Issn молодой учёныйМеждународный научный журналВыходит два раза в месяц 10 (114) Редакционная коллегия bГлавный редактор
 Скачать 5.47 Mb.
|
|
271 Technical Sciences “Young Scientist” . #10 (114) . May Разработка алгоритма распределения энергетического потенциала в сетях абонентского доступа Маткурбонов Дилшод Маткурбонович, ассистент; Нуштаева Озода Хасыловна, ассистент; Рахмонов Бунеджон Илхомжон угли, магистр Ташкентский университет информационных технологий (Узбекистан) В данной статье рассмотрены методы разработки алгоритма распределения энергетического потенциала и произведен анализ предоставления качественных услуг в сетях абонентского доступа. Ключевые слова сеть доступа, суммарные оптические потери, энергетический потенциал, сбалансированные сети PON, алгоритмический метод проектирования. В настоящее время важнейшими задачами для операторов сетей абонентского доступа становятся как обеспечение дальнейшей работоспособности сушеству- ющих сетей, таки выбор эффективных методов проектирования новых. При проектировании сетей абонентского доступа основное внимание уделяется распределению потерь на учаске ОТ (Optical Line Termination) ОТ (Op- tical Network Каждый компонент оптического линейного тракта является источником потерь.Од- нако потери оптического сигнала не должны превышать разрешенного бюджета мощности (энергетического потенциала) системы передачи. Бюджет мощности (энергетический потенциал) — разность между уровнем оптического сигнала на выходе источника излучения (на входе в кабель) и чувствительностью приемника (на выходе из кабеля, измеряется вде- цибелах (дБ. На практике чаще всего величина разрешенного бюджета мощности находится в пределах 25… дБ Распределение энергетического потенциала (ЭП) можно определить через минимальное и максимальное затухание между передающими приемным устройствами (1) (где p out min , p out max — соответственно минимальный и максимальные допустимый уровень сигнала на выходе передатчика in min , p in ах — соответственно минимальный и максимальный допустимый уровень сигнала на входе прием- ника. Потери на участке OLT-ONTi (i= l… количество оконечных абонентских устройств) состоят из кабельных потерь, потерь в различных сетевых устройствах, потерь Рис Затухание сигнала в сетях абонентского доступа Технические науки «Молодой учёный» . № 10 (114) . Май, 2016 г. Рис. 2.“Древовидная” модель сети абонентского доступа Рис. 3. Алгоритм построения сбалансированной сети PON 273 Technical Sciences “Young Scientist” . #10 (114) . May в разъемных соединителях, атеннюаторах, также влияние оказывают дисперсия, деградация оптического волокна, внешние условия На рис показано распределение затухания мощности сигнала в различных оптических компонентах для отдельного канала При расчете распределения энергетического потенциала в сетях абонентского доступа при прохождении оптического сигнали через разветвители должны выполняться следующие условия допустимое максимальное затухание сигнала не должно превышать значения, рассчитанного по формуле (1); – допустимое минимальное затухание сигнала не должно превышать значения, рассчитанного по формуле (В сетях абонентского доступапо причине разной длины оптической линии вносимые потеридля различных участков OLT-ONTj будут отличаться по величине. В этом случае необходимо иметь большой запас по мощности, что непригодно для больших разветвленных сетей. Эту проблему можно решить выравниванием оптических потерь при заданном размещении абонентов, то есть подбором- коэффициентов деления разветвителей. Поэтому предлагается проектировать сбалансированные сети. Сбалансированные сети абонентского доступа — сеть, в которой полные потери по всем оптическим путям одинаковы. При расчете сбалансированной сети всем ONT присваивается одинаковое значение входной мощности. Сеть рассчитывается от ONT, количество ответвлений до которого максимально. На каждой ступени определяются коэффициенты деления разветвителей, обеспечивающих равную мощность на входных портах ONT (рис. 2). (3) (4) (В приведенной выше модели для каждой ступени потери на каждом элементе сети рассчитываются последовательно Результатом работы данного алгоритма является определение радиуса сбалансированной пассивной оптической сети и коэффициента деления разветвителя. Алгоритм начинается с максимального количества элементов m ступени. Блок — схемаалгоритма сбалансированной сети приведена на рис. Алгоритмический метод проетирования сетей абонентского доступа на основе распределения энергетического потенциала позволяет гарантировать безошибочную доставку информации и предоставление абонентам качественных услуг. Литература: 1. Глущенко, Д. В. Расчет оптического бюджета PON с равномерными разветвителями / Д. В. Глущенко, В. Н. Урядов // Современные средства связи материалы XV Междунар. науч. — техн. конф, 28–30 сент. 2010 г, Минск, Респ. Беларусь. — Минск ВГКС, 2010. — 28 с. Фриман, Р. Волоконно-оптические системы связи. — е доп. изд. / Под ред. Н. Н. Слепова. — М Техносфера с. Магистерская диссертация Исследования широкополосных оптических сетей доступа /Шайхиева Б. М. Че- жимбаева К. С. www.comnews.ru/ (новости телекоммуникаций). Современные проблемы разработки электропривода Мачулин Павел Сергеевич, аспирант Омский государственный технический университет П ринцип конструирования механических систем наделением их на стадии конструирования свойством адаптации к первичными силовым ошибкам, к передаваемому силовому потоку необходимо закладывать ещё на этапе разработки системы управления любого изделия. Свойство адаптации присуще биосистемами это свойство есть средство выживания и эволюции биологических систем, оно состоит в приспособлении к изменяющимся внешним условиям. Биосистемы снабжены рецепторами, открыты, обладают множеством степеней свободы и связей, способны к саморазвитию. В проектировании систем управления необходимо придерживаться принципов биологических систем, совершенствуя и сводя их к форме формул и математики. Современный электропривод представляет собой сложный симбиоз электродвигателя, силового преобразователя тока и системы управления. Характеристики двигателя изменяются в зависимости от условий окружающей среды — меняется сопротивление обмоток статора, электромеханическая характеристика двигателя, вследствие чего меняются и выходные параметры привода. Для построения корректного алгоритма управления Технические науки «Молодой учёный» . № 10 (114) . Май, 2016 г. необходимо учесть множество факторов таких как температура окружающей среды, температура обмоток статора, изменение активного сопротивления обмоток статора, температурный дрейф операционных усилителей вцепи измерения тока, скорость ротора двигателя. Чтобы учитывать внешние факторы, необходимо усложнение аппаратной части, что влечёт за собой увеличение габаритов и массы, усложнение прибора в целом, и как следствие уменьшение его надёжности. Следовательно, нужно стремится к максимально стабильной характеристики двигателя во всём рабочем диапазоне температур, но сводить к минимуму учитываемые параметры. Стабильная моментная характеристика двигателя во всех условиях работы, позволит уменьшить запас прочности в исполнительной конструкции, уменьшить массу. А использование при этом минимального числа учитываемых параметров обеспечит улучшение габаритно-мас- совых показателей блока управления двигателем и увеличение надёжности. Также немаловажна устойчивость привода к переменному моменту нагрузки. Для учета всех критериев ещё на этапе разработки, выполняется расчет системы управления. Атак же математическое моделирование для анализа полученных данных во всех режимах и условиях работы. Расчёт системы управления и математическое моделирование работы двигателя на начальном этапе разработки привода позволяет надёжно подобрать характеристики двигателя и силового преобразователя под опреде- лённую задачу. Что в свою очередь исключает затраты на изготовление излишних макетных образцов и их испытания. Также сокращается время разработки и изготовления поставочного образца изделия. А время дороже всего… Правильный расчёт системы управления позволяет на этапе разработки двигателя убедиться в актуальности выполняемых работ и при необходимости внести изменения в проектируемое изделие или его систему управления. Атак же отработать все необходимые варианты работы изделия, и разработать алгоритмы адаптации к так или иначе меняющимся внешним факторам. Области применения бесколлекторных электродвигателей постоянного тока (БКЭПТ) непрерывно увеличиваются. Причинами для этого являются превосходное соотношение массогабаритных характеристики мощности БКЭПТ, их превосходные характеристики разгонами- нимум затратна техническое обслуживание и генерация малых акустических и электрических шумов относительно универсальных (коллекторных) электродвигателей постоянного тока. Так как бесколлекторные моторы питаются переменным током, для работы им необходим специальный контроллер регулятор, преобразующий постоянный ток от батарей в переменный. Регуляторы для бесколлекторных двигателей представляют собой программируемое устройство, позволяющее контролировать все жизненно важные параметры двигателя. Они позволяют не только менять обороты и направление работы мотора, но и обеспечивать в зависимости от необходимости плавный или резкий старт, ограничение по максимальному току, функцию тормоза и ряд других тонких настроек двигателя. Производителей бесколлекторных моторов и регуляторов к ним очень много. Конструктивно и по размерам бесколлекторные двигатели тоже сильно различаются. Более того, самостоятельное изготовление бесколлек- торных двигателей на основе деталей от приводов и других промышленных бесколлекторных моторов стало весьма распространенным явлением в последнее время. Возможно, именно по этой причине у бесколлекторных двигателей сегодня нет даже такой приблизительной общей классификации как у коллекторных собратьев. На сегодняшний день, коллекторные двигатели в основном используют на недорогих моделях, или моделях начального уровня. Эти двигатели недороги, простыв эксплуатации, и по-прежнему составляют самый массовый вид электромоторов. Им на смену идут бесколлекторные моторы. Единственным сдерживающим фактором пока остается их цена. Вместе с регулятором бесколлекторный мотор стоит на 30–70% дороже. Однако, цены на электронику и моторы падают, и постепенное вытеснение коллекторных электромоторов — лишь вопрос времени. Основные проблемы при разработке электроприводов заключаются в следующем Характеристики двигателя изменяются в зависимости от условий окружающей среды. Меняется сопротивление обмоток статора, электромеханическая характеристика двигателя, вследствие чего меняются и выходные параметры агрегата Для высоконадежных агрегатов, имеющих в составе бесколлекторные двигатели постоянного тока, необходимо резервирование системы управления. Бескол- лекторный двигатель требует более сложную структуру управления. Поэтому повышается число электронных элементов, входящих в изделие, вследствие чего уменьшается надёжность агрегата в целом При работе двигателя на больших скоростях имеется достаточно большой скачок создаваемого момента при изменении его знака на противоположный. Что вызывает нелинейность характеристики управления, вслед- ствии чего потерю точности стабилизации частоты вращения ротора, и развиваемого момента. В заключение отмечу, что, несмотря на серьезную аппаратную поддержку методов векторной ШИМ, появившуюся в новейших микроконтроллерах, работы у программистов не уменьшилось. Они по-прежнему должны обеспечить в реальном времени расчет номера базового сектора и внутрисекторного угла определение составляющих базовых векторов и перепрограммирование ШИМ-генератора; коррекцию влияния мертвого времени и потерь напряжения на силовых ключах коррекцию изменения напряжения на звене постоянного тока. Перечисленные задачи являются решаемыми, что дает уверенность в возможности быстрой разработки нового поколения перспективных цифровых систем управления приводами 275 Technical Sciences “Young Scientist” . #10 (114) . May Литература. Справочник. Системы управления с цифровыми регуляторами. В. И. Гостев, Киев, Техника, 1990 г. Теория систем автоматического регулирования. В. А. Бесекерский, Е. П. Попов, Издательство Наука, Москва г. Основные тенденции развития встроенных систем управления двигателями и требования к микроконтроллерам. В. Ф. Козаченко. Нормирование расхода топлива автомобилей при работе автоматических подогревателей Митин Роман Александрович, студент; Агарков Олег Сергеевич, студент; Кулько Алексей Павлович, кандидат технических наук, доцент; Моисеев Юрий Игоревич, кандидат технических наук, доцент, профессор РАЕ, заведующий кафедрой Волжский политехнический институт (филиал) Волгоградского государственного технического университета Анализ методов нормирования расхода топлива автомобилей. Содержатся рекомендации по корректировке норм расхода топлива при работе подогревателей. Определён состав стенда для определения влияния работы алгоритма систем управления отопления на потребление топлива. Ключевые слова энергосбережение, отопление автомобиля, стенды испытаний of fuel consumption of vehicles in operation of automatic heaters Mitin Roman Aleksandrovich, student; Agarkov Oleg Sergeevich, student; Kulko Aleksey Pavlovich, candidate of technical Sciences, associate Professor; Moiseev Iuriy Igorevich, candidate of technical Sciences, associate Professor, Professor of RAE, head of the Department Volzhskiy Polytechnic Institute (branch) Volgograd state technical University Analysis of methods of rationing of fuel consumption of cars. Provides guidelines for the correction of norms of con- sumption of fuel during operation of the heaters. The composition of the stand to determine the effect of the algorithm of control systems of heating on fuel consumption. Key words: energy saving, heating of vehicle, a test Одним из важнейших показателей эффективности автотранспортных предприятий является энергосбережение. Энергосбережения можно достигнуть за счет рационального использования топливно-энергетических ресурсов, для этого необходимо вводить обоснованные нормы расходов топливно-энергетических ресурсов. Основная задача нормирования потребления топлива заключается в формировании базы данных для анализа и контроля. Проведенный анализ требований Федерального закона от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации предусматривает актуализацию системы нормативно-методических документов. В настоящее время существует три метода нормирования расходов топливно-энергетических ресурсов. Основными методами разработки норм расхода топлива, тепловой и электрической энергии можно назвать расчетно-аналитиче- ский, опытный и расчетно-статистический методы [1]. Расчетно-аналитический (нормативный) метод предусматривает определение норм расхода топлива расчетным путем по статьям расхода на основе прогрессивных показателей использования этих ресурсов. Недостатки метода сложность определения режимов работы недостаточность нормативных данных различия в работе идентичных объ- ектов. Опытный метод разработки норм заключается в определении удельных затрат топлива поданным, полученным в результате испытаний (эксперимента. Он применяется для составления индивидуальных норм, при этом оборудование Технические науки «Молодой учёный» . № 10 (114) . Май, 2016 г. должно быть технически исправным, отлаженным, а эксплуатационный технологический процесс должен осуществляться в режимах, предусмотренных технологическими регламентами или инструкциями. Расчетно-статистический метод основан на анализе статистических данных о фактическом потреблении за предыдущие несколько лет. Метод применим при наличии систем учета и невозможности использования первых двух методов. Результат не берется за основу и применяется при отсутствии возможности использования первых двух. Недостатки результаты расчета подвержены влиянию неисправности систем учета энергоресурсов и технологического оборудования. Кроме того, метод скрывает нерациональное использование энергоресурсов на объектах. Предлагается методика определения возможного уровня снижения энергетических затратна топливо–анализ конструкции и систем управления отопления автомобилей и разработка обоснованных норм расхода топлива и определение резерва энергосбережения. Учет дорожно-транспортных, климатических и других факторов производится с помощью ряда поправочных коэффициентов увеличения или снижения базовых норм. Для автобусов нормативное значение расхода топлива рассчитывается по формуле нот (где н — нормативный расход топлив, л Hs — транспортная норма расхода топлив на пробег автобуса, л км S — пробег автобуса, км от — норма расхода топлив при использовании штатных независимых отопителей на работу отопителя (отопителей, л/ч; T — время работы автомобиля с включенным отопителем, ч D — поправочный коэффициент (суммарная относительная надбавка или снижение) к норме,%. Пользование независимыми отопителями предполагается в холодное время года при среднесуточной температуре ниже +5 °C. Как видно из формулы (1) время работы независимого отопителя не регламентировано поправочным коэффициентом, учитывающим продолжительность включения отопителя в течение рабочей смены. Очевидно, что чем ниже температура окружающей среды, тем больше потребность в тепле салона автобуса и дольше продолжительность включения независимого отопителя. Тепловой баланс салона автомобиля составляется для расчета необходимой теплопроизводительности системы отопления. Он учитывает теплоту, подводимую в салон и отводимую от него где Q 0 — теплопроизводительность системы отопления Qr — тепловой поток, поступающий в салон от водителя и пассажиров Qg — тепловой поток, поступающий в салон от двигателя Qc — тепловой поток, отводимый через пол, потолок, стенки истекла салона в — тепловой поток, удаляемый из салона вместе с выходящим наружу воздухом Q l — тепловой поток, поступающий от осветительных приборов Q s — тепловой поток, поступающий от нагретых солнечным излучением деталей. Ряд величин из-за небольшой величины обычно не учитываются, например влияние солнечной радиации, тепловой поток от двигателя, водителя и пассажиров зачастую не используют. Известна формула для определения расхода топлива в подогревателе (т, кг/ч) на основе значения теплопроизво- дительности [2]: (где — 0,8 — коэффициент полезного действия подогревателя — 42500 кДж/кг — низшая теплота сгорания дизельного топлива. Особенностью работы систем отопления автомобилей с автоматическим управлением является значительная вариация повремени эксплуатации произведённого тепла, и, следовательно, количества топлива потребляемого автомобилем, и естественно подогревателем. Вариация потребления топлива обусловлена изменениями режима работы подогревателя. Поэтому целесообразно норму расхода топлива корректировать по формуле: , Где — базовая норма расхода топлива подогревателя, в данном случае потребление топлива за час на максимальной мощности K — коэффициент корректирования нормы расхода топлива, определяется по формуле: К = К К К К 4 , где К — коэффициент корректирования, учитывающий конструктивное исполнение системы отопления автомобиля городской, пригородный, междугородный К — коэффициент корректирования, учитывающий алгоритм работы блока |