ISSN 2304-6600 (Online)
ISSN 1997-0935 (Print)



ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕМЕНТОВ АВТОМАТИКИ УМНОГО ДОМА ПО ПАРАМЕТРИЧЕСКИМ СТРУКТУРНЫМ СХЕМАМ

  • Зарипова Виктория Мадияровна - Астраханский государственный архитектурно-строительный университет (АГАСУ)
  • Петрова Ирина Юрьевна - Астраханский государственный архитектурно-строительный университет (АГАСУ)
  • Шумак Кирилл Алексеевич - Астраханский государственный архитектурно-строительный университет (АГАСУ)
  • Лежнина Юлия Аркадьевна - Астраханский государственный архитектурно-строительный университет (АГАСУ)
DOI: 10.22227/1997-0935.2017.12.1424-1434
Страницы: 1424-1434
Предмет исследования: автоматизация расчета динамических характеристик проектируемого устройства в системе концептуального проектирования датчиковой аппаратуры, структурно-параметрические модели динамических процессов и алгоритмы автоматизированного расчета качественных характеристик элементов информационно-измерительных и управляющих систем (ИИИУС). Этап концептуального проектирования в наибольшей степени определяет эксплуатационные характеристики технических систем. Однако ни одна из информационных систем поддержки данного этапа не предоставляет возможности расчета эксплуатационных характеристик проектируемого элемента с учетом его динамических характеристик. Цели: повышение эффективности оценки динамических характеристик чувствительных элементов ИИИУС умного дома. Материалы и методы: при решении поставленных задач использовался математический аппарат моделирования систем (в частности, энергоинформационный метод моделирования процессов различной физической природы, протекающих в датчиковой аппаратуре); основные положения теории автоматического управления, теории построения систем автоматизированного проектирования, теории операционного исчисления; основы концептуального проектирования элементов ИИИУС. Результаты: произведено сравнение известных автоматизированных систем концептуального проектирования датчиков, выделены их достоинства и недостатки, показано, что ни одна из них не позволяет исследовать динамические характеристики проектируемого изделия в простой и понятной для инженера форме. Авторами предложено использовать энергоинформационный метод моделирования для синтеза принципов действия датчиков и анализа их динамических характеристик. Рассмотрены элементарные динамические звенья и вопросы синтеза параметрических структурных схем (ПСС), отражающих динамику процесса с использованием математического аппарата операционного исчисления. Разработан проект автоматизированной системы концептуального проектирования датчиковой аппаратуры, позволяющий визуализировать построение ПСС и представление результатов расчета динамических характеристик. Выводы: показано, что энергоинформационные модели цепей различной физической природы могут быть использованы для синтеза ПСС с динамическими звеньями, разработан математический аппарат для расчета динамических характеристик ПСС в аналитическом виде, представлены схема информационных потоков и функциональная модель подсистемы синтеза принципов действия датчиков с учетом динамических характеристик.
  • датчики;
  • интеллектуальные здания;
  • концептуальное проектирование;
  • энергоинформационный метод цепей;
  • параметрические структурные схемы;
  • динамические характеристики;
Литература
  1. Ануфриев Д.П., Зарипова В.М., Лежнина Ю.А. и др. Проектирование элементов информационно-измерительных и управляющих систем для интеллектуальных зданий. Астрахань, 2015. 230 с.
  2. Петрова И.Ю., Зарипова В.М., Лежнина Ю.А. Проектирование информационно-измерительных и управляющих систем для интеллектуальных зданий. Направления дальнейшего развития // Вестник МГСУ. 2015. № 12. С. 147-159.
  3. Тетушкин В.А., Герасимов Б.И. Система управления интеллектуальным зданием как инновационный элемент сервиса недвижимости // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2016. № 3 (61). С. 153-170.
  4. Хоменко Т.В., Петрова И.Ю., Лежнина Ю.А. Методология выбора оптимальных технических решений на этапе концептуального проектирования. Астрахань, 2014. 174 с.
  5. Dibley M., Li H., Rezgui Y., Miles J. Cost effective and scalable sensor network for intelligent building monitoring // International Journal of Innovative Computing, Information and Control (ICIC International). 2012. Vol. 8 (12). Рp. 8415-8433.
  6. Евдошенко О.И., Кравец А.Г. Построение онтологии для получения знаний о взаимосвязи между приёмами улучшения эксплуатационных характеристик, физико-техническими эффектами и патентной документацией // Современный взгляд на проблемы технических наук : сб. науч. тр. по итогам междунар. науч.-практ. конф. СПб., 2015. С. 11-15.
  7. Zaripova V., Petrova I. Knowledge-based support for innovative design on basis of energy-information method of circuits // Communications in Computer and Information Science. 2014. Vol. 466. Pp. 521-532.
  8. Эндресс К. Состояние и перспективы развития приборостроения для технологических процессов // Промышленные АСУ и контроллеры. 2004. № 1. С. 45-48.
  9. Nakashima H., Aghajan H., Augusto J.C. Handbook of ambient intelligence and smart environments. New York : Springer, 2010. P. 4.
  10. Badica C., Brezovan M., Badica A. An overview of smart home environments: architectures, technologies and Applications // Local Proceedings of the Sixth Balkan Conference in Informatics Thessaloniki, Greece, September 19-21. 2013. Рp. 78-86. Режим доступа: http://ceur-ws.org/Vol-1036/p78-Badica.pdf.
  11. «Умные» среды, «умные» системы, «умные» производства. Промышленный и технологический форсайт Российской Федерации на долгосрочную перспективу. М. ; СПб., 2012. Вып. 4. 62 с.
  12. Aldrich F.K. Smart homes: past present, and future // Inside the Smart Home / ed. Richard Harper. N.P. London : Springer, 2003. Рp. 17-39.
  13. Smart Homes Market by Product (Energy Management System, Security & Access Control, Entertainment Control, and HVAC Control), Protocol and Technology (Protocol, Cellular Technology, and Communication Technology), Service (Installation, and Customization), and Geography (North America, Europe, APAC, and ROW) - Trend and Forecast to 2020. Режим доступа: http://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/smart-homes-and-assisted-living-advanced-technologie-and-global-market-121.html.
  14. Growth G. Green smart sensor networks: technologies and applications for growth. Режим доступа: http://www.oecd.org/internet/ieconomy/44379113.pdf.
  15. Muñoz C., Arellano D., Perales F.J., Fontaned G. Perceptual and intelligent domotic system for disabled people // Proceedings of the 6th IASTED International Conference on Visualization, Imaging and Image Processing. 2006. Рp. 70-75.
  16. Dengler S., Awad A., Dressler F. Sensor/actuator networks in smart homes for supporting elderly and handicapped people // 21st International Conference on Advanced Information Networking and Applications Workshops (AINAW). 2007. Рp. 863-868.
  17. Chandrasegaran S.K., Ramani K., Sriram R.D. et al. The evolution, challenges, and future of knowledge representation in product design systems // Computer-Aided Design. 2013. Vol. 45. Рp. 204-228.
  18. Lihui Wang, Weiming Shen, Helen Xie et al. Collaborative conceptual design - state of the art and future trends // Computer-Aided Design. 2002. Vol. 34. Рp. 981-996.
  19. COMSOL Модуль Разработка химических реакций (Chemical Reaction Engineering). Режим доступа: https://www.comsol.com/.
  20. Виртуальный фонд естественнонаучных и научно-технических эффектов «Эффективная физика». Режим доступа: http://ligis.ru/effects/list.html.
  21. Альтшуллер Г.С. Найти идею. Введение в ТРИЗ. 2-е изд. Новосибирск : Наука, 1991. 225 c.
  22. Invention Machine Goldfire. Режим доступа: http://invention-machine-goldfire.software.informer.com/.
  23. Карачунова Г.А., Фоменков С.А., Гопта Е.А., Коробкин Д.М. Автоматизированная система синтеза физических принципов действия «САПФИТ 2» // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2014. № 12 (139). C. 124-129.
  24. Изобретающая машина «Новатор». Режим доступа: http://www.metodolog.ru/01211/01211.html.
  25. Zaripov M., Petrova I., Zaripova V. Project of creation of knowledge base on physical and technological effects // IMEKO TC1 Symposium on Education in Measurement and Instrumentation 2002: Challenges of New Technologies.
  26. Зарипова В.М., Цырульников Е.С., Киселев А.А. «Интеллект» для развития навыков инженерного творчества // Alma Mater (Вестник высшей школы). 2012. № 1. С. 58-61.
  27. Зарипова В.М. Модели и комплексы программ для синтеза датчиков с поддержкой многопользовательской работы в сети : дис.. канд. техн. наук. Астрахань, 2006. 162 с.
  28. Zaripova V., Petrova I. System of conceptual design based on energy-informational model // Progress in Systems Engineering: Proceedings of the 23rd International Conference on Systems Engineering, August, 2014, Las Vegas, NV,. 2015. (Advances in Intelligent Systems and Computing. Vol. 366)
  29. Петрова И.Ю., Зарипов М.Ф. Cтруктурно-параметрические методы повышения чувствительности, точности, быстродействия датчиковой аппаратуры // Датчики и системы. 2000. № 3. С. 17.
СКАЧАТЬ (RUS)