационной политики в условиях функционирования современных издательско-полиграфических комплексов, формирующей системный подход к управлению издательством в инновационном направлении.

Монография посвящена исследованиям в области моделирования процессов переноса печатной краски, протекающих в полосе печатного контакта офсетной печатной машины. С помощью конечно-разностных методов проведено численное и графическое моделирование переноса печатной краски между вращающимися цилиндрами печатного аппарата в печатной системе «машина — краска — запечатываемый материал»; представлены результаты их практической реализации. Получена количественная оценка коэффициента расщепления красочного слоя на выходе из зоны печатного контакта.

В учебном пособии рассматриваются основные свойства сталей и их фазово-кристаллическая структура, управление которой осуществляется термической обработкой. Обсуждается природа основных структурных магнитных параметров ферромагнитных материалов. Объясняется физика корреляционных соотношений между прочностными и магнитными характеристиками. Приведены методические указания к выполнению шести лабораторных работ.

В пособии рассматриваются научные основы динамической идентификации нелинейных систем применительно к оценке состояния человека-оператора, управляющего объектами различного типа. В качестве математической модели для описания динамики человека-оператора используется ряд из ортогональных G-функционалов Винера. Приводится методика расчета ядер этих функционалов по экспериментальным данным. Излагается проблема описания динамики человека-оператора при вибрации и дается методика получения характеристик точности работы системы «человек – машина» при одновременном получении человеком сведений по информационному каналу и воздействии вибрации. Приводится методика оценки степени обученности человека-оператора по результатам испытаний. Дается описание стенда и программного обеспечения, позволяющих получить входную и выходную реализации случайного процесса, необходимые для расчета ядер функционалов.

Систематизирована обширная информация в области современных способов записи аудио- и видеоинформации, ее накопления, хранения и преобразования в различные форматы. Представлены сведения по истории развития, принципам работы, параметрам и характеристикам различных систем записи и архивирования информации. Приведены примеры практической реализации систем записи и хранения аудио- и видеосигналов на различных этапах развития технологической базы.

Рассмотрены характеристики музыкальных и речевых сигналов; звуковые системы телевидения, радиовещания, кинематографа, шоу-бизнеса. Основное внимание в учебнике уделено цифровой звукотехнике, в частности: аналого-цифровому преобразованию аудиосигналов; статистическим и психоакустическим методам компрессии цифровых аудиоданных без потерь (энтропийное, арифметическое и субполосное кодирование, алгоритмы DST и MLP) и с потерями (стандарты MPEG-1, ISO/IEC 11172-3, MPEG-2 ISO/IEC 13818-3 и ISO/IEC 13918-7, MPEG-4 ISO/IEC 14496-3, MPEG D Surround, а также Dolby AC-3, apt-X100, ATRAC); частотной, временной и динамической обработке аудиосигналов, методам получения разнообразных звуковых эффектов. В нем рассмотрены также звуковое оборудование и аппаратно-программные средства аппаратно-студийных комплексов, концертных залов, студий звукозаписи; канальное кодирование и цифровые аудиоинтерфейсы; контроль качества аудиосигналов, систем и устройств.

В монографии освещены современные тенденции и направления развития в области надежностного программирования, которые позволят повысить производительность труда и заметно сократить сроки создания сложных комплексов программ информационно-управляющих систем. Рассмотренные модели и методы дают возможность учесть качественную информацию в рамках формального процесса оптимизации при решении задач многоатрибутивного выбора, что важно для такой области, как программная инженерия N-вариантных систем.

Рассмотрены технология, аппаратно-программное и методическое обеспечение автоматизированного лабораторного практикума по экспериментальному исследованию электрических цепей с удаленным многопользовательским доступом к объектам исследования и средствам измерения и моделированию их на ПЭВМ с помощью системы автоматизированного проектирования Altium Designer 6. Практикум включает 13 лабораторных работ по исследованию цепей первого и второго порядка, избирательных (резонансных) цепей и различных электрических фильтров.

Рассмотрены основные понятия и определения измерительной тех- ники, погрешности средств измерения, структурные схемы и метрологи- ческие характеристики измерительных приборов, основы информацион- но-энергетической теории измерительного преобразования.

Рассмотрены особенности конструкции, передаточные функции и частотные характеристики трансформаторов тока и дифференцирующих измерительных преобразователей тока: катушек Роговского и трансреакторов, применение которых в устройствах для измерения переменных токов, а также для защиты и управления электротехническими комплексами, обеспечивает значительное сокращение массы, повышение точности и быстродействия. Основное внимание уделено инженерным методам расчёта параметров как предлагаемых конструкций катушек Роговского и трансреакторов, так и разработанных авторами устройств для восстановления формы тока (аналоговых и цифровых интегрирующих фильтров), для дифференциальной защиты и защиты электрооборудования от работы в несимметричных режимах. Приводятся примеры таких расчётов и результаты моделирования устройств защиты с помощью программы Micro-Cap.

В монографии изложены методы оценки качества автоматизации производства. Приведена структурная схема автоматизированной системы проектирования печатного издания. Исследована возможность повышения эффективности производства полиграфических предприятий с помощью подбора кадров необходимой квалификации. Описаны алгоритмы оценки специалистов полиграфического производства и кандидатов при найме из внешнего рынка. Приведены принципы работы автоматизированной системы оценки квалификации специалистов полиграфического производства. Рассмотрена структура, основные технологические операции, программные средства и автоматизация учета затрат времени, осуществляемые в системах допечатной подготовки изданий.

Приводятся основные понятия и термины системного анализа и теории принятия решений: лицо, принимающее решения, порядок подготовки решения (регламент), цели, ресурсы, риски и неопределенности, критерии оценки решения. Отмечается роль математического моделирования как способа формирования множества альтернатив решения, дается классификация используемых при этом математических моделей. Показана роль так называемых «мягких» моделей и экспертных оценок при принятии решений в слабоструктурированных системах. Приводятся примеры выбора оптимальных решений на основе формализмов линейного программирования, многокритериальной оптимизации, задач раскроя-упаковки и задач о замене оборудования.

Пособие предназначено для изучения курса «Моделирование», который предусмотрен Государственными образовательными стандартами направлений 552800 и 654600 - Информатика и вычислительная техника. Рассмотрены основные понятия теории математического моделирования. Изложены методы построения моделей программно-аппаратных средств на основе формализмов раскрашенных сетей Петри и цепей Маркова. Приводятся инструкции по выполнению лабораторных работ, а также задачи и упражнения для самостоятельного выполнения.

В пособии приведено описание стендов для исследования динамики механических систем с упругими связями и методические рекомендации для выполнения лабораторных работ на базе данных стендов по дисциплине "Теория автоматического управления".

Вторая часть практикума посвящена идентификации динамических объектов и моделированию систем автоматического управления нелинейными динамическими объектами посредством идентифицирующих нейросетевых регуляторов. Практикум предназначен для студентов технических вузов направления и специальности «Автоматизация технологических процессов и производств», а также может быть полезен специалистам в области моделирования современных систем автоматического управления.

Пятое издание учебного пособия по дисциплине «Теория автоматического управления» подготовлено на основе лекций по соответствующему учебному курсу, который на протяжении многих лет вели авторы на кафедре автоматики Новосибирского государственного технического университета (НГТУ). Процедуру расчета регуляторов для соответствующего класса систем иллюстрируют примеры, помещенные в конце каждой главы. Материал пособия представлен в удобной для учебного процесса форме, добавлены задачи для самостоятельного решения, что позволяет использовать его не только на практических занятиях, но и при самостоятельном изучении дисциплины.

Вторая часть пособия посвящена моделированию интеллектуальных систем, в основе функционирования которых лежат методы составляющих концепции мягких вычислений – фазиматематика и нейроматематика.

Изложены необходимые теоретические основы, приведены функциональные схемы стендов лаборатории «Промышленная автоматизация». Составлены программы и методические указания к проведению лабораторных работ на шести стендах лаборатории. Приведена рекомендованная литература, технические описания и инструкции по эксплуатации на установленное на стендах оборудование. Предназначено для студентов, изучающих автоматизацию технологических процессов.

B учебном пособии приводятся рекомендации и задачи для выполнения индивидуальных заданий по курсу «Цифровые системы управления». Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению 220200 – «Автоматизация и управление».

Изложены базовые принципы проектирования автоматизированных измерительных систем с использованием системы графического программирования LabVIEW, технических и программных средств корпорации National Instruments. Рассмотрены физические принципы восприятия и предварительной обработки измеряемых величин, схемы подключения датчиков и согласования их с измерительной аппаратурой, реализация типовых процедур измерения с помощью встраиваемых в компьютер устройств сбора данных.