Датчики и системы, № 11, 2017
Sensors and
Systems, N 11, 2017
С О Д Е Р Ж А Н И Е и А Н Н О Т А Ц И И
C O N T E N T S
AND A B S T R A C T S
ТЕОРИЯ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ
ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
THEORY AND
CONSTRUCTION PRINCIPLES OF SENSORS, DEVICES AND SYSTEMS
Трахтенгерц Э.А., Пащенко Ф.Ф.
СИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ В СЕТЕЦЕНТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ … 3
Аннотация:
В настоящее время назрела острая необходимость в создании новых подходов и
методов, которые объединили бы различные аспекты научных исследований. Одними
из таких направлений стали синергетика и сетецентрические
системы. В работе рассматриваются
вопросы использования синергетических подходов к задачам управления сетецентрическими системами.
Ключевые слова: сетецентрические системы, синергетика, линейные системы, нелинейные системы, открытые и замкнутые системы, динамичность, детерминированные и стохастические системы, распределенность, стационарность, диссипативность, самоорганизация, масштабирование, эргодичность.
Trahtengerts E. A., Pashchenko F. F.
SYNERGISTIC EFFECTS IN NETWORK-CENTRIC SYSTEMS … 3
Abstract: Currently, there is an urgent need
for creation new approaches and methods, which would combine various aspects of
scientific researches. Synergetics and
network-centric systems have become some of these areas. The work describes the
use of synergistic approaches to control tasks of network-centric systems.
Keywords: network-centric
systems, synergetics, linear systems, nonlinear
systems, open and closed systems, dynamics, deterministic and stochastic
systems, distribution, stability, dissipativity,
self-organization, scaling, and ergodicity
Абукова Л. А., Дмитриевский А. Н., Еремин Н. А., Черников
А. Д.
ЦИФРОВАЯ МОДЕРНИЗАЦИЯ
НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ: СОСТОЯНИЕ И ТРЕНДЫ …
13
Аннотация: Рассмотрены перспективы развития цифровой нефтегазовой экономики
России, являющейся важнейшим элементом повышения конкурентоспособности
нефтегазовой отрасли. Ключевую роль цифровых технологий в инновационном
развитии государства подчеркнул в послании Федеральному собранию президент
Российской Федерации Владимир Путин, предложив запустить “масштабную системную
программу развития экономики нового технологического поколения”, а именно –
цифровую экономику. Проект программы “Цифровая экономика” подготовила межведомственная рабочая группа (включая ИПНГ РАН) при Минкомсвязи России
к 30 мая 2017 г. Основной целью программы является создание экосистемы цифровой
экономики России, которая охватывает и нефтегазовую отрасль. Экосистема
цифровой нефтегазовой экономики основывается на цифровых платформах ведущих
нефтегазовых компаний. Цифровизация сбора и передачи геопромысловых данных, закодированных в дискретные
сигнальные импульсы, будет являться ключевым фактором развития цифрового
нефтегазового производства.
Ключевые слова: цифровой газовый комплекс, цифровая газовая
экономика, цифровая экономика, роботизация, оптикализация,
цифровые скважины и месторождения, цифровой трубопровод, интеллектуализация
добычи и разработки, скважинные тракторы и роботы, воздушные и подводные дроны, коптер, газовая конверсия аэрокосмических
технологий, мобильный оператор.
Abukova L. A., Dmitrievsky A. N., Eremin
N. A.
DIGITAL MODERNIZATION OF OIL AND GAS INDUSTRY:
STATUS AND TRENDS … 13
Abstract: The digital oil and gas economy is becoming an
important element in improving the competitiveness of the Russian gas industry.
The key role of digital technologies in the innovative development of the state
stressed in the address to the Federal Assembly Russian President Vladimir Putin. He proposed to launch a
“large-scale system program for the development of the economy of a new
technological generation”, namely, the digital economy. The project of the
program “Digital Economy” was
prepared by the interagency working group (including IPNG
RAS) under the Ministry of Communications of
Keywords: digital oil&gas
branch, digital oil&gas economy, digital economy,
digitalization, intellectualization, robotization, opticalization, digital wells and fields, digital pipeline,
intellectualization of production and development, borehole tractors and
robots, air and underwater drones, copter, oilgas
conversion of aerospace technologies, mobile operator.
Сулавко А. Е.
ВЛИЯНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ
ОПЕРАТОРА НА ПАРАМЕТРЫ ЕГО КЛАВИАТУРНОГО ПОЧЕРКА В СИСТЕМАХ БИОМЕТРИЧЕСКОЙ
АУТЕНТИФИКАЦИИ … 19
Аннотация: Рассмотрена проблема защиты данных от неавторизованного доступа
посредством проведения аутентификации субъектов по
клавиатурному почерку. Проведена оценка влияния приема алкоголя,
успокоительного средства, кофеина и интенсивной физической нагрузки на
параметры клавиатурного почерка
оператора. Проведена серия экспериментов по влиянию функционального состояния
оператора на результаты его распознавания по клавиатурному почерку с помощью
меры Пирсона, хи-модуль, многомерной формулы гипотез
Байеса, взвешенной меры Евклида, а также их сетей и персептронов с настройкой
по ГОСТ Р 52633.5.
Ключевые слова: измерение параметров клавиатурного почерка, искусственные нейронные сети,
функциональное состояние оператора, распознавание субъектов, биометрия.
Sulavko A. E.
COMPUTER USER'S
RECOGNITION BASED ON KEYBOARD HANDWRITING DYNAMICS WITH USING OF ADDITIONAL
FEATURES FROM SPECIAL SENSORS … 19
Abstract: The problem of data protection from unauthorized
access by means of authentication of subjects by keyboard handwriting is
considered. The effect of alcohol intake, sedative, caffeine and intensive
physical activity on the parameters of the operator's keyboard handwriting was assessed. A series of experiments was conducted
on the effect of the operator's functional state on the results of its
recognition on the keyboard handwriting using the Pearson measure, the
chi-module, the multidimensional Bayesian hypothesis formula, the Euclidean
weighted measure, and their networks and perceptions with GOST R 52633.5
tuning.
Keywords: measurement of parameters
of the keyboard handwriting, artificial neural networks, functional state of
the operator, recognition of subjects, biometrics.
Николаев А. В., Юрманов В. А., Пискаев К. Ю.,
Тюрин М. В.
КОНЦЕПЦИЯ СИСТЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ
СОСТОЯНИЯ ИЗДЕЛИЙ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ В РЕЖИМЕ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ … 31
Аннотация: Рассмотрен ряд аспектов задачи построения системы
идентификации технического состояния изделий ракетно-космической техники
(РКТ). Подобные системы, позволяющие в режиме
реального времени обнаруживать отклонения текущего состояния от нормального для
штатного режима работы и
предсказывать такие отклонения и нештатные ситуации, должны обеспечить
существенный прогресс в области РКТ. В большинстве
современных систем информация поступает с датчиков в виде аналоговых сигналов,
преобразуется в цифровой формат посредством АЦП, затем проходит процедуру
первичной обработки, после которой преобразуется в формат, необходимый для
выполнения последующей процедуры анализа, что с точки зрения затрат времени
неэффективно в условиях режима реального времени. Предлагается реализовать
часть процедур обработки информации в рамках аналого-цифрового преобразования с
применением ΣΔ-АЦП.
Ключевые слова: система
идентификации технического состояния изделий РКТ,
сложные технические системы, режим реального времени, нештатные ситуации, ΣΔ-АЦП.
Nikolaev A. V., Yurmanov V. A., Piskaev
K. Yu., Tyurin M. V.
REAL-TIME IDENTIFICATION SYSTEM TECHNICAL
CONDITION OF OBJECTS SPACE ROCKETRY … 31
Abstract: The task of constructing a system for identifying
the technical state of rocket and space equipment (R&SE)
products is, due to its complexity and multilevel nature, one of the most
difficult technical problems. The appearance of systems that allow real-time
detection of deviations of the current state of the technical system from the
normal (normal) mode of operation, predict such deviations and supernumerary
situations, will provide significant progress in the field of R&SE. In most modern systems,
information comes from sensors in the form of analog signals, it is converted into digital format
by means of ADC, and then it undergoes a primary processing procedure, after
which it is converted into the format required for the subsequent analysis
procedure. The identification time consists of the sum of the times spent at
all stages of the conversion, which is ineffective under real-time conditions.
It is proposed, using the properties of the ΣΔ-ADC,
to implement part of the information processing procedures within the framework
of the analog-to-digital conversion.
Keywords: system of identification of products responsible
state purpose, complex technical systems, ΣΔ-ADC.
Агамалов Ю. Р.
СИНХРОННОЕ ИНВАРИАНТНОЕ ИЗМЕРЕНИЕ
СИГНАЛОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА И ПЕРЕМЕННОГО В ВИДЕ МНОЖЕСТВ ВЕКТОРОВ НЕКОГЕРЕНТНЫХ
ГАРМОНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ … 39
Аннотация:
Рассмотрено решение задачи синхронного
инвариантного измерения сигналов постоянного тока и переменного в виде
множества векторов некогерентных гармонических сигналов. Решение получено с
помощью предложенного в ИПУ РАН метода расщепляющихся множеств дискрет и развиваемого в работе теоретико-инвариантного подхода к его реализации. Оценена эффективность полученного решения и указаны пути дальнейших исследований.
Ключевые
слова: синхронное инвариантное измерение сигналов постоянного и переменного тока, метод
расщепляющихся множеств дискрет,
теоретико-инвариантного подход.
Agamalov Yu. R.
THE SYNCHRONOUS INVARIANT DIRECT CURRENT AND
ALTERNATING CURRENT SIGNALS IN THE FORM OF NON-COHERENT VECTORS SETS
MEASUREMENT … 39
Abstract: The decision of the problem of
synchronous invariant direct and alternating current signals in the form of
non-coherent harmonic signals sets measurement is considered. The decision is
obtained with the help of designed in ICS RAS method of fissionable sets of
measurement signals samples and developed in the article invariant theory
approach to its realization. The efficiency of decision obtained is discussed
and the ways of further investigations are pointed out.
Keywords: synchronous invariant direct and alternating current signals measurement, method of fissionable sets of signals samples, invariant theory approach.
КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ДАТЧИКОВ,
ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
DESIGN AND PRODUCTION OF SENSORS, DEVICES AND SYSTEMS
Представляет Нижегородский региональный редакционный совет
Никулин С. М., Терентьев А. А.
ЧАСТОТНО-СЕЛЕКТИВНАЯ МНОГОПОЛЮСНАЯ РЕФЛЕКТОМЕТРИЯ: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ … 44
Аннотация: Представлен новый подход к построению измерителей параметров рассеяния
нелинейных СВЧ-устройств на основе известных
многополюсных рефлектометров и оригинального принципа частотно-селективного
диодного преобразования. Приведены результаты экспериментальных исследований, рассмотрены перспективы
применения нового подхода.
Ключевые слова: многополюсная рефлектометрия,
параметры рассеяния, СВЧ-устройства, частотная селекция.
Nikulin S. M., Terentev A. A.
Abstract: The paper deals with new approach by developing the
vector network analyzers based on a combination of well-known multi-port reflectometers and original frequency-selective diode transducing method. The experimental
results are presented and analyzed for the
perspectives of new approach.
Keywords: multi-port
reflectometer, scattering parameters of
high-frequency devices, frequency selection.
Терентьев А. А.
ИЗМЕРЕНИЕ S-ПАРАМЕТРОВ СВЧ-ТРАНЗИСТОРА В РЕЖИМЕ БОЛЬШОГО СИГНАЛА … 49
Аннотация: Представлены результаты экспериментальных исследований метода
переменной пространственно удаленной нагрузки для измерения S-параметров СВЧ-цепей
в режиме большого сигнала с использованием двухпортового
векторного анализатора цепей без прямого доступа к приемникам. Экспериментальные исследования приведены на
примере СВЧ-транзистора BFG135 в контактном устройстве.
Ключевые слова: метод переменной пространственно удаленной нагрузки, параметры рассеяния, СВЧ
транзистор, режим большого сигнала.
Terentev A. A.
MEASUREMENT OF SCATTERING PARAMETERS OF
HIGH-FREQUENCY TRANSISTOR IN LARGE SIGNAL MODE … 49
Abstract: The paper deals with new results of experimental
research of variable spatially remote load method for measuring the scattering
parameters of high-frequency devices in large signal mode using 2-port vector
network analyzer without direct access to measurement receivers. The experimental research is based on measurement of
parameters of BFG135 transistor with test fixture.
Keywords: method of
variable spatially remote load, scattering
parameters, high-frequency transistor, large signal mode.
Алимов А. А., Радионов А. А.
РАСЧЕТ РЕЗОНАНСНЫХ ЧАСТОТ И
ДОБРОТНОСТИ ОТКРЫТЫХ ПРЕДЕЛЬНЫХ РЕЗОНАТОРОВ … 53
Аннотация: Представлен метод расчета резонансных частот и добротности открытых
предельных биконических, экспоненциальных и бочкообразных резонаторов на основе
модифицированного метода поперечных сечений с помощью пакета прикладных
программ на языке высшего уровня.
Приведены зависимости резонансных частот и добротности рассматриваемых
резонаторов от их геометрических параметров.
Ключевые слова: экспоненциальный резонатор, бочкообразный резонатор, модифицированный
метод поперечного сечения.
Alimov A. A., Radionov A. A.
CALCULATION OF THE RESONANT FREQUENCY AND
QUALITY FACTOR OF OPENED LIMITING RESONATORS … 53
Abstract: The method of calculation of resonance frequencies and quality factor of open
limiting biconical, exponential and barrel resonators
on the basis of the modified method of cross sections is presented. A package
of applied calculation software was created in the language of the highest
level. The dependence of the resonant frequencies and quality factor of the
resonators under consideration on their geometric parameters is given.
Keywords: exponential resonator, barrel resonator, modified cross-section method.
***
Давыдов В. А.
НОВЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ДАТЧИКИ
ДЛЯ СРЕДНЕЧАСТОТНОЙ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ … 58
Аннотация: Изложены результаты разработки новых типов портативных датчиков
переменного электрического и магнитного полей для геофизических методов
разведки. Приведены расчеты базовых параметров и полученные в результате
калибровки амплитудно-частотные характеристики разработанных датчиков в области
средних электроразведочных частот (100…20000 Гц). Рассмотрены способы
согласования емкостных антенн и индукционных датчиков для измерения электромагнитного
импеданса геологической среды.
Ключевые слова: емкостная антенна, индукционный датчик, электромагнитный
импеданс, геофизические исследования, электроразведка.
Davydov V. A.
NEW ELECTROMAGNETIC SENSORS FOR MID-FREQUENCY
ELECTRICAL EXPLORATION … 58
Abstract: The results of
working out of new type's portable sensors for variable electric and magnetic
field geophysical measurements are presented. Calculations for basic parameters
and observed gain-frequency characteristics after calibration of the developed sensors at the average frequencies (100-20 000 Hz) are
given. Ways of the characteristics matching for capacitive antennas and
variable reluctance pickups by measurements of an electromagnetic impedance of
the geological environment are considered.
Keywords: capacitive antenna, variable reluctance pickup,
electromagnetic impedance, geophysical researches, electrical exploration.
Новые
приборы
New devices
АКУСТИЧЕСКИЙ ТЕНЗОМЕТР "ТМА-01" … 63
ACOUSTIC STRAIN
GAGE "ТМА-01" … 63
ИЗЛУЧАТЕЛЬ В ВИДЕ МОДЕЛИ
АБСОЛЮТНО ЧЕРНОГО ТЕЛА АЧТ 70/-40/80 … 65
RADIATOR AS A MODEL OF ABSOLUTELY BLACK BODY
ACT 70/-40/80 … 65
ХРОНИКА
CHRONICLE
15-я ЮБИЛЕЙНАЯ ВЫСТАВКА ПО
ЭЛЕКТРОНИКЕ, КОМПОНЕНТАМ, ОБОРУДОВАНИЮ, ТЕХНОЛОГИЯМ … 66
15th ANNIVERSARY EXHIBITION FOR ELECTRONICS, COMPONENTS, EQUIPMENT, TECHNOLOGIES … 66
ВЫСТАВКА TESTING & CONTROL 2017 … 68
TESTING & CONTROL 2017 EXHIBITION … 68