2022

Разработка метода снижения неопределённости калибровки базовых оптоэлектронных датчиков угла поворота углоизмерительной установки (КИДУ)

Разработан модифицированный алгоритм кросс-калибровки базовых (референтного и рабочего) оптоэлектронных датчиков угла поворота (ОЭДУ) углоизмерительной установки модели АЭ.1686. С его помощью удаётся полностью учесть искажающий вклад, вносимый как систематической составляющей погрешности шкалы датчика, используемого в качестве эталона сравнения, так и систематической составляющей шкалы, которая является объектом калибровки. Это становится возможным при точном согласовании параметров процесса кросс-калибровки и характеристики узлов калибруемого датчика. Так называемый принцип когерентности комплементарных гребенчатых фильтров, предложенный в лаборатории, позволяет минимизировать остаточный искажающий вклад, вносимый шкалой датчика, используемого в качестве эталона сравнения, практически до нуля.

lab16 rez 2022 ris1

Экспериментальный стенд для контроля базовых датчиков КИДУ

2016 г.

с.н.с. Будниковым К.И. и н.с. Курочкиным А.В. предложен и. запатентован Способ фильтрации потока HTTP-пакетов на основе пост-анализа запросов к Интернет-ресурсу и устройство фильтрации для его реализации.

Изобретение относится к области компьютерных сетей и может быть использовано для ограничения доступа пользователей к выделенным ресурсам сети Интернет по протоколу HTTP. Решение использует пост-анализ (последующий анализ) пользовательского запроса к Интернет-ресурсу, когда поток пакетов (включая запрос к Интернет-ресурсу) пропускается через фильтрующее устройство без обработки, а анализ пользовательского запроса к Интернет-ресурсу проводится в промежуток времени между его отправкой к web-серверу и приемом ответа на него от web-сервера.

Техническая эффективность изобретения по сравнению с аналогичными устройствами фильтрации по адресу HTTP заключается в уменьшении времени задержки прохождения через устройство фильтрации пользовательского запроса к Интернет-ресурсу, в увеличении числа обслуживаемых пользователей, а так же в расширении функциональных возможностей и ассортимента устройств данного назначения. Имитационное компьютерное моделирование показало уменьшение среднего времени прохождения пользовательского запроса к web-ресурсу через эмулируемое устройство фильтрации, которое использовало способ фильтрации, предложенный в изобретении, до 14% по сравнению с устройством, которое использовало традиционный способ фильтрации. По сравнению с устройствами фильтрации по IP-адресу изобретение позволяет осуществлять фильтрацию конкретного ресурса провайдера, а не всех ресурсов, принадлежащих фильтруемому IP-адресу.

При использовании провайдерами доступа к сети Интернет изобретение позволяет подключить большее количество абонентов и увеличить доход от абонентской платы. Устройство фильтрации, установленное в организации, позволяет ограничивать доступ в рабочее время к развлекательным ресурсам Интернет, а также ресурсам с плохой репутацией из установленного в организации дополнительного списка. Возможна установка фильтров в учебных заведениях для ограничения доступа к информации, не предназначенной для учащихся.

Изобретение рекомендовано Федеральным институтом промышленной собственности (ФИПС) для включения в список перспективных российских изобретений за 2016г.

2014 г.

Создана и введена в опытную эксплуатацию АСУ Большого солнечного вакуумного телескопа (БСВТ) с гелиостатной питающей оптикой (поселок Листвянка, Байкал). Автоматизированы наблюдения за процессами, происходящими на Солнце, а также работа вспомогательных подсистем телескопа: вакуумирования, термокомпенсации входного иллюминатора, разгрузки зеркала. Создана подсистема гидирования, обеспечивающая автоматическое перемещение заданной точки изображения Солнца на визуализирующую и регистрирующую аппаратуру с погрешностью наведения (по азимуту и углу места) - не более 0,5''. Время от момента освещения Солнцем любого из четырех датчиков модуля слежения (рис.1) до перемещения заданной точки изображения Солнца в центр регистратора (соответствует центру щели спектрографа) - не более 60 сек.
Создано программное обеспечение, которое позволяет проводить управление телескопом и исследование Солнца в ручном и автоматическом режиме как при работе с отдельными подсистемами, так и для решения более сложных задач, связанных с взаимодействием нескольких подсистем.

Рис.1. Датчики модуля слежения

Кроме расширения функциональных возможностей, например, автоматическое заведение изображения Солнца в трубу телескопа, существенно облечена работа оператора во время проведения наблюдений, а также упрощена настройка и юстировка.
С учетом того, что телескоп является инструментом проведения научных исследований и подразумевает постоянное расширение круга решаемых им задач, создана и экспериментально проверена архитектура программного обеспечения, которая позволяет:
- использовать отработанные на одном телескопе алгоритмы управления устройствами, подсистемами и технологическими процессами на других телескопах;
- интегрировать в уже существующее программное обеспечение АСУ функционально сопоставимые, но разные типы устройств;
- использовать разные операционные системы (Windows, Linux) в качестве базовой платформы для АСУ БСВТ;
- интегрировать в основное программное обеспечение АСУ специализированные программы, позволяющие существенно упростить и облегчить программирование прикладных задач, возникающих при проведении научных экспериментов на телескопе, характеризующихся наличием большого количества взаимозависимых процессов (заведение, сканирование, написание технологических программ);
- проводить отладку некоторых узлов программного обеспечения в условиях отсутствия реального оборудования, на основе комплексного набора средств виртуальной отладки.

Разработана и создана программная модель устройства, фильтрующего запросы от WEB-клиента к WEB-серверу по протоколу HTTP с использованием исследованных ранее алгоритмов: внепланового закрытия HTTP-сессии и маскирования ответных данных. Устройство имеет две симметричные точки подключения и устанавливается в разрыв соединения между сетью клиента и сетью сервера. Модель состоит из двух равнозначных каналов, которые обеспечивают прохождение через устройство и фильтрацию пакетного трафика.

Рис. 2. Общий вид УИМ АЭ.1686

Разработан и создан экспериментальный образец углоизмерительной машины (УИМ) модели АЭ.1686 (рис. 2), предназначенной для измерения и определения угловых параметров и других характеристик рабочих образцов и фотошаблонов оптических лимбов, круговых шкал, растров и многоразрядных кодовых дисков (далее углоизмерительные структуры – УИС) в автоматическом режиме:
- углового положения границ элементов топологии;
- угловой привязки положений элементов топологии, находящихся на разных радиусах;
- углового положения диаметров элементов топологии;
- углового положения осей элементов топологии;
- углового отклонения положения границ элементов топологии;
- отклонения положения осей от номинальных значений, указанных в конструкторской документации (КД);
- ширины и разности ширины элементов топологии.

Проведены предварительные испытания и получены следующие характеристики установки.

Предварительные технические характеристики УИМ АЭ.1686

№ п/п	Параметр	Значение
1	Рабочий диаметр стола, мм.	210
2	Частота вращения стола. об/с.	1
3	Горизонтальный ход считывающей головки, мм.	125
4	Вертикальный ход считывающей головки, мм	25
5	Погрешность измерения углового положения границ элементов топологии, угл. с.	1
6	Погрешность измерения угловой привязки положений элементов топологии, находящихся на разных радиуса, угл. с	1
7	Погрешность определения ширины элементов топологии, мкм	± 0,1
8	Погрешность определения ширины и разности ширины элементов топологии, мкм	± 0,1

2004-2008

Control System for Novosibirsk HydroElectroStation

Control System for Single Crystal Growth Furnace
	Control System for Single Crystal Growth Furnace
Control System for Sonar Telescope
	Control System for Sonar Telescope
Control System for Simulating of Single Crystal Growth
No image available	Control system for simulating of single cristal growing process (nanotechnology).

2013 г.

Для управления Большим солнечным вакуумным телескопом разработана автоматизированная система, имеющая распределенную архитектуру, основанная на АРМ контроллерах подключаемых по каналам Ethernet к компьютеру астронома - оператора.

Такой выбор обусловлен следующими особенностями:

большим количеством подсистем обеспечивающих процесс наблюдения (автоматической ориентации телескопа на солнце, выбора и гидирования заданной точки Солнца, сканирования его области, получения спектров, мониторинга видеоизображений);
большим количеством подсистем обеспечивающих уникальные (прост-ранственное разрешение 0,2 угл. с.) характеристики телескопа (вакуумирования, разгрузки зеркала сидеростата, термокомпенсации входного иллюминатора);
внушительными размерами телескопа (фокусное расстояние - 40м).

Контроллеры обеспечивают управление двигателями и другими исполнительными устройствами подсистем в соответствии с алгоритмом текущего эксперимента наблюдений Солнца. В составе АСУ имеются видеокамеры и мобильный пульт управления – переносной компьютер с каналом Wi-FI.

Предложен метод построения системы контроля погрешности формирования прецизионных углоизмерительных структур датчиков, входящих в состав систем управления позиционированием главных зеркал комплексов наблюдения за космическим пространством.

Прецизионные датчики угла поворота, входящие в состав систем управления позиционированием главных зеркал оптических комплексов наблюдения космического пространства не имеют собственной подшипниковой системы и размещаются непосредственно на осях, угол поворота которых они должны контролировать. Эта особенность используемых датчиков определяет специфические пути построения систем контроля геометрии их кодирующих узлов, причём в идеале эти системы должны обеспечить контроль структур с погрешностью не хуже ± 0,05".

Для достижения поставленной цели предложено использовать дифференциальный принцип измерения характеристик контролируемых углоизмерительных структур (патент РФ № 83133), суть которого состоит в том, что с помощью прецизионного референтного углового датчика производится одновременное измерение погрешности положения элементов топологии двух других структур, из которых одна является контролируемой структурой, а вторая – рабочей. При этом предполагается, что паспортные характеристики рабочей структуры должны быть известны с необходимой точностью.

2010-2012 гг.

В лаб. 16 ИАиЭ СО РАН разработан аппаратно-программный комплекс автоматизированного управления тремя солнечными телескопами оперативных прогнозов нового поколения (СТОП 1-3) созданными ИСЗФ СО РАН и предназначенными для получения экспериментальных данных о крупномасштабных магнитных полях (КМП) Солнца.

Аппаратная часть системы управления телескопа обеспечивает непосредственный доступ к контролю и управлению устройствами телескопа: шаговыми двигателями приводов, высоковольтным источником, ТВ камерами подсистем гидирования и получения спектра. Инструментальное и прикладное программное обеспечение телескопов СТОП 1-3 разработано с использованием кросс - платформенного инструментария QT (http://qt.nokia.com/). Прикладная часть ПО с помощью графического интерфейса оператора (ГИО) позволяет отображать состояние узлов телескопа, показывать изображение спектра и видимое изображение солнца, формировать задание программе сканирования диска Солнца. Подсистема слежения обеспечивает перемещение изображения солнечного диска относительно входной щели спектрографа и удерживание его во время измерения. Установка поляризационных фильтров, калибровочных пластин производится также с использованием ГИО.

Реализовано программное обеспечение автоматической настройки и калибровки аппаратуры телескопа, в том числе: фокусировки камеры спектрографа, определения текущего значения полуволнового напряжения оптического модулятора и текущего (суточного) угла направления сканирования (положение оптической щели спектрографа) относительно оси вращения Солнца.

Обеспечено автоматическое сканирование диска Солнца с заданным растром, что позволило получать данные для расчета магнитограммы Солнца. Типовой шаг сканирования около 30'', время получения данных полной магнитограммы Солнца -15 минут.