Физические основы гироскопии

Построен на основе школьных курсов физики, математики и векторной алгебры, читаемой в первом семестре. Основные разделы: применение и классификация гироскопов, гироскопы в живой и неживой природе; кинематика и элементы конструкции гироскопа в кардановом подвесе; ускорение Кориолиса – вывод из геометрических соображений; правило прецессии гироскопа – вывод на основании второго закона Ньютона и понятия ускорения Кориолиса; правило гироскопического момента; примеры действия гироскопического момента; основные свойства двухстепенного гироскопа; двухстепенные гироширот и гирокомпас Фуко; понятие силы инерции и ее применение для построения акселерометров; электромеханические устройства – датчики углов и датчики моментов; применение закона Ома и законов электромагнетизма (закона Ампера и электромагнитной индукции) для построения измерительных и исполнительных устройств; применение закона Архимеда для построения поплавковых приборов.

Прикладная теория гироскопов

Является базовым курсом при изучении гироскопических приборов и систем.
Часть 1.
Свойства трехстепенного и двухстепенного гироскопа (ДГ); элементы теории трехстепенного гироскопа (ТСГ) в кардановом подвесе – составление уравнений движения методами Лагранжа, Эйлера и Даламбера; линеаризация уравнений – технические и прецессионные уравнения; поведение гироскопа при различных типовых воздействиях – нутация, прецессия, интерпретация движения гироскопа на картинной плоскости, передаточные функции ТСГ как звена системы автоматического управления, особенности уравнений и поведение гироскопа во вращающейся системе координат; гироскопические приборы ориентации подвижных объектов– гироскопические вертикали (авиагоризонты), гирокомпасы и гирополукомпасы, двухстепенные дифференцирующие и интегрирующие гироскопы.
Часть 2.
Гироскопические стабилизаторы – назначение и классификация по системным признакам; одноосные гироскопические стабилизаторы (ОГС) – классификация по роли гироскопического момента; одноосные силовые, индикаторные и индикаторно-силовые (датчиках угловых скоростей и поплавковых интегрирующих гипроскопах) гироскопические стабилизаторы – уравнения движения, передаточные функции и структурные схемы, анализ устойчивости методом Гурвица, статический синтез контуров стабилизации и управления, динамический синтез контура стабилизации методом логарифмических характеристик, последовательность проектирования; применение ОГС в системах контроля железнодорожного полотна, в стабилизаторах оптических приборов, инклинометрии – определении ориентации ствола скважин.

Гироскопические приборы и системы ориентации и стабилизации

Часть 1.
Двухосные гироскопические стабилизаторы – классификация по конструктивным признакам применения гироблоков, крепления полезной нагрузки и установки стабилизирующих моторов; двухосные силовые гироскопические стабилизаторы (ДСГС) – работа каналов управления и стабилизации, математические модели с учетом взаимосвязи каналов и конструктивных особенностей стабилизирующих моторов; исследование устойчивости и последовательность синтеза контуров стабилизации; приборы ориентации, построенные по схеме ДСГС – силовые гироскопические вертикали (анализ поведения при прямолинейном полете и маневрировании самолета, математическая модель и анализ режима приведения в рабочее состояние), особенности эксплуатации. Двухосные индикаторные гироскопические стабилизаторы (ДИГС) – каналы стабилизации, управления и начальной выставки; математическая модель ДИГС на неподвижном и подвижном основании, особенности синтеза контуров стабилизации с учетом математической модели гироскопа; приборы, построенные по схеме ДИГС – двухосный гиростабилизатор телекамеры (двухкоординатный датчик угловой скорости линии визирования); описание режимов работы – арретирования, поиска объекта наблюдения, слежение за целью, прецессионные уравнения и их анализ. Двухкомпонентные датчики угловых скоростей на основе трехстепенных и двухканальных гироскопов. Основные разделы (
Часть 2.
Рассматриваются трехосные гироскопические стабилизаторы (ТГС) и гироскопические системы, построенные на их основе: курсовертикали курсовых систем и инерциальные курсовертикали.
Классификация ТГС по структурному построению (двухосный ГС в одноосном, одноосный ГС в двухосном, трехосный с внешней и с внутренней азимутальной осью), по типу применяемых гироскопов и их расположению на платформе, особенностям формирования моментов разгрузки.
Теория и особенности построения курсовертикали (КВ) с позиционной коррекцией: прецессионные уравнения горизонтальных каналов и азимутального канала для различных режимов полета, особенности построения каналов стабилизации с учетом типа стабилизирующих моторов, особенности формирования законов управления дополнительной рамой при выполнении фигур высшего пилотажа. Точностные возможности КВ данного типа.
Теория и особенности построения инерциальных курсовертикалей: построение маятниковых систем невозмущаемых силами инерции переносного движения (однокоординатные математические и физические маятники – теорема М. Шулера, возможность практической реализации), моделирование физического маятника М. Шулера гироскопом с интегральной коррекцией; прецессионные уравнения горизонтальных каналов инерциальной курсовертикали и их точностной анализ.
Бескарданная карданная КВ: идея построения и основные функциональные алгоритмы, вопросы приборного построения.

Инерциальные навигационные системы

Содержит общие вопросы построения инерциальных навигационных систем (ИНС) для подвижных объектов различного назначения, включающие – измерение абсолютных ускорений, компенсацию в измерительном канале ускорений Кориолиса, двукратное интегрирование, вычисление абсолютных угловых скоростей для управления платформой с акселерометрами, настройку незатухающих колебаний платформы на период М. Шулера – 84,4 мин (константа Земли наряду с ее радиусом, угловой скоростью и т.д.), классификацию ИНС (платформенные – геометрические, аналитические, полуаналитические и бесплатформенные), технические характеристики, достоинства и недостатки по сравнению с другими навигационными системами.
Часть 1.
Основное уравнение функционирования ИНС в векторной форме для инерциальной системы координат (СК), произвольной вращающейся СК и СК горизонтальной, связанной с Землей; основное уравнение функционирования ИНС в матричной и скалярной формах для СК горизонтальной, связанной с Землей; алгоритмы функционирования ИНС для параметров ориентации в виде сферических координат для четырех типов ориентации в азимуте – географической, ортодромической, географической повернутой на 90° и свободной в азимуте.
Анализ работы вертикального канала ИНС – уравнение погрешностей формирования высоты, доказательство неустойчивости его работы даже за небольшой промежуток времени, необходимость комплексирования этого канала с сигналами баро- и радиовысотомеров.
Вопросы приборного построения ИНС на основе аналоговых вычислительных систем.
Часть 2.
Рассматриваются алгоритмы ИНС полуаналитического типа, предусмат-ривающие реализацию на бортовых ЦВМ. В этом варианте в качестве параметров ориентации используются направляющие косинусы, ИНС превращается в универсальную систему, выдающую в последовательном коде информацию практически о всех навигационных и пилотажных параметрах.
Навигационные алгоритмы формируются на основе векторной алгебры на сфере (эллипсоиде вращения) с учетом основного уравнения ИНС и кинематических уравнений по определению направляющих косинусов, которые пересчитываются в привычные сферические координаты. Основные модули алгоритмов: начальная выставка, включающая приведение измерительных осей акселерометров в заданное положение относительно плоскости горизонта и плоскости географического меридиана; автоматическая балансировка гироскопов – алгоритмы повышения точности; алгоритмы аппаратного и алгоритмического контроля; рабочие алгоритмы определения навигационных параметров – скоростей, координат, траекторных углов ориентации продольной оси самолета и вектора путевой скорости в азимуте относительно заданных направлений и т. д.
Рассматриваются особенности передачи информации в бортовом оборудовании самолета на основе последовательных, биполярных кодов в соответствии с ГОСТ и РТМ.

Бортовые вычислительные навигационные системы

Современные гироскопические системы, системы автоматического управления (автопилоты) и тем более навигационные системы и в частности ИНС, содержат в своем составе либо встроенные вычислители, либо используют ресурсы центральных вычислителей.
В данном курсе рассматриваются вопросы аппаратного и программного построения навигационного вычислителя инерциальной навигационной системы полуаналитического типа с параметрами ориентации в виде направляющих косинусов (ИНС самолетов ИЛ-76, ИЛ-82), а также структура четырехуровневой бортовой цифровой вычислительной системы современного истребителя.

Гироскопы на новых физических принципах

Отражает создание гироскопов на физических принципах, исключающих применение классической схемы гироскопа в кардановом подвесе. Основные разделы: тенденции развития гироскопической техники; сравнительные характеристики гироскопов разных поколений; вибрационные камертонные гироскопы; вибрационные роторные гироскопы; микромеханические гироскопы; динамически настраиваемые гироскопы; сферические гироскопы с неконтактным подвесом ротора: электростатические, магнитные с резонансным подвесом; оптические гироскопы: лазерные и волоконно-оптические; твердотельные волновые гироскопы.

Конструкция элементов приборов и систем.
(Лекции 68 час.; лаб.занятия 17 час.; практические занятия 17 час.; курсовой проект).

Типы опор подвеса и требования к ним. Основные схемы опор. Основные задачи расчета шарикоподшипниковых опор. Расчет осевого зазора опоры в заданном диапазоне изменения температуры опор. Основные способы обеспечения работоспособности опоры. Угловые и линейные погрешности шарикоподшипниковых опор. Расчет угловых и линейных погрешностей шарикоподшипниковых опор. Пути повышения точности вращения шарикоподшипниковых опор. Моменты трения в шарикоподшипниках. Кинематическая и консервативная составляющие момента сил сухого трения опор качения; способы их расчета. Моменты сил сухого трения опор скольжения и верчения и их расчет. Способы уменьшения влияния моментов сил сухого трения на поведение гироскопических устройств Упругие опоры. Магнитные опоры. Датчики угла наклона. Угол застоя и способы его уменьшения. Динамические погрешности. Демпфирующие устройства. Основные типы и принцип действия. Жидкостные и электрические демпфирующие устройства. Способы стабилизации коэффициента демпфирования при изменении температуры среды. Электрические коррекционные моторы Датчики перемещений. Датчики угла трансформаторного типа. Основные соотношения и конструкция типовых датчиков перемещения. Основы выбора параметров датчиков перемещения. Момент обратного воздействия датчика угла и пути его уменьшения. Сельсины и вращающие трансформаторы. Следящие системы, системы дистанционной передачи угла (одно- и двухканальные), системы горизонтальной коррекции, системы широтной коррекции гироскопических приборов и арретирующие устройства.

Проектирование приборов и их эксплуатация.
(Лекции 68 час.; лаб.занятия 17 час.; практические занятия 17 час.; курсовой проект).

Требования, учитываемые при проектировании. Жизненный цикл технической системы. Законы развития технических систем. Системный подход и формализованные методы решения задач проектирования. Декомпозиция модели проектируемого объекта. Формирование задач проектирования. Особенности проектирования гироскопических датчиков навигационных систем. Проектирование гироскопических датчиков угловой скорости. Проектирование гироскопических вертикалей. Проектирование гироскопических полукомпасов. Проектирование магнитных компасов. Понятие магнитной девиации. Магнитные компасы с кардановым подвесом чувствительных элементов. Магнитные компасы без карданового подвеса чувствительных элементов (магнитные компасы с алгоритмической компенсацией магнитной девиации). Проектирование курсовых систем. Принципы построения курсовых систем для летательных аппаратов. Разработка идеологии работы курсовой системы. Выбор основных параметров работы курсовых систем. Проектирование акселерометров. Методы проектирования акселерометров. Основные расчеты. Проектирование интегрирующих гироскопов. Конструктивные особенности.

Навигационные системы.
(Лекции 75 час.; лаб.занятия 34 час.;курсовая работа).

Краткий исторический экскурс. История навигации: история создания и применения навигационных устройств и методов. Системы координат, используемые в воздушной навигации. Земные навигационные системы координат. Географическая система координат. Нормальная сферическая система координат. Ортодромическая сферическая система координат. Частно-ортодромическая система координат. Ортодромия и локсодромия. Время: гринвичское, местное, гражданское. Астрономические системы координат: горизонтальная и экваториальная. Основные параметры и терми-ны звездного неба. Угол прямого восхождения. Угол склонения светила. Гринвичский и местный часовой угол. Па-раллактический треугольник. Полярная система координат. Связь между полярной и частно-ортодромической систе-мами координат. Информационные навигационные поля. Магнитное поле Земли, гравитационное поле Земли. Основные пара-метры информационных навигационных полей Земли. Навигационные светила. Классификация методов навигации.Общая характеристика методов счисления, позиционных и обзорно-сравнительных методов навигации. Технические средства самолетовождения. Классификация технических средств самолетовождения. Основные характеристики технических средств самолетовождения. Метод воздушного счисления пути. Основные понятия и термины. Навигационный треугольник скоростей. Ветер и его характеристики. Алгоритмы воздушного счисления пути в географической системе координат. Метод доплеровского счисления пути. Принцип измерения путевой скорости и угла сноса. Алгоритм доплеровского счисления пути в географической и частно-ортодромической системе координат. Метод инерциального счисления пути. Принцип работы акселерометра. Алгоритм инерциального счисления пути. Идея построения кардановой и бескардановой инерциальных систем. Позиционные радиотехнические устройства навигации. Поверхности и линии положения. Радио дальномерные и радио угломерные навигационные системы. Фазово-гиперболические навигационные системы. Принцип работы. Позиционные астрономические методы и системы навигации. Астрономические линии положения; линии положения постоянного азимута светила, линия постоянной высоты светила. Секстант. Определение положения места ЛА по измерениям параметров ориентации двух светил. Звездно-солнечные ориентаторы. Навигационные устройства, использующие обзорно-сравнительные методы навигации. Принцип комплексирования датчиков курса. Условие инвариантности выходного сигнала курсовой системы к виду закона изменения курса ЛА. Способы реализации устройств системы азимутальной коррекции. Курсовая система типа ТКС-П. Функциональная схема курсовой системы. Режимы работы курсовой системы. Подготовка к полету курсовой системы. Основные операции по управлению курсовой системой в полете по ортодромической линии пути: выставка курсовой системы по опорному меридиану; ввод текущей широты полета; периодиче-ские проверки точности работы курсовой системы; коррекция показаний шкалы условного курса; определение скорости собственного ухода гироскопов в полете; компенсация или учет определенного собственного ухода; переустанов-ка шкал курсовой шкалы при переходе к новому опорному меридиану. Тактико-технические характеристики курсовой системы ТКС-П. Курсовая система типа ГМК. Функциональная схема курсовой системы. Режимы работы курсовой системы. Подготовка к полету курсовой системы. Основные операции по управлению курсовой системой в полете по ортодромической линии пути: выставка курсовой системы по опорному меридиану; ввод текущей широты полета; периодические проверки точности работы курсовой системы; коррекция показаний шкалы условного курса; определение скорости собственного ухода гироскопов в полете; компенсация или учет определенного собственного ухода; переустановка шкал курсовой шкалы при переходе к новому опорному меридиану. Тактикотехнические характеристики курсовой системы ГМК-1Г. Радионавигационные системы ближней навигации . Структурная схема и состав . Принцип работы основных каналов: канала азимута и канала дальности. Применение РСБН. Радионавигационные системы дальней навигации. Принцип действия систем типа LORAN. Основы спутниковой навигации. Принципы построения спутниковых навигационных систем ГЛОНАС, GPS. Основы теории пеленгации светил плоскостью. Измерительная плоскость и плоскость пеленгации. Коэффи-циент чувствительности. Оценка качества плоскости пеленгации: измеряемый параметр - курсовой угол светила; из-меряемый параметр - высота светила. Общее уравнение пеленгации светила плоскостью с подвижного основания. Методы компенсации ошибок пеленгации. Астрономические компасы. Горизонтальный астрономический компас. Экваториальный астрономический компас. Структурные схемы астрономических компасов. Основные режимы работы. Способы компенсации ошибок пеленгации. Особенности работы с потребителями. Технические характеристики. Комплексные навигационные системы (КНС). Информационная избыточность в КНС. Временная и структур-ная избыточность. История развития КНС. История развития методов проектирования КНС. Базовые схемы комплексирования: схемы фильтрации, компенсации и с обратной связью. Анализ свойств ба-зовых схем комплексирования и их сравнительный анализ. Примеры анализа с учетом различных преобразующих операторов измерительных устройств. Построение КНС на основе мажоритарного преобразования изме-ренной информации. Синтез КНС. Методы синтеза КНС: фильтрация по Винеру; фильтрация по Калману. Примеры синтеза и ана-лиза КНС. Воздушно-доплеровская КНС. Астро- воздушно-радиотехническая КНС. Инерциально-доплеровская КНС. Инерциальная вертикаль с фильтром Калмана.

Электроника

Операционные усилители. Суммирование и вычитание на операционных усилителях. Интеграторы и дифференциаторы на основе операционных усилителях. Нелинейные схемы на операционных усилителях: мультивибраторы. Генераторы линейно изменяющихся напряжений. Практическое применение мультивибраторов и генераторов линейно изменяющихся напряжений.
Базовые элементы систем управления и навигации. Датчики курса. Датчики магнитного курса с подвижной магнитной системой. Датчики магнитного курса с индукционным чувствительным элементом. Датчики высоты полета барометрические, радиоволновые, акустические. Датчики скорости полета манометрические, термодинамические, тепловые, ультразвуковые. Датчики числа М. Датчики вертикальной скорости. Централи скорости и высоты.
Системы автоматического управления подвижными объектами. Автоматическая стабилизация и управление дистанционно-пилотируемыми летательными аппаратами (ДПЛА) крылатой аэродинамической схемы. Автоматическая стабилизация и управление осесимметричными летательными аппаратами. Системы управления вращающимися летательными аппаратами. Стабилизация и управление полетом экраноплана.
Навигационные системы. Методы навигации летательных аппаратов. Методы воздушного счисления пути, метод доплеровского счисления пути. Метод инерциального счисления пути. Технические средства самолетовождения. Позиционные радиотехнические устройства навигации. Позиционные астрономические методы и системы навигации. Навигационные устройства, использующие обзорно-сравнительные методы навигации. Навигационные гироскопические полукомпаса. Курсовые системы. Курсовые системы типа КС-6, ТКС-П, ГМК-1Г. Радионавигационные системы. Основы спутниковой навигации. Астрономические компасы ДАК-ДБ-5В, ДАБ-Б.
Специальные электронные преобразователи в приборах ориентации, стабилизации и навигации. Преобразователи аналоговых сигналов. Функциональные узлы цифровой автоматики. Логические элементы. Схемы слежения и хранения. Цифроаналоговые преобразователи. Аналого-цифровые преобразователи. Преобразователи непрерывных величин в код. Преобразователи фаза - постоянное напряжение - код. Преобразователи фаза - частота - код.
Проектирование и конструирование систем управления. Требования к системам автоматического управления летательными аппаратами. Проектирование автоматов устойчивости, автоматов демпферов. Проектирование автоматов угловой стабилизации с изолированной и связанной работой каналов. Проектирование систем управления высотой полета и систем управления центром масс в боковой плоскости. Построение автоматов тяги. Построение систем управления беспилотными летательными аппаратами. Построение бортовых систем управления легких средних и тяжелых самолетов. Системы цифрового управления самолетов. Задачи обеспечения безопасности работы бортовых систем управления.

Информационные сети и телекоммуникации

Назначение, функции, состав, структура, характеристики и классификация информационных сетей; многоуровневые архитектуры информационных сетей; информационные трассы; супертрассы; технологическое ядро информационных трасс; разновидности каналов: проводные; оптоволоконные, радиоканалы, спутниковые каналы, методы передачи данных на физическом уровне; методы передачи данных на канальном уровне; рекомендации и стандарты в области кодирования и сжатия информации, каналообразующая аппаратура, режимы переноса информации: коммутация каналов, многоскоростная коммутация каналов, быстрая коммутация каналов, асинхронный режим переноса, быстрая коммутация пакетов, трансляция кадров, коммутация пакетов; узлы сети пакетной коммутации; организация доступа к сетям пакетной коммутации в монопольном и пакетном режимах; конфигурация сетей на радиоканалах; архитектура сетей при использовании спутниковых каналов; внутренняя организация сетей трансляции кадров; архитектура и сервисы цифровых сетей интегрального обслуживания; модель протоколов широкополосных цифровых сетей интегрального обслуживания; сетевые интерфейсы при асинхронном режиме переноса информации; стандарты сопряжения информационных сетей; организация и сопровождение серверов информационных сетей; доступ к базам данным информационных сетей; тенденции и перспективы развития информационных сетей.

Автоматизированные информационно-управляющие системы

Общая характеристика автоматизированных информационно-управляющих систем (ИУС), основные классификационные признаки и классификация ИУС, основные проблемы, решаемые при разработке ИУС; системный подход и последовательность разработки ИУС, формализация структуры ИУС, проблема принятия решения в ИУС, формализация элемента принятия решения, особенности ИУС реального времени, обеспечивающие подсистемы ИУС и их характеристики, перспективные направления развития ИУС, проблема адаптации ИУС к области применения, интеллектуализация ИУС, перспективные информационные технологии проектирования ИУС.

Технологические процессы и производства

Технологические процессы отрасли: классификация, основное оборудование и аппараты, принципы функционирования, технологические режимы и показатели качества функционирования, расчет основных характеристик, оптимальные режимы работы; анализ технологических процессов и оборудования для их реализации, как объектов автоматизации и управления, управляемые выходные переменные, управляющие и регулирующие воздействия, статические и динамические свойства технологических объектов управления; производства отрасли: структурные схемы построения, режимы работы, математические модели производств, анализ производств как объектов управления, технико-экономические критерии качества функционирования и цели управления.

Технические измерения и приборы

Государственная система приборов: принципы построения, классификация средств измерения и автоматизации, основные ветви системы, нормирование характеристик средств измерения и автоматизации; типовые структуры средств измерения, информационно-измерительная система; виды технических измерений; измерение геометрических и механических величин, температуры, давления, уровня, расхода; определение свойств и состав веществ, экологических переметров, контроль качества продукции; метрологическое обеспечение технических измерений.

Технические средства автоматизации

Типовые технические средства автоматизации: классификация, назначение, основные характеристики; электрические, электронные, пневматические, гидравлические и комбинированные средства автоматизации; регулирующие устройства и автоматические регуляторы, исполнительные механизмы, интерфейсные устройства; микропроцессорные средства.

Интегрированные системы проектирования и управления

Интегрированные системы проектирования и управления производствами отрасли: основные понятия интегрированной системы, функции и структуры интегрированных систем, взаимосвязь процессов проектирования, подготовки производства и управления производством, математическое, методическое и организационное обеспечение, программно-технические средства для построения интегрированных систем проектирования и управления; SCADA системы, их функции и использование для проектирования автоматизированных систем управления, документирования, контроля и управления сложными производствами отрасли; примеры применяемых в отрасли SCADA систем.

Автоматизация технологических процессов и производств

Подготовка технологических процессов и производств к автоматизации: модернизация и механизация оборудования, диспетчеризация; характеристики и модели оборудования; автоматизация технологических процессов на базе локальных средств, выбор, разработка и внедрение локальных автоматических систем; автоматизированные системы управления технологическими процессами, их функции и структуры; автоматизация управления на базе программно-технических комплексов; обоснование и разработка функций системы управления, информационного, математического и программного обеспечения; интегрированные системы автоматизации и управления технологическими процессами, производствами и предприятиями, этапы разработки и внедрения.

Надежность систем управления

Показатели надежности технических и программных средств автоматизации, методы определения показателей надежности; надежность и эффективность систем автоматизации; методы повышения надежности и эффективности программно-технических средств и систем автоматизации.

Проектирование систем управления

Системный подход к проектированию, стадии и этапы проектирования систем управления, организация проектирования, проектная документация; автоматизированное проектирование систем управления.

Элементы и устройства систем управления

Основные свойства элементов. Статические и динамические характеристики элементов. Датчики механических величин. Потенциометрические и индуктивные датчики перемещений. Оптикоэлектронные датчики накапливающего и считывающего типа. Измерение скорости и ускорения. Измерение усилий и моментов.

Системы автоматического управления

Классификация систем автоматического управления. Системы управления механическим положением объекта. Методы формирование сигнала рассогласования. Составление математических моделей механических объектов. Модель исполнительных устройств. Специальные виды приводов. Особенности синтеза регулятора САУ механических систем. Системы управления тепловым режимом объектов. Технические средства измерения и регулирования параметров тепловых режимов. Математические модели тепловых процессов. Особенности синтеза регуляторов САУ тепловых процессов.

Системы технического зрения

Органы зрения в живой природе. Задачи, решаемые системами технического зрения. Характеристики электромагнитного излучения. Типы фотоприемников. Панорамные фотоприемники. Формирование видеосигнала. Запись изображения в ЦВМ. Математическое описание процессов обработки изображений. Двумерное преобразование Фурье и его свойства. Обработка изображений - фильтрация, выделение контуров. Определение количественных характеристик изображения - площадь, периметр, положение в кадре. Задача распознавания образов в системах технического зрения. Виды признаков. Методы распознавания объектов.

Механизация и автоматизация сварных и смежных технологических процессов

Структура сварочного производства: стадии производства сварных конструкций. Виды механизации и автоматизации. Заготовительное, сварочное, вспомогатель-ное и подьемно-транспортное оборудование. Комплексная механизация и автома-тизация заготовительных и сборочно-сварочных работ. Применение промышлен-ных роботов в составе робототехнических комплексов (РТК) для автоматизации заготовительных и сборочно-сварочных работ Оборудование РТК для автоматиза-ции заготовительных и сборочно-сварочных работ. Проектирование бункерных загрузочных устройств с вибрационным транспортным движением лотков. Конст-рукции и принципы построения пассивных ориентирующих устройств. Конструк-ции и проектирование механизмов активных ориентирующих устройств с контро-лем положения деталей. Транспортно-складское оборудование гибких производ-ственных систем.

Автоматизированное проектирование систем и средств управления

Анализ существующих процессов проектирования систем управления (СУ); Общие сведения о проектировании систем автоматического управления (САУ): САУ как объекты проектирования, требования к проектированию и производству САУ как специфическому классу технических систем, основные этапы развития САПР САУ. Типовая структура процесса проектирования САУ, структурно-функциональные, математические и информационные модели процесса проектирования САУ. Анализ возможности автоматизации типовых процедур проектирования САУ. Структура САПР САУ, задачи и функции основных подсистем САПР САУ. Методы и алгоритмы автоматизации процедур анализа и синтеза регуляторов САУ, методы моделирования САУ, применяемые в САПР. Автоматизация конструкторского и технологического проектирования электронных компонентов систем управления; автоматизированное построение электрических принципиальных схем, автоматизированное размещение элементов на печатных платах, трассировка соединений и подготовка производства печатных плат

Информационно-управляющие системы энергосбережения

Общая характеристика автоматизированных информационно-управляющих систем (ИУС), основные классификационные признаки и классификация ИУС. Основы теории информационных систем и реляционных баз данных. Функции поддержки управленческих решений и их реализация в системах организационно-экономического управления. Системы промышленной автоматизации, их характеристика, особенности и тенденции развития. Специфика программного обеспечения систем промышленной автоматизации, определение систем реального времени. Средства разработки программного обеспечения систем промышленной автоматизации, стандарты программирования промышленных контроллеров. Принципы и методы построения автоматизированных систем технологическими процессами (АСУ ТП), SCADA-системы. Цели, методология и средства коммерческого учета энергоносителей. Принципы создания автоматизированных систем комплексного учета энергоресурсов (АСКУЭ). Задачи и функции АСКУЭ промышленных предприятий. Структура АСКУЭ, централизованные и децентрализованные АСКУЭ, межуровневые интерфейсы АСКУЭ. Концепции и алгоритмы измерения тепловой энергии Принципы выбора системы учета тепловой энергии Опыт разработки систем оперативного контроля и учета энергопотреблением энергоресурсов. Применение информационных и информационно-управляющих систем в энергосбережении.

Электроника

I  Часть.
Статистические линейные электронные устройства на основе операционных усилителей; электронные фильтры (теория и техническая реализация); генераторы сигналов; элементы оптико-электроники.

II Часть.
Коммутационные устройства, основные схемы коммутации электрических сигналов и их реализация (электроконтактные коммутаторы, диодные и транзисторные коммутаторы; КМОП - коммутаторы); тиристоры и силовые коммутационные устройства на их основе; компараторы сигналов (простейшие, двухпороговые с гистерезисом, прецизионные); цифро-аналоговые преобразователи и аналого-цифровые преобразователи; аналоговые и цифровые устройства измерения и преобразования параметров сигналов переменного тока; источники питания электронных устройств.

Курс читается на кафедре с 1993 г. студентам специальности 210100 (Управление и информатика в технических системах) всех форм обучения (дневная, вечерняя, заочная) в 5-6 или в 6-7 семестрах обучения. Базовый объем лекционных занятий - 68 учебных часов.

Элементы и устройства технических средств охраны

I Часть.
Основные угрозы, методы и средства их нейтрализации; Охранные извещатели (электроконтактные, радиоволновые, ультразвуковые, разбития стекла); пожарные извещатели (дыма, открытого пламени, температуры); периметральные системы охраны.
II Часть.
Шлейфы сигнализации; приемно-контрольные приборы и контрольные панели систем сигнализации; программирование ПКП и КП; автомобильные охранные системы; системы контроля и управления доступом (идентификация, заграждающие устройства, программное обеспечение).

Курс читается с 2001 года студентам, руководящим работникам и специалистам в рамках программы подготовки и профессиональной переподготовки специалистов "Проектирование и эксплуатация технических средств охраны и пожарной автоматики.

Конструирование манипуляционных механизмов

Конструирование по критериям прочности и жесткости многозвенных манипуляционных механизмов (ММ) с ангулярной сферической, сложной сферической и цилиндрической рабочими зонами. Исполнительные системы роботов и робототехнических комплексов: Принципы построения, компоновки и устройства пневматических, гидравлических, электрических и комбинированных исполнительных систем роботов и РТК, основные их характеристики и порядок выбора и расчета.

Гидравлические и пневматические устройства автоматики

Рабочие тела и их характеристики; источники гидравлической и пневматической энергии, их классификация, устройство и принцип действия и характеристики каждого класса; исполнительные устройства гидравлических и пневматических устройств автоматики; аппаратура настройки, регулирования и управления; примеры гидравлических и пневматических систем автоматического управления; понятия о гидравлических и пневматических вычислительных устройствах.