ISSN 1991-2927
 

АПУ № 2 (48) 2017

«Автоматизация процессов управления» № 1 (43) 2016

Содержание
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
УДК 621.377

Иванов Александр Куприянович, ФНПЦ АО «НПО «Марс», доктор технических наук, заслуженный деятель науки и техники Ульяновской области, окончил физический факультет Иркутского государственного университета, аспирантуру Московского высшего технического училища им. Н.Э. Баумана, докторантуру Ульяновского государственного технического университета. Главный научный сотрудник ФНПЦ АО «НПО «Марс». Имеет монографии, учебное пособие, статьи в области математического моделирования иерархических АСУ реального времени. [e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. ]А.К. Иванов

Построение и исследование динамических моделей информационных процессов в сложных системах000_1.pdf

Исследованы следующие схемы обработки информации в сложных системах: последовательная схема с различным числом объектов; иерархическая схема с двумя и тремя уровнями при передаче информационных ресурсов от низших уровней к высшим уровням; иерархическая схема с двумя и тремя уровнями при передаче информационных ресурсов от высших уровней к низшим уровням. Для всех рассмотренных схем построены математические модели в виде систем линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами при следующих упрощающих предположениях: объем информационных ресурсов не меняется при обработке; скорость обработки информации на объектах зависит линейно от объема информационных ресурсов; выбрана область значений постоянных коэффициентов уравнений, позволяющая получить аналитические решения. Получены аналитические решения систем дифференциальных уравнений, устанавливающие зависимости объема информационных ресурсов от времени на каждом объекте рассмотренных схем обработки информации. Показана принципиальная возможность аналитических решений для произвольного числа объектов в последовательной схеме и произвольного количества уровней иерархической системы.

Динамические модели, обработка информации, сложные системы, дифференциальные уравнения.

УДК 621.39

Шестаков Александр Викторович, АО «НИИ «Рубин», кандидат технических наук, окончил Ленинградское Высшее военное инженерное училище связи, первый заместитель генерального директора АО «НИИ «Рубин» по качеству, старший научный сотрудник. Имеет статьи, изобретения в области анализа и синтеза информационных систем. [e-mail: inforubin@rubin-spb.ru]А.В. Шестаков

Метод обоснования структурно-параметрического подобия опытного района действующей системе связи000_2.pdf

В статье рассматриваются вопросы поиска решений, направленных на модернизацию действующих систем связи на базе перспективных технологий. По результатам анализа делается обоснованный вывод о том, что перспективным направлением в этой области является использование для обоснования системотехнических решений по построению и модернизации систем связи решений опытных районов. Однако это требует, чтобы опытные районы обладали заданной степенью подобия с оригиналом - действующей системой связи. Показано, что целесообразным для этого решением является применение графовой модели системы связи и способа спарсификации графов, позволяющих получать семплы (графы меньшей размерности), обладающие изоморфностью по отношению к исходному графу. Приводится последовательность формирования графовой модели опытного района с применением способа спарсификации. Показано, что в результате спарсификации исходного графа будет получена сжимающая последовательность семплов (подграфов), отображающих структуру действующей системы связи на соответствующем этапе ее модернизации, в т. ч. в опытном районе. Приводится состав семплов последовательности для заданного количества этапов модернизации действующей системы связи, получаемой с применением способа спарсификации исходного графа. На этой основе формулируется постановка задачи формирования опытного района на основе структурно-параметрического построения действующей системы связи, приводится аналитический аппарат и алгоритм. Представлены решения по расширению области применения предложенного алгоритма для целей формирования структурного построения системы связи для очередного этапа ее модернизации. Приводятся аналитические соотношения в части целевой функции и условий решения задачи. В итоге излагается метод последовательного преобразования структуры действующей системы связи в опытный район с обеспечением его структурно-параметрического подобия оригиналу - системе связи (изоморфной системе связи, когда между их элементами, а также функциями, свойствами и отношениями, имеющими смысл для этих систем, существует или может быть установлено взаимнооднозначное соответствие) в виде совокупности соответствующих процедур.

Автоматизированные системы управления, сети связи специального назначения, граф сети, графовая модель, опытный район, спарсификация, семплы, изоморфность.

УДК 629.7.05

Дегтярев Алексей Робертович, АО «УКБП», аспирант Ульяновского государственного технического университета, окончил факультет информационных систем и технологий УлГТУ, инженер АО «УКБП». Специализируется в области создания и разработки аппаратуры систем летательных аппаратов и наземной техники. [e-mail: alexmind@rambler.ru]А.Р. Дегтярев,

Киселев Сергей Константинович, Ульяновский государственный технический университет, доктор технических наук, начальник Управления информатизации УлГТУ, профессор кафедры «Измерительно-вычислительные комплексы» УлГТУ. Окончил Ульяновский политехнический институт по специальности «Авиаприборостроение». Область научных интересов - разработка методов, моделей, алгоритмов, оборудования для автоматизации производства, диагностики, тестирования авиационных приборов, организация НИР и ОКР. Имеет монографии, статьи и патенты в области приборостроения. [e-mail: ksk@ulstu.ru]С.К. Киселев

Надежность реконфигурирующихся комплексов интегрированной модульной авионики000_3.pdf

В статье кратко рассмотрены проблемы расчета надежности для многопроцессорных систем. Обозначены недостатки статистического метода расчета применительно к реконфигурирующимся комплексам бортового оборудования (КБО). Описана процедура проведения предварительной оценки безопасности проектируемой системы. В качестве примера взят КБО вертолета, который способен функционировать в режиме крейсерского полета и режиме взлета/посадки. Представлено описание режимов его работы, построен граф функциональной и аппаратной структуры, учитывающий критичность функций, потоки данных между ними и особенности аппаратной платформы. Проведена оценка эффективности разработанных алгоритмов реконфигурации путем анализа деревьев неисправностей для классической федеративной архитектуры с двойным резервированием и архитектуры интегрированной модульной авионики, состоящей из одного крейта с резервированным коммутатором. Построены соответствующие деревья и представлены численные результаты расчетов надежности. Даны рекомендации по усовершенствованию алгоритмов реконфигурации с целью дальнейшего повышения показателей надежности. Обозначена невозможность реализации реконфигурации на существующих комплексах с динамически перестраиваемой архитектурой, не обеспечивающих повышенные требования к надежности комплексов и не соответствующих новым стандартам проектирования аппаратуры авиационного применения.

Многопроцессорные вычислительные системы, реконфигурация, надежность, дерево неисправностей.

УДК 621.316:004.942: 519.853

Рожкова Светлана Александровна, МГУ им. Н.П. Огарева, окончила факультет математики и информационных технологий Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарева, аспирант, преподаватель кафедры «Системы автоматизированного проектирования» МГУ им. Н.П. Огарева. Имеет статьи в области разработки математических моделей управления электрическими нагрузками. [e-mail: rozhkova_sa@mail.ru]С.А. Рожкова,

Белов Владимир Федорович, МГУ им. Н.П. Огарева, доктор технических наук, профессор, окончил факультет электронной техники МГУ им. Н.П. Огарева, заведующий кафедрой «Системы автоматизированного проектирования» МГУ им. Н.П. Огарева. Имеет статьи, монографии, изобретения в области проектирования автономных электроэнергетических систем с управляемыми показателями качества электрической энергии. [e-mail: belovvf@mail.ru]В.Ф. Белов

Оптимизация расписания работы локального накопителя электрической энергии000_4.pdf

Современная энергетика характеризуется устойчивыми тенденциями развития малой распределённой энергетики (микросетей) и внедрением возобновляемых источников электрической энергии в качестве её элементов. В таких системах стало актуальным и возможным применение локальных накопителей электрической энергии для автоматического управления её потреблением. Эти устройства существенно повышают надежность и энергетические характеристики электроснабжения за счет оптимального выбора источников электрической энергии и их оперативного подключения к потребителям. В рамках данной статьи рассматривается алгоритм оптимального управления системой электроснабжения, состоящей из двух источников энергии - накопителя и центральной системы электроснабжения с дискретной тарификацией. Приведена постановка задачи генерации алгоритма оптимального управления, как задачи составления расписания работы накопителя электрической энергии по критерию минимизации затрат на электроснабжение потребителей. В пределах заданного в расписании интервала времени обеспечивается микропроцессорное управление силовой схемой накопителя. В качестве численного метода оптимизации обоснован выбор метода роя частиц. Проведена серия вычислительных экспериментов, на основе результатов которых сделан вывод об эффективности алгоритма оптимизации управления работой накопителя электрической энергии, а также даны рекомендации по его дальнейшему усовершенствованию для программирования микропроцессора.

Управление, микросеть, энергопотребление, накопитель электрической энергии, оптимизация, нелинейное программирование, метод роя частиц.

УДК [004.9.+004.7]: 621.3

Черный Сергей Григорьевич, Керченский государственный морской технологический университет, кандидат технических наук, окончил Херсонский национальный технический университет. Доцент кафедры «Электрооборудование судов и автоматизация производства» Керченского государственного морского технологического университета. Имеет публикации в сфере экспертных систем и морских буровых платформ. [e-mail: sergiiblack@gmail.com]С.Г. Черный,

Жиленков Антон Александрович, Керченский государственный морской технологический институт, кандидат технических наук, окончил Керченский государственный морской технологический институт. Доцент кафедры «Электрооборудование судов и автоматизация производства» КГМТУ. Имеет публикации в сфере энергетических систем. [e-mail: zhilenkovanton@gmail.com]А.А. Жиленков

Моделирование управления процессами в сложных системах при недетерминированных возмущающих воздействиях000_5.pdf

В статье представлены результаты разработки компьютерной модели автономной электроэнергетической станции с основными источниками энергии, имеющими приводные газодизельные двигатели и управляемыми микроконтроллерной системой. Модель позволяет решить широкую гамму задач, касающихся как управления в автономной электроэнергетике, так и обеспечения необходимых показателей качества электроэнергии в электроэнергетических системах, где основными источниками электроэнергии являются работающие в параллель газодизель-генераторные агрегаты, чувствительные к изменениям нагрузки на валу. Разработаны комбинированные модели в системе «Proteus» и Matlab/Simulink. В статье решается актуальная задача обеспечения устойчивой параллельной работы двух и более газодизель-генераторов в составе автономной электроэнергетической системы морских буровых платформ и объектов водного транспорта. Рассматриваются условия работы такой системы в составе автономной буровой платформы, где резкие изменения в нагрузке электрической сети делают невозможным применение газодизель-генераторов, поскольку последние характеризуются высокой нестабильностью частоты оборотов.

Показатели качества, газодизель-генератор, буровые платформы, комбинированные модели.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
УДК 004.67(85)+519.87

Ветров Анатолий Николаевич, СПбГЭТУ «ЛЭТИ», окончил Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» по специальности «Управление и информатика в технических системах» и Международный банковский институт по специальности «Финансы и кредит», ассистент кафедры «Автоматика и процессы управления» СПбГЭТУ «ЛЭТИ». Имеет научные работы в области системного и финансового анализа на основе технологии когнитивного моделирования. [e-mail: vetrovan@nwgsm.ru]А.Н. Ветров

Основной диагностический модуль в системе автоматизированного обучения со свойствами адаптации000_6.pdf

Основной диагностический модуль реализует автоматизацию диагностики уровня остаточных знаний контингента обучаемых (УОЗО) посредством использования сформированного набора тестов по разным предметам изучения, которые содержатся в базе данных. Тестирование УОЗО является актуальной и сложной структурированной научно-технической задачей, реализуется посредством использования диагностических комплексов и программных модулей, сводится к предъявлению заранее предустановленной последовательности вопрос-ответных структур различных заданий теста по определенной дисциплине на основе заданных параметров алгоритма тестирования для непосредственной идентификации и оценки достигнутого УОЗО, а также выработанных испытуемыми умений и навыков посредством практического использования разнородных технических средств разного профиля и назначения.

Информационно-образовательная среда, система автоматизированного обучения, диагностический модуль, технология когнитивного моделирования, когнитивная модель, конфигурируемая функция оценивания, интервальная шкала оценки.

УДК 004.891

Захаров Андрей Владимирович, Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы, кандидат физико-математических наук, окончил Естественнонаучный факультет Уфимского государственного авиационно-технического университета. Доцент кафедры прикладной информатики ФГБОУ ВПО БГПУ им. М. Акмуллы. Имеет научные труды в области оценивания многомерных данных. [e-mail: andrewzakhar@mail.ru]А.В. Захаров,

Рамазанова Рузана Разифовна, Башкирскийо государственный педагогический университет им. М. Акмуллы, окончила Институт профессионального образования и информационных технологий Башкирского государственного педагогического университета им. М. Акмуллы. Аспирант кафедры прикладной информатики ФГБОУ ВПО БГПУ им. М. Акмуллы. Имеет труды в области управления информационными системами. [e-mail: ramazanova.ruzana@mail.ru]Р.Р. Рамазанова

Автоматизированная система рейтингового управления000_7.pdf

Рассматривается система, состоящая из набора типовых подсистем. Каждая подсистема имеет рейтинговое значение, которое оказывает влияние на поддержку подсистемы. Методология управления включает этапы: Выбор набора показателей подсистем (а также их распределение по группам).1. Определение влияния каждого показателя на увеличение конкурентоспособности подсистем.2. Задание значимости каждой группы показателей на очередной период.3. Цикл управления подразумевает три шага этапа: Задание начальной методики расчета рейтингов подсистем.1. Вычисление рейтингов за определенный период.2. Коррекция методики расчета рейтингов подсистем на следующий период.3. Автоматизация управления системой также может быть проведена в двух направлениях: Сбор данных о подсистемах и расчет рейтингов подсистем.1. Поддержка принятия решения об управляющем воздействии.2. Рассмотрена и описана в терминах автоматического управления система поддержки решений. Система использует базы данных подсистем и состоит из двух уровней. Нижний уровень системы поддержки принятия решений используется для вычисления рейтингов в соответствии с предлагаемой методологией. Высший уровень состоит из двух модулей: констатирующего и решающего. Рассчитываются теоретические оценки системы управления, в частности: оценки для случая подсистем с равными и неравными коэффициентами эффективности, асимптотическая оценка лидирующей подсистемы. Также приводится типовой расчет коэффициентов эффективности для факультетов университета.

Системный анализ, рейтинговое управление системами, система поддержки принятия решения, система рейтингов, оценка управления системой, асимптотическая оценка поведения системы, автоматизация управления.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
УДК 621.396.96

Васильев Константин Константинович, Ульяновский государственный технический университет, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники РФ, член-корреспондент АН республики Татарстан. Окончил радиотехнический факультет и аспирантуру Ленинградского электротехнического института им. В.И. Ульянова (Ленина). Заведующий кафедрой «Телекоммуникации» Ульяновского государственного технического университета. Имеет монографии, учебные пособия и статьи в области статистического синтеза и анализа информационных систем. [e-mail: vkk@ulstu.ru]К.К. Васильев,

Павлыгин Эдуард Дмитриевич, ФНПЦ АО «НПО «Марс», кандидат технических наук. Окончил радиотехнический факультет Ульяновского политехнического института. Первый заместитель генерального директора по науке ФНПЦ АО «НПО «Марс». Имеет статьи в области статистических методов обработки сигналов. [e-mail: mars@mv.ru]Э.Д. Павлыгин,

Гуторов Александр Сергеевич, ФНПЦ АО «НПО «Марс», окончил радиотехнический факультет УлГТУ, аспирант УлГТУ. Главный конструктор ФНПЦ АО «НПО «Марс». Имеет статьи в области статистических методов обработки сигналов. [e-mail: gutorov_as@mail.ru]А.С. Гуторов

Построение траекторий маневрирующих целей на основе сплайнов и фильтра калмана000_8.pdf

Рассмотрены алгоритмы сопровождения радиолокационных целей на основе применения алгоритмов калмановской фильтрации и сглаживающих сплайнов, позволяющих производить оценку параметров движения в отсутствии точной информации о динамической модели. Проведен сравнительный анализ эффективности алгоритмов при различных видах траекторий. Установлено, что при интенсивном маневрировании и достаточно точных первичных измерениях алгоритмы на основе сплайнов - апроксимации кривой с использованием сплайн-функций - имеют небольшие погрешности, просты для программной реализации и требуют немного вычислительных ресурсов. Вместе с тем, для плавно изменяющихся траекторий с известными статистическими характеристиками предпочтение следует отдавать калмановским методам - рекурсивным фильтрам, оценивающим вектор состояния динамической системы. В условиях неопределенности относительно динамических характеристик цели предложено использовать многомодельные многовариантные процедуры построения траекторий. На основе имитации радиолокационной обстановки получены экспериментальные результаты, позволяющие подтвердить работоспособность и эффективность разработанных алгоритмов и программного обеспечения.

Радиолокация, обнаружение, различение, оценивание, фильтрация, сплайн, имитационное моделирование.

УДК 531.1; 531.66; 004.942

Ивашкин Александр Игоревич, Ульяновский государственный технический университет, аспирант, окончил машиностроительный факультет Ульяновского государственного технического университета. Имеет статьи в области моделирования процессов. [e-mail: tpm@ulstu.ru]А.И. Ивашкин,

Манжосов Владимир Кузьмич, Ульяновский государственный технический университет, доктор технических наук, профессор, окончил машиностроительный факультет Фрунзенского политехнического института, профессор кафедры «Теоретическая и прикладная механика и строительные конструкции» УлГТУ. Имеет статьи, монографии, изобретения в области динамики машин, моделирования процессов удара. [e-mail: v.manjosov@ulstu.ru]В.К. Манжосов

Моделирование напряженно-деформированного состояния стержня ступенчато-цилиндрической формы при столкновении с жесткой преградой000_9.pdf

Рассмотрена волновая модель продольного удара о жесткую преграду стержня ступенчато-цилиндрической формы. Модель стержня представлена множеством сопряженных элементов малой длины с учётом волновых процессов внутри каждого элемента, преобразования волн на границах сопряжения элементов и неудерживающей связи в ударном сечении. Представлены результаты моделирования, обеспечивающего визуализацию процесса удара, воспроизводящего на экране монитора изменяющуюся во времени картину формирования и распространения волн деформаций в ударной системе, диаграммы напряженно-деформированного состояния стержневой системы в произвольный момент времени в процессе удара.

Продольный удар, волновая модель удара, удар о преграду, моделирование, волны деформаций, распространение волн деформаций.

УДК 519.8

Насонова Екатерина Дмитриевна, Балашовский институт (филиал) Саратовского национального исследовательского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского, кандидат физико-математических наук, окончила физико-математический факультет Балашовского государственного педагогического института, доцент кафедры «Физика и информационные технологии» Балашовского института (филиала) Саратовского национального исследовательского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского. Имеет статьи в области исследования операций. [e-mail: baratovaed@rambler.ru]Е.Д. Насонова

Иерархическое взаимодействие двух коалиций с учетом неопределенного фактора на верхнем уровне000_10.pdf

Сложные системы, как правило, имеют многоуровневую иерархическую структуру, характеризующую неравноправность участников процесса управления, подвержены воздействиям различного рода возмущений и других неопределенных факторов. Для решения задач описания функционирования сложных динамических систем и принятия решений в условиях неопределенности используется аппарат исследования операций, в том числе и методы теории игр. В работе рассмотрена модель иерархического взаимодействия двух коалиций в программных стратегиях при неопределенности с различной степенью информированности. Предполагается, что на нижнем уровне иерархии игроки знают реализовавшееся значение неопределенного фактора, а на верхнем уровне эта информация недоступна. Дано определение решения с использованием принципа гарантированного результата. Исходная максиминная задача на связанных множествах была преобразована к задаче на максимум для функционала со штрафом. Доказаны теоремы существования решения, получена оценка погрешности, условия согласования штрафных констант и необходимые условия оптимальности.

Иерархическая игра, коалиция, неопределенность, метод штрафов.

УДК 531.36: 534.1

Безгласный Сергей Павлович, Самарский государственный аэрокосмический университет им. акад. С.П. Королева, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Теоретическая механика» Самарского государственного аэрокосмического университета им. акад. С.П. Королева. Окончил механико-математический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. Имеет статьи в областях теоретической механики, теории устойчивости и управления, динамики космических систем. [e-mail: bezglasnsp@rambler.ru]С.П. Безгласный,

Мухаметзянова Алена Аликовна, Институт ракетно-космической техники СГАУ им. акад. С.П. Королева, аспирант кафедры «Теоретическая механика» института ракетно-космической техники СГАУ им. акад. С.П. Королева. Окончила факультет Летательных аппаратов СГАУ им. акад. С.П. Королева. Имеет статьи в областях теоретической механики, теории устойчивости и управления. [e-mail: alain.20@mail.ru]А.А. Мухаметзянова

Гравитационная стабилизация и переориентация спутника-гантели на круговой орбите по принципу качелей000_11.pdf

Рассмотрено плоское движение спутника-гантели на круговой орбите, моделируемого весомым стержнем с двумя закрепленными массами на его краях и с перемещающейся вдоль стержня четвертой массой. Управлением считается закон движения подвижной массы вдоль стержня. По принципу действия качелей получены новые ограниченные управляющие законы, решающие задачи о гравитационной стабилизации по отношению к плоским возмущениям радиального положения равновесия спутника и о его диаметральной переориентации на орбите. Задачи решены аналитически на основе второго метода классической теории устойчивости, построены соответствующие функции Ляпунова. Теоретические результаты проиллюстрированы результатами численного моделирования движения системы.

Спутник-гантель, подвижная масса, гравитационный момент, функция ляпунова, асимптотическая устойчивость.

СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
УДК 004.89, 629.7

Павлов Павел Юрьевич, АО «УКБП», аспирант Ульяновского государственного технического университета, окончил самолетостроительный факультет Института авиационных технологий и управления УлГТУ. Инженер-конструктор 2 категории АО «УКБП». Имеет статьи по производственной тематике и классификаторам. [e-mail: pavel.y.pavlov@mail.ru]П.Ю. Павлов,

Соснин Петр Иванович, Ульяновский государственный технический университет, заслуженный работник высшей школы РФ, доктор технических наук, профессор, окончил радиотехнический факультет Ульяновского политехнического института. Заведующий кафедрой «Вычислительная техника» УлГТУ. Имеет многочисленные труды в области концептуального проектирования автоматизированных систем. [e-mail: sosnin@ulstu.ru]П.И. Соснин

Концептуально-алгоритмическое программирование и моделирование в проектировании и изготовлении трубопроводных систем летательных аппаратов000_12.pdf

Одним из важных критериев конкурентоспособности современного авиастроения является длительность цикла подготовки производства и изготовления. Этот критерий интегрально оценивается в условиях многономенклатурного производства, когда детали и сборки разнообразного функционального назначения могут иметь сложную форму и повышенные требования к качеству. Существенный вклад в интегральную оценку вносят подготовка производства и изготовление трубопроводной системы самолета. В статье проведен анализ жизненного цикла трубопроводных систем летательного аппарата на стадии технологической подготовки производства (ТПП) и изготовления, выявлены его недостатки и особенности. Среди недостатков особо выделены большая длительность производственных процессов и высокая стоимость исправления ошибок, допущенных инженерными службами на этапе ТПП. Для устранения данных недостатков предложено использование концептуально-алгоритмического программирования и моделирования действий работников инженерных служб для уменьшения количества ошибок, возникающих из-за человеческого фактора на стадии ТПП, а также для накопления и использования опыта, применение которого предотвращает ошибки. Разработан алгоритм работы с использованием системы накопления опыта на стадии формирования технологического процесса (ТП) и технического задания (ТЗ) на технологическое оснащения (ТО), а также представлены пример формирования ТЗ на проектирование ТО и пример формирования ТЗ на разработку числовых управляющих программ с использованием средств инструментально-моделирующей среды WIQA.

Трубопровод, инженерный персонал, технологическая оснастка, сварка, сборка, подготовка производства.

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА
УДК 621.317.795.2

Абрамов Геннадий Николаевич, Тольяттинский государственный университет, доктор технических наук, профессор кафедры «Промышленная электроника» Тольяттинского государственного университета, Почетный работник высшего профессионального образования России. Имеет научные публикации и патенты в области аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразований моноимпульсных электрических сигналов (МИЭС). [e-mail: yuran_a@mail.ru]Г.Н. Абрамов,

Абрамов Юрий Геннадьевич, магистр техники и технологии по направлению «Электронные приборы и устройства», окончил Тольяттинский государственный университет, системный администратор ООО «Ла- биринт Волга». Имеет научные публикации и патенты в области аналого-цифровых преобразований пара- метров МИЭС. [e-mail: yuran_a@mail.ru]Ю.Г. Абрамов

Повышение качества временных параметров нониусно-импульсных время-цифровых преобразователей000_13.pdf

Во многих областях науки и техники для преобразования временных интервалов в код с субнаносекундным разрешением используются нониусно-импульсные время-цифровые преобразователи (ВЦП). К недостаткам данных ВЦП относятся низкое быстродействие и большое мертвое время преобразования, которые определяются как непосредственно нониусно-импульсным методом, положенным в основу их работы, так и необходимостью вычисления общего цифрового результата преобразования. Поэтому актуальной задачей является повышение быстродействия и уменьшения мертвого времени нониусно-импульсных ВЦП при сохранении их разрешающей способности, что позволяет значительно расширить возможности применения данных ВЦП в задачах преобразования временных интервалов. В представленной статье рассматривается способ улучшения в два раза временных параметров (уменьшение времени преобразования и, соответственно, мертвого времени преобразования) нониусно-импульсных ВЦП путем увеличения периода следования стартовой счетно-импульсной последовательности на значение дискретности преобразования. А замена в них процесса вычисления общего цифрового результата преобразования в арифметико-логическом устройстве (АЛУ) на логическую операцию суммирования цифрового результата преобразования «грубо» с удвоенным значением цифрового результата «точно» обеспечивает дальнейшее уменьшение дополнительного значения мертвого времени преобразования. Вместе с тем исключение АЛУ из процесса преобразования сокращает дополнительные аппаратурные затраты нониусно-импульсных ВЦП и упрощает сам процесс определения результата преобразования. Показана возможность определения общего цифрового результата преобразования аналогичным образом и в нониусно-импульсных ВЦП, выполненных без увеличения периода следования стартовой счетно-импульсной последовательности на значение дискретности преобразования. Предложенный способ рекомендуется и для уменьшения в два раза времени преобразования и более чем в два раза мертвого времени нониусно-импульсных ВЦП с двойной интерполяцией, например в универсальном счетчике временных интервалов НР5370Л, выпускаемом фирмой Hewlett Packard.

Генератор ударного возбуждения, рециркуляционный генератор, дискретность преобразования, время-цифровой преобразователь, временной интервал, старт-импульс, стоп-импульс, счетно-импульсная последовательность.

УДК 621.382.8.017.7

Сергеев Вячеслав Андреевич, Ульяновский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук, доктор технических наук, доцент, окончил физический факультет Горьковского государственного университета им. Н.И. Лобачевского. Директор Ульяновского филиала Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук, заведующий базовой кафедрой «Радиотехника, опто- и наноэлектроника» Ульяновского государственного технического университета при УФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН. Имеет монографии, статьи и изобретения в области моделирования и исследования характеристик полупроводниковых приборов и интегральных схем, измерения их тепловых параметров. [e-mail: sva@ulstu.ru]В.А. Сергеев,

Тетенькин Ярослав Геннадьевич, Ульяновский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук, окончил радиотехнический факультет УлГТУ. Ведущий инженер УФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, соискатель базовой кафедры «Радиотехника, опто- и наноэлектроника» УлГТУ при УФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН. Имеет научные публикации и изобретения в области автоматизации измерений и исследования характеристик полупроводниковых приборов и интегральных схем, измерения их тепловых параметров. [e-mail: ufire@mv.ru]Я.Г. Тетенькин

Алгоритм определения тепловых параметров цифровых интегральных схем по переходным тепловым характеристикам000_14.pdf

Представлен краткий анализ линейных тепловых моделей полупроводниковых изделий (ППИ) и алгоритмов определения параметров тепловых эквивалентных схем ППИ по переходным тепловым характеристикам (ПТХ). Отмечены сложности реализации алгоритма определения тепловых параметров ППИ методом структурных функций по стандарту JESD51-14. Описан оригинальный способ измерения ПТХ цифровых интегральных схем (ЦИС) по изменению частоты кольцевого генератора, построенного на логических элементах ЦИС. Показана возможность реализации способа с помощью усовершенствованного аппаратно-программного комплекса для измерения тепловых параметров ЦИС. Предложен простой алгоритм расчета тепловых параметров ППИ по нулям второй производной ПТХ, соответствующим точкам наибольшей и наименьшей крутизны изменения ПТХ. Указанный алгоритм расчета тепловых параметров апробирован на примере ПТХ КМОП ЦИC типа CD4011, измеренной с помощью усовершенствованного аппаратно-программного комплекса. Обсуждается возможность автоматизации алгоритма с помощью микроконтроллерных средств, встроенных в состав измерительного комплекса.

Полупроводниковые изделия, тепловая схема, тепловые параметры, переходная тепловая характеристика, цифровые интегральные схемы, измерение, алгоритм расчета.

© ФНПЦ АО "НПО "Марс", 2009-2017 Работает на Joomla!