Автореферат (Разработка и исследование энергоэффективных радиоохранных устройств для автотранспортных средств)

На нравах рско1а<с'а Кол.-анов Андрей Андреевич РАЗРАБОТКА Б ИССЛЕДОВАВШАЯ ЭНЖРГОЗ ФФККТБВЯЫХ РАДИООХРАИЯЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ АВТОТРАБСБОРТНЫХ Специальность 05.12.04 — Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва — 2017 Работа выполнена в федеральном государственном автономном ООразов!)1сльн<5м учрсж/)с111)11 1<ыс)!!С)О Образоваг)и51 <<Национальный нсследовате))ьскп!1 у)11! Всрс н'1 ст «Вы с!1) а 51 школа эко)!Омики» Научный) руководитель: Увайсов Сайгид Увайсович, д.т.н., про(1)сссор Официальные оппопснть): Ведущая организация: Защита диссертации состоится «19» сентября 2017 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 212.048.20 при ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» по адресу: 123458, Москва, ул.

Таллинская, 34, ауд, 208 С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» по адресу: 101000. г. Москва, ул. Мясницкая, д. 20 и на сайте Ы1рз:джайя . 1тзе.ги/ась'йв Ы2063 84195 2017 г, Автореферат разослан « Самбурский Лев Михайлович Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н. Дианов Вячеслав Николаевич, д.т.н„профессор, ФГБОУ ВО «Московский политехнический университет», профессор кафедры «Научно- образовательный центр «Киберфизические системы»; Хал)от5!н Сергей Петрович, д.т.н., профессор, ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет гражданской авиации», заведующий кафедрой «Электротехники и авиационного оборудования» ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет» ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы диссертации На текущий момент рынок гражданского автомобилестроения является одним из самых динамично развивающихся в мире, где присутствует серьезная конкуренция между производителями.

Данный факт способствует применению последних технологических наработок компаний при проектировании и разработке новых моделей автомобилей, что неизбежно увеличивает сложность производимого изделия, увеличивается количество электронных компонентов, используемых в современных автомобилях, что ведет к увеличению конечной стоимости. Таким образом, цена транспортного средства может быть сопоставима, а в некоторых случаях даже больше, чем на недвижимое имущество, что является одним из определяющих факторов, делающих автомобиль привлекательной для кражи материальной ценностью, а задачу охраны — востребованной и актуальной. Стоит отметить, что данная задача решается и самими автопроизводителями путем внедрения новых штатных систем охраны, но встроенные решения обеспечивают защиту только в течении нескольких месяцев после выхода на рынок, что обусловлено легкой доступностью данных систем для анализа и минимизированными схемотехническими решениями, ввиду серийного производства данных систем.

Поэтому задача встраивания и разработки дополнительных уникальных охранных систем для обеспечения новых уровней защиты остается востребованной и актуальной. Степень проработанности темы Теоретические аспекты радиоохраны рассмотрены в работах отечественных ученых Бондарика А.Н., Герасимчука А.Н., Шептовецкого А.Ю. и др. и зарубежных Марвина Р., Диксона С., Хата Т. Бортовые радиоохранные системы раскрыты в работах отечественных ученых Тюльпанова А.Л., Лабазова Ю.Г., зарубежных Ьшпйа ЕХ., Нарзаг1' А.Т. Методам проектирования радиотехнических систем посвящены работы отечественных ученых Кечиева Л.Н., Кофанова Ю.Н., Увайсова С.У., Статникова Р.Б., зарубежных Прокиса Дж. и др.

Несмотря на большой вклад этих ученых, ряд проблем недостаточно разработан. Основная проблема заключается в противоречии между постоянным увеличением сложности радиоохранных систем и отсутствием методов и средств их проектирования при наличии ограничений на массогабаритные показатели и энергопотребление. В связи с этим, работа посвящена разработке метода проектирования уникальных автомобильных радиоохранных систем, а также разработке методики оценки конечного изделия на соответствие заданным требованиям по механической прочности, тепловому режиму работы, электромагнитной совместимости.

Обьектом исследования является процесс проектирования уникальных автомобильных радиоохранных систем. Предметом исследования являются метод, модели, алгоритмы проектирования энергоэффективных радиоохранных систем автомобиля. Цель: повышение длительности автономной работы бортовой электроники автомобиля за счет снижения энергопотребления радиоохранной системы. Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решены задачи: 1. Анализ состояния проблемы комплексной охранной защиты автотранспортного средства от кражи и угона; 2. Выявление тенденций в проектировании новых уникальных радиоохранных систем автомобиля; 3. Разработка концепции и метода проектирования радиоохранной системы автотранспортного средства; 4.

Разработка моделей, алгоритмов, программно-методических средств для учета внешних возмущающих факторов при создании радиоохранной системы автомобиля; 5. Разработка модели для оценки времени работы охранной системы от встроенного аккумулятора автомобиля; 6. Апробация и внедрение результатов исследования в процесс разработки радиоохранных систем. Методы исследования Теория проектирования радиотехнических, вычислительных систем и систем управления, теория систем и системного анализа, методы математического моделирования, теория электромагнитной совместимости, теория надежности и экспериментальные методы исследования. Научная новизна полученных результатов При решении задач, поставленных в диссертационной работе, получены следующие новые научные результаты; 1.

Метод проектирования бортовых радиоохранных систем, отличающийся учетом требований комплексного воздействия внешних возмущающих факторов, что позволяет создать модуль радиоохранной системы, устойчивый к воздействиям окружения; 2. Алгоритм комплексного моделирования, отличающийся учетом факторов электромагнитного излучения, тепловых и механических воздействий; 3. Алгоритм подбора элементной базы, отличающийся тем, что модули системы выбираются оптимальными по энергопотреблению, что позволило снизить энергетические показатели потребления системы; 4. Математическая модель для оценки времени работы радиоохранной системы от аккумуляторной батареи автомобиля, которая позволяет рассчитать время функционирования спроектированной системы; 5.

Методика проектирования радиоохранной системы, отличающаяся введением дополнительных процедур по структурно-математическому и численному моделированию, что позволяет разработать охранный модуль с учетом воздействия внешних факторов. Область исследований соответствует п. 1, 3, 7-10 паспорта специальности 05.12.04 — Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения.

Практическая значимость состоит в том, что предложенный метод позволяет значительно сократить время, затрачиваемое на проектирование бортового модуля радиоохранной системы автомобиля, с учетом комплексного воздействия внешних возмущающих факторов, которые могут затронуть разрабатываемую систему. Также метод позволяет создать систему с повышенной энергоэффективностью, за счет использования алгоритма подбора оптимальной по энергопотреблению элементной базы и размещением всех компонентов на едином печатном узле, что положительно сказывается на итоговом времени работы системы от встроенного аккумулятора автомобиля.

Теоретическая значимость состоит в развитии теории и методов проектирования энергоэффективных радиоэлектронных средств с учетом требований по надежности в условиях воздействия широкого спектра возмущающих факторов. Степень достоверности результатов Достоверность полученных результатов подтверждается корректным использованием математического аппарата, глубоким и всесторонним анализом проведенных ранее научно-исследовательских работ по предмету исследования, использованием общепризнанных методов, а также натурными экспериментами и внедрением полученных результатов в практику проектирования современных радиоохранных устройств.