Ф. Н. Притыкин, Д. Б. Фёдоров
Анализ мгновенных состояний выходного звена механизма антропоморфного робота с использованием методов геометрического моделирования
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-195-5-12
Проведен анализ мгновенных состояний подвижной системы, связанной с выходным звеном антропоморфного робота на основе использования графических построений, выполняемых на фронтальной и горизонтальной проекциях. Выполнены построения скоростной плоскости и скоростного пучка при полученных мгновенных значениях обобщенных скоростей на примере заданного синтеза малых движений механизма антропоморфного робота. Синтез движений основан на использовании матриц частных передаточных отношений с использованием критерия минимизации квадратичного функционала объема движения. Графический анализ составляющих векторов абсолютных линейных скоростей трех точек подвижной системы позволил определить способ расчета промежуточных конфигураций руки антропоморфного робота, основанный на использовании весовых коэффициентов обобщенных скоростей. Представлены результаты расчетов тестового задания при компьютерном моделировании движения антропоморфного робота. 

Ключевые слова: механизмы манипуляторов, мгновенные состояния механизмов, вектор обобщенных скоростей, графические построения скоростной плоскости, скоростной пучок, компьютерное моделирование движений антропоморфных роботов, синтез движений манипуляторов, запретные зоны.

В. Ю. Юрков, М. А. Чижик
Параметризация геометрической формы многомерных конечных нерегулярных точечных множеств
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-195-13-18
Демонстрируется формальный подход к описанию геометрической формы точечных нерегулярных множеств в многомерном евклидовом пространстве. Под геометрической формой точечного множества понимается совокупность числовых параметров, определяющих взаимное положение всех точек множества с точностью до подобия. Числовые параметры формы определяются как отношения расстояний между точками к расстояниям между вершинами некоторого базисного симплекса. Базисный симплекс выбирается в заданном множестве точек. Показано, что геометрическая форма множества или совокупность числовых параметров не зависит от выбора базисного симплекса. Переход от одного базисного симплекса к любому другому приводит к пересчету значений параметров формы по формулам линейного преобразования. Многомерный объект, геометрическую форму которого предполагается описать числовыми параметрами, предварительно подвергается симплициальной аппроксимации. Такая аппроксимация рассматривается как симплициальный комплекс, имеющий комбинаторную структуру. Если совокупность параметров задается предварительно, то в статье приводятся условия, которым должны удовлетворять значения параметров формы. Приводятся несколько примеров, иллюстрирующих описанный подход. Предложенный подход может быть применен к решению ряда теоретических и прикладных задач инженерной геометрии в области многомерной геометрической морфометрии. 

Ключевые слова: геометрическая форма, параметризация, симплекс, комплекс, симплициальная аппроксимация, преобразование подобия, геометрическая морфометрия.

Е. К. Савич
Цифровой инструментарий управления качеством на этапах жизненного цикла продукции
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-195-19-26
В данной статье проведено исследование процессов цифровизации системы менеджмента качества на промышленных предприятиях путем разработки и внедрения специализированного цифрового инструментария, предназначенного для управления качеством на различных этапах жизненного цикла продукции. Разработанный цифровой инструментарий представляет собой комплекс интегрированных сервисов и программных модулей, обеспечивающих автоматизацию и оптимизацию ключевых процессов контроля и управления качеством. В рамках исследования предложена структурная модель цифрового инструментария, детализирован перечень необходимых цифровых инструментов, а также обоснована их значимость для повышения эффективности функционирования предприятий в условиях цифровой трансформации.

Ключевые слова: цифровая платформа, цифровой инструментарий, управление качеством, система менеджмента качества, бизнес-процессы, жизненный цикл продукции.

К. А. Бражникова, Е. К. Савич
Оценка качества процесса исследования на этапе научно-исследовательских работ
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-195-27-33
Исследована структурная модель процесса научного исследования на примере процессов физико-математического и физического моделирования тепло- и массообмена при создании бортовой системы газификации жидких компонентов ракетного топлива в баках отработавших ступеней ракетносителей. Приведены методические рекомендации оценки качества процесса научного исследования, содержащие перечень критериев качества на этапе научно-исследовательских работ, включающих определенную структуру единичных показателей. Предложена структура комплексной оценки качества процесса исследования, а также блок-схемы проведения процесса физико-математического и физического моделирования с учетом введенных критериев качества, позволяющие повысить достоверность получаемых результатов с наименьшими затратами труда, времени, финансовых и материально-технических ресурсов. Представленные материалы могут быть положены в основу универсального подхода оценки качества процесса научного исследования при решении широкого круга исследовательских задач, например, тепло- и массообмена, динамики, баллистики, программирования сложных алгоритмов и т.д. 

Ключевые слова: качество, исследование, процесс, критерии, достоверность, риски, оценка.

А. И. Антонов, Д. Ю. Руди
Имитационное моделирование нелинейных режимов работы электрической сети и обработка результатов с помощью программы для ЭВМ
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-195-34-43
Тенденция развития промышленных объектов непосредственно связана с внедрением в системы электроснабжения различных полупроводниковых преобразователей. Однако актуальным остается вопрос влияния данных преобразователей на качество электроэнергии. Энергоустановки индукционного нагрева, в состав которых входит тиристорный преобразователь частоты, могут стать причиной появления гармонических искажений. В статье представлен активный эксперимент на выбранном объекте исследования с нелинейной нагрузкой. Разработана математическая модель для исследования влияния нелинейной нагрузки на качество электрической энергии при различных параметрах электрической сети. C помощью программы для ЭВМ обработаны результаты эксперимента и проведен анализ результатов.

Ключевые слова: качество электроэнергии, моделирование, приёмники электроэнергии, установки индукционного нагрева, несинусоидальность напряжений, гармонические искажения.

Т. В. Ковалева, О. О. Комякова, Н. В. Пашкова
Исследование влияния тяговой сети железных дорог переменного тока на смежные устройства с помощью имитационного моделирования
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-195-44-50
В статье исследована возможность совместного функционирования тяговой сети железных дорог переменного тока и смежных устройств, подверженных электромагнитному влиянию, с помощью имитационного моделирования в программах SimInTech и Elcut. При моделировании учтены распределенный характер параметров линий и несинусоидальность питающих напряжений. Полученные в программе SimInTech значения напряжения и тока явились исходными данными для моделирования картины электромагнитного поля в программе Elcut. Приведены результаты моделирования электрического и магнитного полей, которые позволяют оценить интенсивность полей, их напряженности, значения наведенного напряжения в подверженном влиянию объекте. Показаны перспективы научных исследований в области анализа электромагнитных полей, создаваемых тяговой сетью переменного тока при различных режимах ее работы. 

Ключевые слова: тяговая сеть переменного тока, электрические железные дороги, имитационное моделирование, электромагнитное поле, напряженность электромагнитного поля, наведенное напряжение.

О. В. Косарева-Володько, Алилу Сани Маман Кабиру, Е. Н. Шафоростова
Экономическая оценка фотоэлектрической системы, подключенной к электрической сети при использовании программного обеспечения PVSystem
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-195-51-59
Среди возобновляемых источников энергии наиболее важным ресурсом является фотоэлектрическая солнечная энергия. Нигер, расположенный в самом сердце Сахеля, является одной из самых солнечных стран в мире со средним ежедневным количеством солнечного света от 5 до 7 кВт•ч/м2 /день. Несмотря на этот огромный солнечный потенциал, страна недостаточно использует этот ресурс изза роста цен на сырье, что привело к увеличению стоимости установки фотоэлектрической системы. Целью данной работы является представление технического и экономического анализа фотоэлектрической системы мощностью 11 МВт, подключенной к электрической сети в Нигере. Для выполнения данной работы использовалось программное обеспечение PVsyst для генерации экономических и финансовых данных с использованием таких методов, как Levelized Cost of Energy (приведенная стоимость электроэнергии). В ходе данной оценки были сделаны предположения: место установки свободное, налоги и пошлины при покупке и транспортировке оборудования не будут учитываться, срок службы проекта составляет 20 лет. После моделирования получены следующие результаты: приведенная стоимость энергии составляет 0,0138 евро/кВт•ч; чистая приведенная стоимость составляет 26 430 389 евро; внутренняя норма доходности составляет 40,92 %; срок окупаемости составляет 2,8 года; доходность инвестиций составляет 606,2 %. 

Ключевые слова: LCOE метод; экономическая оценка фотоэлектрической системы; технико-экономический анализ фотоэлектрической системы; фотоэлектрическая система, подключенная к электрической сети; солнечный потенциал; программное обеспечение PVSystem.

В. В. Миханошин, А. Ф. Бурков, А. Ю. Филоженко
Применение мощных многофазных электрических машин в судовых гребных электроустановках
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-195-60-65
Преимущества гребных электрических установок способствуют их применению на судах и кораблях морского флота — ледоколах, паромах, буксирах, крейсерах и др., которым необходима повышенная маневренность и живучесть. Одним из существенных недостатков гребных электрических установок, ограничивающих их более широкое применение, является пониженный, по сравнению с прямой передачей вращающего момента главного приводного двигателя на гребной винт, коэффициент полезного действия. Кроме того, по сравнению с другими вариантами пропульсивных установок гребные электрические установки занимают больше внутреннего пространства судна. Также актуальными являются вопросы, касающиеся повышения надежности гребных электрических установок. Если в береговых электроэнергетических системах наибольшее распространение получила трехфазная система электроснабжения благодаря экономичности передачи электроэнергии на большие расстояния, то на электроходах ввиду значительно меньших расстояний между источниками (главными генераторами) и основными электропотребителями (гребными электродвигателями) представляется целесообразным применение систем электроснабжения с числом фаз, бо́льшим трех. В статье на основе выполненного анализа существующих типов предложена новая конструкция электрических машин с несколькими встроенными друг в друга статорно-роторными парами, защищённая патентом на изобретение. Применение таких машин на электроходах, сердечники статора которых снабжены при этом многофазными обмотками (с числом фаз больше трех), позволит решить вышеуказанные задачи. Ключевые слова: многофазная обмотка, надёжность, полупроводниковый преобразователь, рабочее состояние, электрическая машина, энергоэффективность.В статье рассматривается применение искусственных нейронных сетей для коррекции насыщения трансформаторов тока и напряжения. В условиях насыщения данные трансформаторы могут искажать сигналы, что приводит к некорректной работе измерительных и защитных устройств. Использование искусственных нейронных сетей позволяет повысить точность обработки сигналов, улучшить надежность и безопасность электроэнергетических систем. В работе описываются методы обучения нейронных сетей на основе исторических данных, моделирование работы трансформаторов при различных условиях и алгоритмы коррекции искажений, вызванных насыщением.

Ключевые слова: искусственные нейронные сети, насыщение трансформаторов, трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, коррекция сигналов, электроэнергетические системы, обработка сигналов. 

О. А. Юшкова, И. Р. Гарипов, И. Ф. Саяхов
Перспективы применения 3D-печатных криорезистивных обмоток для электрических машин
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-195-66-72
В статье представлен обзор литературы по криогенным электрическим машинам. Рассмотрены преимущества и недостатки их разработки и внедрения, проблемы, связанные с использованием высокотемпературных сверхпроводников. Рассмотрены различные подходы к криогенному охлаждению электрических машин, такие как непосредственный контакт хладагента с активными частями электрических машин и охлаждение через контакт активных частей с холодильной машиной. Представлено описание экспериментального стенда для оценки перспектив применения аддитивных технологий в проектировании и производстве обмоток для криогенных электрических машин и методика проведения испытаний печатной обмотки из алюминиевого сплава РС-300 (AlSi10Mg), изготовленной методом SLM-печати. Представлены результаты экспериментальных исследований, в ходе которых установлена зависимость между температурой обмотки, плотностью тока и мощностью тепловыделения. Сравниваются характеристики печатной алюминиевой обмотки с обмоткой из медного провода, изготовленной традиционным образом. 

Ключевые слова: система охлаждения, криогенное охлаждение, печатная обмотка, аддитивные технологии, SLM печать, криогенная электрическая машина, AlSi10Mg.

А. М. Дайнович
Сравнительный анализ способов демодуляции сигналов в электроприводе с фазовой синхронизацией
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-195-73-78
Статья посвящена оценке возможности расширения рабочего диапазона электропривода с фазовой синхронизацией в области низких частот вращения. В работе представлены имитационные модели аналоговой и цифровой систем управления электроприводом, выполненные в программе Matlab. Исследование предложенных моделей выполнено с помощью метода фазовой плоскости. На основании сравнительного анализа результатов моделирования определена нижняя частотная граница использования различных способов демодуляции и методов исследования контура фазовой синхронизации. 

Ключевые слова: электропривод с фазовой синхронизацией, устройство демодуляции сигнала, фильтр низких частот, схема выборки-хранения, метод фазовой плоскости, имитационное моделирование, частотный диапазон.

Б. Р. Саидмуродов, С. Е. Кокин
Модели оперативного прогнозирования энергопотребления дуговых сталеплавильных печей с использованием методов машинного обучения
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-195-79-84
В статье рассматриваются модели прогнозирования энергопотребления электродуговых печей с использованием методов машинного обучения. Изучены классические подходы, такие как анализ временных рядов, регрессионные модели и методы экспоненциального сглаживания, а также современные технологии, включая градиентный бустинг (XGBoost, LightGBM) и нейронные сети (LSTM, CNN). Особое внимание уделено методам оптимизации параметров, таким как перебор по сетке (Grid Search), генетические алгоритмы и байесовская оптимизация, которые повышают точность и адаптивность моделей. Рассматриваются преимущества гибридных моделей, объединяющих классические и машинные методы для учета как линейных, так и нелинейных зависимостей. Обсуждаются практические аспекты внедрения предложенных подходов в управление энергопотреблением, направленные на снижение затрат, повышение устойчивости и оптимизацию производственных процессов. 

Ключевые слова: прогнозирование энергопотребления, дуговые сталеплавильные печи, машинное обучение, нейронные сети, управление энергопотреблением, оптимизация параметров, интеллектуальные системы управления, большие данные.

А. Ю. Турыбрин, А. В. Бубнов, А. Н. Четверик
Усовершенствование конструкции электропривода лазерных сканеров на основе анализа особенностей применения сканирующих устройств в строительной отрасли
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-195-85-94
Лазерное сканирование представляет собой перспективный метод контроля в строительстве, обеспечивающий высокую точность и скорость измерений. Наземное лазерное сканирование является одним из ключевых инструментов в рамках BIM-технологий, обеспечивая получение точных данных о размере, положении и отклонении объектов. В статье анализируются различные сферы применения наземного лазерного сканирования в строительстве и определяются приоритетные требования к техническим характеристикам оборудования. Отмечается важная роль системы электропривода в обеспечении высокой угловой точности сканирования. Проводится анализ существующих систем лазерного сканирования, технических особенностей применяемых конструкций электропривода, обеспечивающих высокую угловую точность, и определяются основные направления дальнейшего совершенствования систем привода. Рассматривается возможность применения систем управления электроприводом на основе фазовой автоподстройки частоты вращения для снижения затрат на сканирование без снижения угловой точности через оптимизацию конструкции электропривода. Уточняется, как усовершенствование электроприводов может способствовать более широкому применению наземного лазерного сканирования в строительстве.

Ключевые слова: ФАПЧВ, электропривод, наземное лазерное сканирование, BIM-технологии, угловая точность, энкодер, фрикционная муфта, строительный контроль.

Е. В. Егоров, Д. Д. Боровых
Применение оперативно-измерительного комплекса для контроля режимов работы асинхронного электродвигателя в электротехнической системе
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-195-95-102
Целью статьи является исследование работы оперативно-измерительного комплекса на базе бесконтактных измерителей тока и напряжения для обеспечения мониторинга параметров режимов работы асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Проведено имитационное моделирование работы электродвигателя и получены расчетные параметры режимов. Экспериментально исследованы различные режимы работы двигателя с использованием лабораторного стенда. Проанализированы полученные оперативно-измерительным комплексом экспериментальные результаты, а также сопоставлены с результатами расчета и эталонными данными. На основании проведенного анализа сделано заключение о корректности работы комплекса в отношении мониторинга параметров электрических режимов. 

Ключевые слова: оперативно-измерительный комплекс, бесконтактный датчик, режимы работы, короткое замыкание, электродвигатель, цифровизация, электротехническая система.

С. В. Бирюков
Трехкомпонентный сферический датчик напряженности электрического поля сдвоенного типа
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-195-103-110
В статье предлагается новое конструктивное решение трехкомпонентного электроиндукционного сферического датчика напряженности электрического поля с чувствительными электродами в форме сферических двуугольников и их частей. В основу датчика положен двухкомпонентный датчик сдвоенного типа и однокомпонентный датчик двойного типа, чувствительные элементы которого являются частями сферических двуугольников, организованных в сферические сегменты с угловым размером 0 . Чувствительные электроды датчика — это тридцать шесть проводящих сферических поверхностей, изолированных друг от друга и от проводящего сферического основания датчика. Из чувствительных электродов формируются чувствительные элементы в форме сферических двуугольников для четырёх двойных датчиков по два на координатных осях x и y и в форме сферических сегментов для одного двойного датчика по координатной оси z. Проведенные в работе исследования показали, что конструктивные размеры чувствительных элементов датчика и пространственный диапазон измерения влияют на его погрешность, вызванную неоднородностью поля. Оптимизированные конструктивные размеры чувствительных элементов датчика и ограниченный пространственный диапазон измерения позволили создать датчик с погрешностью от неоднородности поля по модулю, не превышающую погрешность ± 0,55 % в допустимом пространственном диапазоне измерений 0  a  0,5, что соответствует минимальному расстоянию до источника поля d = 2R. Для обеспечения такой погрешности и такого пространственного измерения чувствительные элементы датчика в форме сферических двуугольников должны иметь угловые размеры 0 = 90 º и 01 = 30 º, а в форме сферического сегмента угловой размер должен быть 0 = 61,5 º. Предложенный трехкомпонентный сферический датчик может стать основой измерителя напряженности электрического поля промышленной частоты. 

Ключевые слова: электрическое поле, напряженность поля, трехкомпонентный сферический датчик, чувствительный электрод, чувствительный элемент, сферический двуугольник, сферический сегмент, погрешность от неоднородности поля.

Л. Р. Григорьян, Н. М. Богатов, Р. Л. Григорьян
Методы и аппаратура метрологической аттестации фазоизмерительной техники
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-195-111-117
В работе проанализированы основные параметры фазоизмерительной аппаратуры, характеризующие предельную точность фазовых методов измерения: — основная погрешность при равных уровнях исследуемых сигналов; — амплитудно-фазовая погрешность при неравных уровнях исследуемых сигналов. Аппаратурным метрологическим обеспечением при определении данных составляющих погрешностей являются: — разработанный микроконтроллерный двухфазный калибратор фазы на базе DDS-генераторов, точность задания фазовых сдвигов которого в частотном диапазоне до 1 МГц составляет сотые доли градуса; — калиброванный аттенюатор Д2-31 с фиксированными значениями ослабления в 10 дБ, собственная фазовая погрешность которого на частоте 1 МГц не превышает 0,03º. Приведенные характеристики аппаратуры метрологической аттестации в целом свидетельствуют о возможности обеспечения нормативно-заданных параметров фазоизмерительной аппаратуры.

Ключевые слова: измерение, фазовые методы, частота, погрешность, точность, поверка. 

Г. М. Сидельников
Помехоустойчивость демодулятора сигнала с бинарной фазовой модуляцией при адаптивном изменении конфигурации границ принятия решения в канале с многолучевостью
DOI: 10.25206/1813-8225-2025-195-118-124
Рассматриваются возможности когерентного демодулятора бинарных сигналов с фазовой модуляцией в канале с многолучевостью при адаптивном вращении сигнального созвездия сигналов. Определен угол поворота, который увеличивает сигнальное расстояние в зависимости от информационного потока модулированного сигнала. Помехоустойчивость приема определялась на основе статистических функций распределения сигнальных расстояний, полученных с помощью математического моделирования на ЭВМ. Показано, что при вращении сигнального созвездия наибольший эффект достигается при максимальной интенсивности дополнительного луча. Получена зависимость эффективности вращения от интенсивности дополнительного луча. 

Ключевые слова: сигнальное расстояние, двухлучевая модель, вращение сигнального созвездия, вероятность ошибки, бинарная фазовая модуляция, множитель сигнального расстояния, многолучевость, гауссовский шум, межсимвольная интерференция.