Journal of Rocket-Space Technology
Not a member yet
238 research outputs found
Sort by
AUTOMATED CONTROL SYSTEMS FOR THE MANUFACTURE OF AXISYMMETRICAL COMPOSITE MATERIAL PRODUCTS
Get PDFУ роботі розглянуто особливості виробництва виробів з композитних матеріалів методом намотування, наведено опис існуючих методів намотування. Представлено два основних методи намотування: філативне та точкове. Представлені особливості використання методів намотування, що використовуються на виробництві. Визначено, що філативне намотування використовується для створення циліндричних та конічних оболонок з композитних матеріалів шляхом намотування волокон на форму за допомогою рухливої голови. Особливість цього методу включають можливість намотування на різні форми, регульовану швидкість руху валків та потребу у використанні спеціалізованих верстатів. Точкове намотування, використовується для виготовлення оболонок з композитних матеріалів за допомогою стрічок матеріалу. Він дозволяє створювати шари з стрічок, що обгортають поверхню форми, формуючи композитні вироби. Основні особливості цього методу включають можливість використання подвійного намотування для підвищення міцності та ефективності процесу виготовлення виробів з композиційних матеріалів.Найбільш важливу роль у виробництві вісесиметричних виробів з композиційних матеріалів відіграє точна подача волокон та смоли, що досягається за допомогою автоматичних систем подачі волокон і систем дозування смоли. Проведено аналіз сучасних автоматизованих систем керування, що використовуються для оптимізації процесу намотування. Визначено, що автоматизовані системи керування включають в себе числове програмування, що дозволяє підвищити рівень керування процесом виготовлення, а також застосовується високоточне сенсорне обладнання для моніторингу та контролю якості виробів, що в свою чергу забезпечує можливість детального аналізу різних параметрів виробів, таких як розмір, форма, текстура тощо. Запропоновані основні аспекти щодовиготовлення вісесиметричних виробів з композитних матеріалів методом намотування, з урахуванням температурного балансу та тиску. Також застосування автоматизованих систем керування у процессі виробництва вісесиметричних виробів з композитних матеріалів дозволить оптимізувати дозування смол або інших біндерів, що в свою чергу підвищить якість та стійкість виробу.The paper examines the peculiarities of manufacturing products from composite materials using the winding method, providing a description of existing winding methods. Two main winding methods are presented: filament winding and spot winding. The characteristics of using winding methods employed in production are outlined. It is determined that filament winding is used to create cylindrical and conical shells from composite materials by winding fibers onto a form using a moving head. The particularities of this method include the ability to wind onto various shapes, adjustable roller speed, and the need for specialized machinery. Spot winding is used to manufacture shells from composite materials using material strips. It allows for creating layers from strips wrapping around the surface of the form, shaping composite products. The main features of this method include the possibility of using double winding to increase strength and process efficiency in manufacturing products from composite materials. Precise fiber and resin delivery play a crucial role in the production of axisymmetric products from composite materials, achieved through automated fiber delivery systems and resin dosing systems. An analysis of modern automated control systems used to optimize the winding process is conducted. It is determined that automated control systems include numerical programming, which enhances process control levels, and high-precision sensor equipment for monitoring and quality control of products, enabling detailed analysis of various product parameters such as size, shape, texture, etc. The main aspects of manufacturing axisymmetric products from composite materials using the winding method are proposed, taking into account temperature balance and pressure. Additionally, the application of automated control systems in the production process of axisymmetric products from composite materials will optimize resin or other binder dosing, thereby improving product quality and durability
COMPUTER SIMULATION OF THERMAL REGIME OF THE PAYLOAD DURING INTERPLANETARY FLIGHT IN THE OUTER COMPARTMENT
Get PDFОдним з трендів розвитку космічних технологій є зростання інтересу до міжпланетних перельотів і дослідженню Місяця та Марсу. Зокрема, в рамках міжнародної програми «Артеміда» ставляться завдання з дослідження Місяця, що потребує доставки відповідного дослідницького обладнання на планету. Перед розробниками ракетно-космічної техніки постає проблема збереження функціональності корисних вантажів під час міжпланетного транспортування. Зокрема, важливим є забезпечення прийнятних теплових режимів в екстремальних умовах відкритого космосу. Має місце достатньо складна задача, оскільки арсенал можливих методів контролю температури є обмеженим. Головним чином такі методи базуються на використання ефективних теплоізоляційних матеріалів, щоб запобігти втраті тепла в холодний космос або перегріву під впливом сонячної радіації. Використання додаткових активних систем терморегулювання потребує додаткової енергії, що є обмеженим на космічному апарату. Проект "Артеміда" передбачає розробку нових технологій теплового контролю для забезпечення стабільного теплового режиму корисного вантажу під час місій на Місяць, зокрема використання ефективної електронно-вакуумної ізоляції, систем регулювання тепла та інші інноваційні рішення. В представленій роботі розглянуто задачу з визначенняраціональних параметрів системи терморегуляції увідсіку посадочного модуля, що транспортує CubeRover. Представлено спрощену математичну модель, що описує процес теплообміну на основі розв’язання задачі радіаційного теплообміну. Виконано комп’ютерне моделювання теплових режимів корисного вантажу, що відповідає умовам транспортування в рамках місії Peregrineкомпанії Astrobotic. Для дослідження було використано програмний комплексThermalDesktop. В результаті обчислювальних експериментів визначено раціональні параметри теплової ізоляції для відсіку, де транспортується ровер, за заданих енергетичних і габаритно-масових обмежень.One of the emerging trends in space technology development is the increasing focus on interplanetary travel and the exploration of the Moon and Mars. Particularly with in the frame work of the international Artemis program, object ivesareset for Moon exploration, necessitating the delivery of correspondin grese arche quipment to the lunarsur face. Developers of rocket and space technology face the challenge of preserving the functionality of valuablecar goduring interplanetary transportation. Ensuringac ceptable ther malregimes in the extreme conditions of out erspaceiscrucial. This taskis complex, given the limited arsenal of temperature control method savailable. Primarily, the seme tho dsrely on the use of efficient ther malinsulation materials to preven the atlossin the cold vacuum of space oroverheatingduetosolarradiation. In corporating additional active ther malregulation systems requiresextra energy, which is constraineda board space craft. The Artem is project entailsthede velopment of new ther malcontrol technologies to main tainstable ther mal conditions for valuablecargo during missions to the Moon, including the utilization of effective electronic-vacuuminsulation, heatregulati on systems, and otherinnovativesolutions. This paperad dresses the challenge of determining the optimal parameters for the thermal control system in the compartment of the landingmodule transporting the Cube Rover. A simpl if iedma the matical model describing the heatexchange process based on solving ther adiation heatex change problemis presented. Computational model ing of the rmalconditions for valuablecargo, corresponding to the transport ation conditions with in the Peregrinemission of Astrobotic company, is conductedusing the Thermal Desktops of twaresuite. Through computational experiments, optimalins ulationparameters for the rover-compartmentaredetermined with in specified energy and size-mass limitations
РОЗРОБКА ДИФФЕРЕНЦІЙНОЇ МОДЕЛІ ОХОЛОДЖЕННЯ КАМЕРИ РРД НЕСТИСКАЄМОЮ РІДИНОЮ
Get PDFAbstract. The combustion chamber constitutes a crucial component of a liquid rocket engine (LPRE), and approximately 30% of serial engine failures are attributed to issues within it. Primarily, challenges encountered during engine chamber operation stem from the inadequacy of the current cooling systems to manage thermal loads effectively. These loads, unique to liquid-propellant rocket engine chambers, result of high pressures, temperatures, and flow rates of dissociating combustion products. Regenerative cooling stands as the primary method to safe the chamber walls from overheating and subsequent deterioration. Other methods serve as supplementary measures, often utilized in conjunction with regenerative cooling (e.g., internal film cooling), or are tailored to specific applications, such as radiation cooling of upper-stage engine nozzles. However, the advancement of heat transfer theory within liquid-propellant rocket engine chambers has been relatively stagnant, with widely accepted calculation methods established as far back as the 1970s. Consequently, these methods fail to harness the considerable computing power enhancements since their inception, neglect new experimental data, and lack adaptation to modern engine manufacturing technologies like 3D printing. Concurrently, the burgeoning number of startups in the rocket and space sector, constrained by limited budgets, necessitates the swift development of viable designs without extensive and costly testing. Hence, the need for validated calculation methods for regenerative cooling is paramount. This study endeavors to address this need by formulating a system of differential equations, grounded on the mass, momentum, and energy conservation laws, to describe the processes within the cooling circuit of the liquid-propellant rocket engine chamber. Additionally, the model is dimensionally reduced for simplification. Comparative analysis against established engineering methodologies showcases the advantages of the proposed approach, underscoring its potential for enhancing cooling system design efficacy.Анотація. Камера — це один з основних агрегатів рідинного ракетного двигуна (РРД), і саме з нею пов'язано близько 30% відмов серійних двигунів. У більшості випадків проблеми, що виникають у роботі камери двигуна, пов'язані з неможливістю прийнятої системи охолодження ефективно справлятися з тепловими навантаженнями, які в камерах РРД унікальні через високі тиски, температури і швидкості потоку продуктів згоряння, що дисоціюють. Основним методом захисту стінок камери РРД від перегріву і подальшого руйнування є регенеративне охолодження. Інші методи або є допоміжними і застосовуються переважно в комбінації з регенеративним охолодженням (наприклад, внутрішнє завісне охолодження), або обмежені специфічною областю застосування, як наприклад, радіаційне охолодження соплових насадків двигунів верхніх ступенів. При цьому теорія теплопередачі в камерах РРД вже тривалий час розвивається не надто інтенсивно: методики розрахунку, які набули статусу загальноприйнятих як у нас, так і за кордоном, були сформовані ще в 70-х роках минулого століття. Відповідно, їх реалізації не можуть у повній мірі використовувати обчислювальні потужності, які суттєво зросли з того часу, в них не враховані нові експериментальні дані, що з'явилися за цей час, а також вони не пристосовані до нових технологій виготовлення камер двигунів, таких як 3D-друк. З іншого боку, з року в рік зростає кількість стартапів у ракетно-космічній галузі, для яких, зважаючи на обмежені бюджети, критично важливо отримати працездатну конструкцію без великої кількості дорогих доводочних випробувань. Тому сьогодні особливо важливо мати верифіковані розрахункові методики регенеративного охолодження. У даній роботі на основі рівнянь збереження маси, імпульсу та енергії була складена система диференціальних рівнянь, що описує процеси в тракті охолодження камери РРД, розглянуто приведення моделі до безрозмірної форми. Для отриманої моделі також виконано порівняння результатів розрахунків з результатами, отриманими за загальновідомими інженерними методиками. За результатами порівняння виявлені переваги нового підходу
ANALYSIS OF TECHNOLOGIES FOR OBTAINING AND PROCESSING DEEP HOLES IN THICK-WALLED PARTS
Get PDFАнотація.Покращення якості внутрішньої поверхні глибоких отворів у товстостінних деталях при виготовленні нових виробів на кшталт пневмо- та гідроциліндрів є досить актуальною задачею. Аналогічну технологію використовують у оборонній промисловості для виробництва стволів та пускових контейнерів. Метою роботи є дослідження технологій виготовлення та обробки глибоких отворів у товстостінних деталях для покращення їх якості та ефективності виробничих процесів. Робота базується на комплексному підході, що включає аналіз існуючих методів та технологій глибокого свердління, експериментальні дослідження факторів, які впливають на якість поверхні, та розробку рекомендацій щодо покращення процесу обробки. Встановлено основні фактори, що впливають на якість поверхні глибоких отворів, та розроблено рекомендації для покращення обробки. Визначено, що найбільш ефективними методами контролю за процесом обробки є поєднання прямого контактного методу контролю геометрії та шорсткості поверхні. Робота розширює наукові знання про процеси глибокого свердління та обробки товстостінних деталей, а також пропонує нові підходи до покращення якості обробки. Отримані результати можуть бути використані у виробничих процесах для підвищення якості та ефективності обробки глибоких отворів у товстостінних деталях. Дослідження пропонує комплексний підхід до вирішення проблеми обробки глибоких отворів, включаючи створення універсального пристрою з інтеграцією контролю якості у реальному часі. Дослідження обмежене аналізом існуючих методів та технологій у сучасному машинобудуванні. Майбутні дослідження можуть бути спрямовані на подальшу оптимізацію розроблених рекомендацій та їх впровадження у виробництво.Abstract. Improving the quality of the inner surface of deep holes in thick-walled parts in the manufacture of new products such as pneumatic and hydraulic cylinders is a very urgent task. A similar technology is used in the defense industry to produce barrels and launch containers. The purpose of this work is to investigate the technologies for manufacturing and processing deep holes in thick-walled parts to improve their quality and efficiency in production processes. The work is based on a comprehensive approach that includes the analysis of existing methods and technologies for deep drilling, experimental research on factors affecting surface quality, and the development of recommendations for process improvement. The main factors affecting the surface quality of deep holes were identified, and recommendations for improving the processing were developed. It is determined that the most effective methods of control over the processing process are a combination of direct contact method of control of geometry and surface roughness. The study expands scientific knowledge about deep drilling processes and the processing of thick-walled parts, proposing new approaches to improving processing quality. The obtained results can be used in production processes to enhance the quality and efficiency of deep hole processing in thick-walled parts. The research offers a comprehensive approach to solving the problem of deep hole processing, including the creation of a universal device with integrated real-time quality control. The study is limited to the analysis of existing methods and technologies in modern engineering. Future research could focus on further optimization of the developed recommendations and their implementation in production
EXTREME STUDY OF CONNECTING FLANGE CONNECTIONS OF CARBON PLASTIC ROCKET ROCKET CRYOGENIC PIPELINES
Get PDFАнотація. Стаття посвячена питанню виготовлення та експериментального дослідження суцільнокомпозитних безлейнерних кріогенних трубопроводів ракет носіїв із вуглепластику, деталі яких виготовляються методом намотування. При їх створенні із композитів, одночасно вирішується завдання по проектуванню, формуванню матеріалу і технології виготовлення. Беручи до уваги таку особливість композитів, удосконалення технології виготовлення є одною із самих важливих аспектів, визначаючих облік всієї конструкції. Особливий інтерес викликає дослідження роз’ємного фланцевого з’єднання в складі конструкції кріогенного трубопроводу з вуглепластика. Представлені технологічні особливості їх виготовлення. Значний інтерес в цих питаннях викликає дослідження з'єднання кріогенних трубопроводів та елементів, які підводять компоненти палива для баків з композитних матеріалів. З цією метою застосовують фланець, конструктивне виконання якого суттєво впливає на герметичність конструкції. Це обґрунтовано високою різницею коефіцієнтів лінійного температурного розширення матеріалу елементів, що знаходяться в контакті, матеріалу ущільнення, якості поверхні та моментів затяжки елементів кріплення. Розглянута конструкція фланців і окремих елементів технологічної оправки. Приведені основні конструктивно- технологічні рішення виготовлення композитного корпусу трубопроводу. Оцінено герметичність та підтверджено теоретичні дослідження напружено-деформованого стану фланця. Виконано дослідження роз’ємного фланцевого з’єднання в складі конструкції кріогенного трубопроводу з вуглепластика. Для проведення оцінки герметичності та підтвердження теоретичних досліджень напружено-деформованого стану фланця, проводили автономні гідравлічні випробування внутрішнім надлишковим тиском рідкого азоту. Отримані дослідні конструкції підвергали багаторазовому охолодженню з метою імітації циклів заправлення / наддування / злив імітуючи роботу в складі кріогенного трубопроводу з наступною перевіркою складання на герметичність гелієм.Annotation. The article is devoted to the issue of manufacturing and experimental research of all-composite linerless cryogenic pipelines of carbon-plastic carrier rockets, the parts of which are made by the winding method. When they are created from composites, the task of designing, forming the material and manufacturing technology is solved at the same time.Taking into account such a feature of composites, the improvement of manufacturing technology is one of the most important aspects that determine the accounting of the entire structure. Of particular interest is the study of the removable flange connection in the structure of the cryogenic pipeline made of carbon fiber. The technological features of their production are presented. Considerable interest in these issues is caused by the study of the connection of cryogenic pipelines and elements that supply fuel components for tanks made of composite materials. For this purpose, a flange is used, the design of which significantly affects the tightness of the structure.This is justified by the high difference in the coefficients of linear temperature expansion of the material of the elements in contact, the sealing material, the quality of the surface and the tightening moments of the fastening elements. The design of flanges and individual elements of the technological mandrel is considered. The main structural and technological solutions for the production of the composite casing of the pipeline are given. Hermeticity was assessed and theoretical studies of the stress-strain state of the flange were confirmed. The study of the detachable flange connection as part of the structure of the cryogenic pipeline made of carbon fiber was carried out.In order to assess the tightness and confirm the theoretical studies of the stress-strain state of the flange, autonomous hydraulic tests were carried out with the internal excess pressure of liquid nitrogen. The obtained experimental structures were subjected to repeated cooling in order to simulate filling/inflating/draining cycles, simulating work as part of a cryogenic pipeline, followed by checking the assembly for tightness with helium
МАРКЕТИНГОВІ СТРАТЕГІЇ SPACEX ІЗ ВРАХУВАННЯМ СУЧАСНИХ РИНКОВИХ ТЕНДЕНЦІЙ
Get PDFAbstract. The role of marketing strategy at enterprises was studied, its importance for market orientation was determined, and measures and directions for development were directed. The interrelationship of various strategies of the enterprise through the hierarchy of strategic intentions of the enterprise, which shape its success and efficiency in the long term, is shown.The process of creating a marketing strategy is described, including the analysis of the relationship between the consumer and the product, the general marketing strategies for various market segments are defined, the development of strategies for individual components of the marketing mix is described, as well as the process of ensuring implementation and control. Analyzed trends that involve market focus and product orientation in marketing strategies and that ensure overcoming the strategic gap by using old products in new markets and introducing new products in established markets. On the example of SpaceX, innovative marketing strategies were studied, which are the basis of its success in the competitive aerospace sector. Shown as a hierarchy of strategic intent, SpaceX's mission to revolutionize space exploration and its emphasis on reusable rocket technology in particular is an example of how a sound marketing strategy can drive long-term growth and market penetration. Successful measures of SpaceX's marketing strategy are highlighted, such as social media strategies and traditional marketing methods, which ensure transparency and efficiency of interaction with its audience. The author's definition of marketing strategy is formulated, its main features are highlighted. The successful components of the modern marketing strategy of the aerospace company SpaceX are proven and highlighted, as an example for application in the aerospace services market by other market participants.Анотація. Досліджено роль маркетингової стратегії на підприємствах, визначено її значення для ринкової орієнтації та скеровані заходи та напрямки щодо розвитку. Показаний взаємозв’язок різних стратегій підприємства через ієрархію стратегічних намірів підприємства, що формують його успішність та ефективність на довгострокову перспективу. Описано процес створення маркетингової стратегії, включаючи аналіз зв’язків між споживачем і продуктом, визначені загальні маркетингові стратегії для різних сегментів ринку, описана розробка стратегій для окремих компонентів комплексу маркетингу, а також процес забезпечення виконання та контролю. Проаналізовані тенденції, що передбачають фокусування на ринку та орієнтації на продукт у маркетингових стратегіях та які забезпечують подолання стратегічного розриву шляхом використання старих продуктів на нових ринках і представлення нових продуктів на усталених ринках. На прикладі SpaceX було вивчено інноваційні маркетингові стратегії, які лежать в основі її успіху в конкурентному аерокосмічному секторі. Показано як ієрархія стратегічних намірів, і особливо місія SpaceX, спрямована на революцію в дослідженні космосу, і її акцент на багаторазових ракетних технологіях є прикладом того, як надійна маркетингова стратегія сприяє зростанню та проникненню на ринок в довгостроковій перспективі. Виділені успішні заходи маркетингової стратегії SpaceX, такі як стратегії соціальних медіа та традиційних методів маркетингу, що забезпечують прозорість і ефективність взаємодії зі своєю аудиторією. Сформульоване авторське визначення маркетингової стратегії, виділені її основні ознаки.Доведені і виділені успішні складові сучасної маркетингової стратегії аерокосмічної компанії SpaceX, як приклад для застосування на ринку аерокосмічних послуг іншими учасниками ринку
Вплив модифікування багатофункціональними модифікаторами на механічні властивості колісних сталей
Get PDFThe article deals withthe complex impact of aluminum and titanium on reducing the content of harmful impurities, such as sulfur and phosphorus, and on improving the mechanical properties of KP-T wheel steel produced at PJSC "INTERPIPE NTZ." It has been proven that under the influence of modification, the concentration of harmful impurities decreases significantly more than in serial metal, which improves the structure and increases the level of mechanical characteristics of the steel. Special attention is given to the complex action of multifunctional modifiers containing elements that help achieve a high uniformity of the chemical composition and improve the operational characteristics of the steel. The effect of modification on the formation of submicroscopic compounds in the liquid melt was studied, improving the stability of the chemical composition. The study results indicate an increase in the strength limit and improved plasticity of the steel after modification, allowing an extended service life of the products. It was found that aluminum and titanium promote volumetric crystallization, ensuring a uniform distribution of non-metallic inclusions in the metal. This results in a significant increase in mechanical properties, such as yield strength and impact toughness. Modified KP-T steel has shown higher wear and corrosion resistance, making it more attractive for industrial use. The study also demonstrates that the use of such modifiers significantly reduces energy costs for metal processing. The obtained results confirm the efficiency of new modification methods for enhancing the quality of wheel steels. Thus, the application of multifunctional modifiers significantly improves the physics-mechanical characteristics of steel, making it more competitive. The scientific novelty of this study lies in proving the advantages of using multicomponent modifiers, which provide a higher degree of steel purification and alloying compared to traditional technologies, enhancing its reliability and productivity.У статті досліджено комплексний вплив алюмінію та титану на зменшення вмісту шкідливих домішок сірки та фосфору, а також на підвищення механічних властивостей у колісній сталі КП-Т, виплавленій в умовах ВАТ «ІНТЕРПАЙП НТЗ». Доведено, що під впливом модифікування концентрація шкідливих домішок знижується значно сильніше, ніж у серійному металі, що сприяє покращенню структури та підвищенню рівня механічних характеристик сталі. Основна увага приділена комплексній дії багатофункціональних модифікаторів, що містять елементи, які дозволяють досягти високої однорідності хімічного складу та поліпшення експлуатаційних характеристик сталі. Досліджено вплив модифікування на утворення субмікроскопічних сполук у рідкому розплаві, що покращує стабільність хімічного складу сталі. Результати дослідження вказують на збільшення межі міцності та покращення пластичності сталі після модифікування, що дозволяє продовжити термін експлуатації виробів. Виявлено, що алюміній і титан сприяють об'ємній кристалізації, забезпечуючи рівномірний розподіл неметалевих включень у металі. Внаслідок цього відбувається суттєве підвищення механічних властивостей, таких як межа текучості та ударна в'язкість. Показано, що модифікована сталь КП-Т має вищу стійкість до зношування та корозії, що робить її привабливішою для промислового використання. Дослідження також демонструє, що використання таких модифікаторів сприяє значному зниженню енергетичних витрат на обробку металу. Отримані результати підтверджують ефективність нових методів модифікування для підвищення якості колісних сталей. Таким чином, застосування багатофункціональних модифікаторів сприяє значному покращенню фізико-механічних властивостей сталі, що робить її більш конкурентоспроможною. Наукова новизна дослідження полягає в доказі переваг застосування багатокомпонентних модифікаторів, які забезпечують більш високий рівень очищення та легування сталі порівняно з традиційними технологіями, підвищуючи її надійність і продуктивність
Розробка послідовного компенсатору для системи керування автономного мобільного робота
Get PDFA method of synthesis of compensators for control systems with forward and reverse cross-connection is proposed. The control object is an autonomous mobile robot of variable configuration. The control system of the considered class of mobile robots is multidimensional and provides, in general, three control buses for the platform, chassis and attachments. On each bus, command influences are transmitted via communication channels to executive devices (wheels, stabilizers, actuators of manipulator kinematic pairs, etc.). The interconnection of control channels arises due to the dynamic features of the object and is determined by the design variant of the mobile robot. To overcome the interaction, a series compensator must be added to each control channel. If the nomenclature of the chassis and attached equipment is known, then at the design stage, the transfer functions of the serial compensators for each channel of the control system can be calculated in advance. For example, an autonomous mobile robot with a manipulator is considered. The design consists of a four-wheeled four-wheel platform and an anthropomorphic manipulator consisting of a ring rotating around a vertical axis and rod links ( an arm) connected by rotary kinematic pairs of the fifth class. A control system for an autonomous mobile robot with a manipulator in each mode of operation contains at least four control channels with cross-connections due to the physical properties of the control object. The method of determining the transfer functions of compensators to ensure the autonomy of control channels is considered. This method can be used to analyze the controllability of the manipulator at the design stage; allows you to determine the influence of structural, kinematic and dynamic parameters on the controllability of the manipulator. Research results can be used in the development of algorithms for group control of mobile robots.Запропоновано метод синтезу компенсаторів для систем керування з прямим та зворотним перехресним зв’язком. Об’єкт керування - автономний мобільний робот змінюваної конфігурації. Система керування розглянутого класу мобільних роботів є багатовимірною і передбачає у загальному випадку три шини керування для платформи, шасі та навісного обладнання. По кожній шині командні впливи по каналах зв’язку передаються на виконавчі пристрої (колеса, стабілізатори, приводи кінематичних пар маніпулятора і т.п.). Взаємозв’язок каналів керування виникає за рахунок динамічних особливостей об’єкту і визначається варіантом конструкції мобільного робота. Для подолання взаємозв’язку у кожний канал керування потрібно додати послідовний компенсатор. Якщо номенклатура шасі та навісного обладнання відома, то на етапі проектування можна заздалегідь розрахувати передаточні функції послідовних компенсаторів для кожного каналу системи керування. Для прикладу розглянуто автономний мобільний робот з маніпулятором. Конструкція складається з повнопривідної чотирьохколісної платформи, та антропоморфного маніпулятора складеного з кільця, що обертається навколо вертикальної вісі, та стрижневих ланок (руки), з’єднаних ротаційними кінематичними парами п’ятого класу. Система керування для автономного мобільного робота з маніпулятором на кожному режимі роботи містить щонайменше чотири канали керування з перехресними зв’язками, обумовленими фізичними властивостями об’єкту керування. Розглянуто метод визначення передавальних функцій компенсаторів для забезпечення автономності каналів керування. Даний метод може використовуватися для аналізу керованості маніпулятора на етапі проектування; дозволяє визначити вплив конструктивних, кінематичних і динамічних параметрів на керованість маніпулятора. Результати досліджень можна застосовувати при розробці алгоритмів групового керування мобільними роботами
СИСТЕМА ОПТИЧНОЇ ОБРОБКИ ДАНИХ
Get PDFAbstract. The article analyzes the technical solution for the implementation of the optical data processing module for the product of the "Rocketry Agency" Student Rocket project and identifies the main research perspectives for its use and development. The prospects for the development of scientific and research development of systems of this type are the creation of new schemes of technical solutions and mathematical and practical methods of processing stream data for finding optimal algorithms for their processing and analysis in real time, as well as reducing the cost of production of guidance systems for small aircraft (SA) of high and average productivity of the linear acceleration system. Taking into account the caliber of the D-150 and D-300 missile launchers and the features of its linear acceleration system, special attention was paid to the processes of minimizing the mechanical dimensions of the system, increasing the failure resistance and simplifying the production processes of the mechanical components of the system, as well as minimizing the time of accumulation and processing of streaming arrays of monochrome binary data for ensuring the necessary speed of operation of the electromechanical bodies of the control system. The main principle of the system implementation was the combination of a controlled electro-mechanical gyroscope based on a brushless high-speed motor and a high-speed optical scanner of the infrared range in combination with a digital sensor for measuring small distances. The system also uses an autonomous calibration module based on a complex of inertial micro-electromechanical systems (MEMS) as sensors of the initial spatial orientation system. The main tools for determining the angular position of the system were the mathematical spatial-geometrical functions of processing the received data. The main mathematical apparatus for data processing will be an 8-bit controller in combination with a high-speed camera-scanner and an external optical sensor for distance measurement. To ensure the necessary positioning accuracy of the system, a suitable optical module is used, which provides a given focal pattern for the electronic optical surface scanner. An important addition to such a spatial orientation system is a mechanical two-stage gyroscope, which is also designed to be placed in the declared calibers of the aircraft for further standardization of the fastening system and the design of the corresponding mass-dimensional layout.Анотація. У статті проведено аналіз технічного рішення для реалізації модуля оптичної обробки даних для виробу проекту «Студентська ракета «RocketryAgency» і визначені основні науково-дослідні перспективи його використання та розвитку.Перспективоюрозвитку науково-дослідницької розробки систем такого типу є створення нових схемо-технічних рішень та математично-практичних методів обробки потокових даних для знаходження оптимальних алгоритмів їх обробки та аналізу у реальному часі, а також зменшення собівартості виробництва систем орієнтації малих літальних апаратів (ЛА) високої та середньої продуктивності системи лінійного прискорення. На підставі калібру ракетоносія Д-150 та Д-300 та особливостей його системи лінійного прискорення особливу увагу відведено процесам мінімізації механічних габаритів системи, підвищенню відмовостійкості та спрощенню процесів виробництва механічних вузлів системи, а також мінімізаціїчасу накопичення та обробки потокових масивів монохромних бінарних даних для забезпечення необхідної швидкодії електромеханічних органів системи керування. Основним принципом реалізації системи стала комбінація керованого електромеханічного гіроскопу на базі безколекторного двигуна високих обертів та високошвидкісного оптичного сканеру інфрачервоного діапазону у комбінації із цифровим датчиком вимірювання малих відстаней. Використовується у системі також і модуль автоматичного калібрування на основі комплексу інерціальних мікро-електромеханічних систем (MEMS) в якості датчиків системи початкової просторової орієнтації. Основними інструментами для визначення кутового положення системи стали математичні просторово-геометричні функції обробки отриманих даних. Основним математичним апаратом для обробки даних виступить 8-ми бітний контролер у поєднаннііз високошвидкісною камерою-сканером та зовнішнім оптичним датчиком вимірювання відстані. Для забезпечення необхідної точності позиціювання системи використовується відповідний оптичний модуль, що забезпечує задану фокусну картину для електронного оптичного сканеру поверхні. Важливим додатком до такої системи просторової орієнтації виступає механічний двоступеневий гіроскоп, який також проектується для розміщення у заявлені калібри ЛА для подальшої стандартизації системи кріплень і проектування відповідного масо-габаритного макету
ОРГАНІЗАЦІЯ ХМАРНИХ ОБЧИСЛЕНЬУ НЕЙРОФІЗІОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕННЯХНА ОСНОВІ ДАНИХ АЙТРЕКІНГУ
Get PDFAbstract. A working version of the software complex/platform (IONDS - Identification of nonlinear dynamical systems) has been developed in the web environment, which is an interface and functionality for cloud computingin neurophysiological research based on eyetracking data. The complex allows you to carry out automated research on the identification of nonlinear dynamic systems and add new methods using the built-in code editor. Also, it is possible to edit and interpret the script code of any identification method, add a list of experiment parameters to the code, perform calculations using the integrated script code on the server, receive results already in the browser, and save them. The software complex consists of many independent modules and nodes working in interaction. This allows you to quickly and efficiently scale its functions and capabilities. An important feature of this software complex is that it does not require hardware on the client side thanks to cloud computing. Also, the software complex has advantages in relation to known similar platforms, namely: social opportunities and a high level of abstraction when working with the complex. As a result of the work, a software complex based on the method of identification of the eye-motor system was developed and tested, which is advisable to use in scientific activities to simplify work with identification methods, namely: saving the script code of identification methods for further work with them; improvement of identification methods using the built-in code editor; exchange of identification methods; the possibility of working with the platform on any device due to the fact that all calculations will be performed on the server ("cloud computing"). Also, the software complex can be used in the educational process due to the above advantages and the library of software identification tools.Анотація. Розроблено робочу версію програмного комплексу/платформи (IONDS - Identification of nonlinear dynamical systems) у web-середовищі, що представляє з себе інтерфейс та функціонал для здійснення хмарних обчислень у нейрофізіологічних дослідженнях на основі даних айтрекінгу. Комплекс дозволяє здійснювати автоматизовані дослідження з ідентифікації нелінійних динамічних систем та додавати нові методи за допомогою вбудованого редактора коду. Також, є можливість редагувати та інтерпретувати скрипт-код буть якого методу ідентифікації додавати до коду перелік параметрів експерименту, здійснюватиобчислення за допомогою інтегрованого скрипт-коду на сервері, отримувати результати в браузері, та зберігати їх.Програмний комплекс складається з багатьох незалежних модулів та вузлів, що працюють у взаємодії. Це дозволяє швидко та ефективно масштабувати його функції та можливості.Важливою особливістю даного програмного комплексу є невимогливість до апаратного забезпечення на кліентській стороні завдяки хмарним обчисленням. Також, програмний комплекс має переваги по відношенню до відомих подібних платформ, а саме: соціальні можливості та високий рівень абстракції при роботі з комплексом. У результаті роботи було розроблено та протестовано програмний комплекс на методі ідентифікації око-рухової системи, який доцільно застосовувати у науковій діяльності для спрощення роботи з методами ідентифікації, а саме: збереження скрипт-коду методів ідентифікації для подальшої роботи з ними; удосконалення методів ідентифікації, використовуючи вбудований редактор коду; обмін методами ідентифікації; можливість роботи з платформою на будь якому пристрої завдяки тому, що всі обчислення будуть здійснюватися на сервері («хмарні обчислення»). Також, програмний комплекс може застосовуватися у навчальному процесі завдяки вищенаведеним перевагам та бібліотеки програмних засобів ідентифікації