Версия для слабовидящих

Кафедра
«Приборостроение» (ПБС)


Новости института











все новости...

Научные разработки

Основные научные направления кафедры

  • Схемно-алгоритмические методы повышения эффективности гироскопических и навигационных приборов и систем
  • Схемно-алгоритмические методы повышения эффективности работы медицинских приборов диагностической техники
  • Балансировка быстровращающихся тел

За последние годы получен ряд важных научных результатов.

Разработаны 2 новые модели силы трения, учитывающие эффект предварительного смещения опубликованные в 1992 и 2003 гг. в журнале МТТ РАН. Они успешно применены к гироскопическим и другим приборам (П.К. Плотников, Ю.А. Захаров). Ранее ряд важных результатов в области трения получен кандидатами технических наук Б.В. Протасовым, В.А. Череваткиным, доктором технических наук, профессором (тогда - кандидатом технических наук) В.Г. Курановым, кандидатом технических наук, доцентом А.П. Рамзаевым и другими. Их труды были опубликованы в центральных и местных изданиях.

В дополнение к 4-5 известным типам алгоритмов бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС) разработана теория еще одного типа алгоритмов БИНС. Суть этого типа БИНС заключается в организации наряду с естественными связями, отражаемыми в кинематических дифференциальных уравнениях углового движения твердого тела, искусственных членов горизонтальной коррекции (по сигналам от акселерометров), а, при необходимости, и членов азимутальной коррекции (по сигналам от магнитометров или других датчиков), превращающих модуль ориентации в гирогоризонткомпас или гироазимутгоризонт с настройкой на период Шулера. Показано, что при отсутствии азимутальной коррекции погрешности модуля ориентации БИНС описываются дифференциальными уравнениями, аналогичными уравнениям погрешностей курсовертикали полуаналитической инерциальной навигационной системы (ПИНС). Этим самым показана аналогия свойств предложенной БИНС и свойств ПИНС. Алгоритмы решения задачи определения местоположения подвижных объектов (ПО) по сигналам БИНС совпадают с алгоритмами решения такой же задачи для ПИНС.

Выведены алгоритмы интегрированных БИНС-GPS-одометр (или другие датчики).

Разработанные теория и алгоритмы интегрированных БИНС применены в конкретных системах: в навигационно-топографических внутритрубных инспектирующих снарядах (НТ ВИС) фирмы «Газприборавтоматикасервис» (Саратов) соавтор работ - генеральный директор А.И. Синев, где они внедрены в производство и с их помощью позиционированы более 2,5 тысяч километров магистральных газопроводов (кандидат технических наук, доцент В.Б. Никишин, генеральный директор А.И. Синев, профессор П.К. Плотников). Алгоритмы применены в бесплатформенных гирокомпасах на основе ВОГ НПК ЗАО «Оптолинк» (Москва, Саратов) (генеральный директор, профессор Ю.Н. Коркишко, директор отдела ВОГ В.Е. Прилуцкий, главный конструктор, кандидат технических наук, доцент В.Г. Пономарев), где с ними успешно проведены лабораторно-отладочные испытания. БИНС данного типа применены в бесплатформенных гироинклино-метрах, с которыми проведены успешные имитационные эксперименты (генеральный директор А.В. Мельников, В.Б. Никишин, П.К. Плотников). Получено по проблеме этого типа БИНС более 25 патентов на изобретения, опубликовано около 25 статей в трудах международных конференций в Штутгарте, Вене, Берлине, Стамбуле и около 30 статей в Санкт-Петербурге на МНК ЦНИИ «Электроприбор», около 10 - в изданиях РАН, ГиН и др. При этом запатентованы новые типы гироскопов: сверхвысокочастотные резонансные (2), сверхвысокочастотный гироскоп радиодиапазона, а также бесколлекторный двигатель постоянного тока, навигационно-топографический внутритрубный инспектирующий снаряд и другие изобретения. Изготовлен разработанный сотрудниками кафедры кандидатамм технических наук, доцентами А.П. Рамзаевым, Д.В. Черепановым и В.Б. Никишиным. бесплатформенный инерциальный измерительный модуль для внутритрубного инспектирующего снаряда, внедренный в производство руководитель разработки - (генеральный директор А.И. Синев).

Лабораторные испытания на кафедре ПБС

Молодые преподаватели кафедры ПБС

Лабораторные испытания проводят заведующий кафедрой П.К. Плотников и аспирант кафедры А.В. Михеев

Молодые ученые, преподаватели кафедры «Приборостроение» А.А. Большаков и А.В. Михеев

Профессор СГУ Ю.Н. Челноков опубликовал в издательстве «Физматлит» (Москва) большую монографию, посвященную теории кватернионов и ее приложениям в инерциальной навигации, в механике, в задачах управления космическими летательными аппаратами и в других устройствах. Эта книга является самым высоким по рейтингу изданием выпускников нашей кафедры.

Профессор СГТУ В.М. Панкратов первый произвел формализацию схем и процедуры решения температурных задач гироскопических, навигационных и других устройств. Совместно с профессором СГТУ В.Э. Джашитовым он разработал метод решения температурных задач в гироскопии и опубликовал 2 монографии по данной проблеме в ЦНИИ «Электроприбор».

1993-1996 - в рамках программ РФФИ и Министерства образования Российской Федерации «Конверсия и высшая школа» выполнена НИР по теме «Цифровой магнитный компас» (ЦМК), в которой разработаны алгоритмы и бескарданные схемы построения ЦМК без подвижных механических частей с использованием принципов информационно-компьютерной технологии, изготовлен действующий лабораторный макет ЦМК, получено 4 патента на способы и устройства бортовой магнитометрии, представлены доклады на НТК, опубликованы научные статьи, защищена 1 кандидатская диссертация.

2000-2004 - разработаны математические модели, алгоритмы и схемы построения биотехнических систем, использующих принципы ультразвуковой (УЗ) локации и информационно-компьютерной технологии и применяемых для целей медицинской УЗ-диагностики внутренних органов и сердечно-сосудистой системы (ССС). Разработан способ и устройство определения скорости кровотока с использованием УЗ, получен патент (2004), представлены доклады на НТК, опубликованы научные статьи.

Выполнены исследования по созданию теории вьюрков и разработке лазерной установки для балансировки быстровращающихся роторов. Руководитель - доктор технических наук, профессор Ю.В. Чеботаревский, исполнители - кандидаты технических наук, доценты В.В. Алешкин, В.И. Ледовской, В.Ю. Чеботаревский, а также Л.А. Сурменко (НПО «Алмаз»). Это пример сотрудничества кафедр «Теоретическая механика» и «Приборостроение», а также предприятия «Алмаз».

Несколько изобретений внедрены в производство. В перспективе возможно проведение следующих работ:

  1. Применение кватернионных корректируемых алгоритмов в НТВИС, в БГИ, в БГК и других системах.
  2. Построение более простых алгоритмов БИНС, интегрированных с GPS и другими датчиками, обеспечивающих высокую точность интегрированных систем при умеренной точности БИНС.
  3. Разработки теории, схем, изготовление и экспериментальные исследования сверхвысокочастотных резонансных гироскопов на основе магнетронов и СВЧ-резонаторов.
  4. Внедрение полученных результатов в учебный процесс.
  5. Построение математических моделей биотехнических систем для физиотерапии и физиодиагностики.
  6. Разработка алгоритмов, методов, способов и средств медицинской диагностики на основе принципов информационно-компьютерной технологии.
  7. Подготовка и выпуск учебников и учебных пособий по базовым дисциплинам учебных планов специальностей 1901 и 1905.
  8. Совершенствование и дальнейшее развитие лабораторной и материальной базы учебных лабораторий на основе использования современной измерительной и компьютерной техники.
  9. Омоложение состава коллектива кафедры за счет привлечения к научно-педагогической работе молодых специалистов, окончивших аспирантуру и защитивших кандидатские диссертации. Повышение эффективности аспирантуры и докторантуры при кафедре.

Перспективными направлениями работ сотрудников кафедры также являются:

  • разработка и исследование новых типов оптических гироскопических устройств;
  • разработка и исследование фотонно-кристаллических волокон для различных применений в физике, фундаментальной метрологии и технике;
  • изучение материалов, модифицированных углеродными наночастицами;
  • исследования по теоретической нелинейной динамике;
  • исследования нелинейных явлений в волоконно-оптических системах и возможностей генерации импульсов заданной формы и спектрального состава для систем оптической CDMA связи.