Post on 24-May-2015
C h i ş i n ă u
PROGRAMUL DE STATSisteme pentru
valorificarea energiilor regenerabile, dispozitive mecatronice, tehnologii industriale şi satelitare.
Perioada: 04.04.2013-31.12.2013Coordonator Program de Stat:
Academician Ion BOSTAN
Colectivele de cercetare în cadrul proiectelor includ 7 tineri cercetători, inclusiv 2 doctoranzi şi 2 masteranzi
C h i ş i n ă u
2
Proiecte din cadrul Programului de Stat (finanţare 250 mii lei)
Clusterul: Sisteme de conversie a energiei eoliene”
Cercetarea şi elaborarea turbinei de vânt cu ax vertical şi pale elicoidale
Universitatea Tehnică a Moldovei,
dr. hab. prof.unv. Dulgheru Valeriu
100.0
Clusterul: Elaborarea Satelitului Moldovenesc
Cercetarea cinematicii şi dinamicii sistemelor de control, orientare şi stabilizare a satelitului în simulator cu identificarea legăturilor feed back cu staţia terestră de comandă
Universitatea Tehnică a Moldovei,
acad. Bostan Ion
75,0
Cercetarea metodelor şi procedurilor de comunicare a microsateliţilor cu staţiile terestre pentru captarea şi transmisiunea imaginilor în timp real
Universitatea Tehnică a Moldovei,
Dr.conf.univ. Secrieru Nicolae
75,0
C h i ş i n ă u
3
109; 44%
59.5; 24%
30,3; 12%
51.2; 20%
Cheltuieli
Retribuirea munciiProcurare si fabricareDeplasariAlte cheltuieli
Divizarea cheltuielilor pe articoleSuma totală – 250,0 mii lei
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
2
10
5
9
2
1
2
Publicarea rezultatelor ştiinţifice obţinute şi aprecierea lor
C h i ş i n ă u
5
CERCETAREA CINEMATICII ŞI DINAMICII SISTEMELOR DE CONTROL, ORIENTARE ŞI
STABILIZARE A SATELITULUI ÎN SIMULATOR CU IDENTIFICAREA LEGĂTURILOR FEED BACK
CU STAŢIA TERESTRĂ DE COMANDĂPerioada: 04.04.2013-31.12.2013
Director proiect:Academician Ion BOSTAN
Publicaţii: 5 teze în culegeri internaţionale
Aprecieri la Expoziţii Internaţionale de Invenţii şi Transfer Tehnologic:5 medalii de aur
Angajaţi pe categorii 2013
Personal total (persoane fizice) 6inclusiv:
cercetători ştiinţifici 6doctori în ştiinţe 3doctori habilitaţi 2cercetători ştiinţifici până la 35 ani 1masteranzi 1
Finanţarea Proiectului – 75,0 mii lei.
Numărul total de cercetători ştiinţifici – 6.
C h i ş i n ă u
Microsatelitul «Republica Moldova»
C h i ş i n ă u
8
Amplasarea modulelor electronice in carcasa MS
Atașarea sistemului optic de panoul extern
Amplasarea plăcilor exterioare
Amplasarea modulului de plăci electronice Placă-mamă
Amplasarea acumulatorului
Amplasearea submodulelor de control al atitudinii
Conexiunile electrice ale microsatelitului
C h i ş i n ă u
9
Microsatelit “Republica Moldova”
C h i ş i n ă u
10
Simulatorul pentru cercetarea experimentală a cinematicii şi dinamicii, controlul poziţiei, orientării şi stabilităţii MS
C h i ş i n ă u
Model computerizat Construită în parcul dendrariu al UTM, sect. Râşcani
Microsatelitul «Republica Moldova»
Staţia terestră pentru comanda şi monitorizarea zborului microsatelitului „Republica Moldova”
C h i ş i n ă u
Asamblarea radarului cu antenă parabolică 4,5m
(uzina “Etalon” a Universității Tehnice a Moldovei)
Microsatelitul «Republica Moldova»
C h i ş i n ă u
Microsatelitul «Republica Moldova»
Staţia terestră pentru comanda şi monitorizarea zborului microsatelitului „Republica Moldova”
C h i ş i n ă u
Staţia terestră pentru comanda şi monitorizarea zborului microsatelitului „Republica Moldova”
Microsatelitul «Republica Moldova»
C h i ş i n ă u
Staţia terestră pentru comanda şi monitorizarea zborului microsatelitului „Republica Moldova”
Microsatelitul «Republica Moldova»
C h i ş i n ă u
Telescopul Celeron CGE PRO 1400 pentru studierea corpurilor cereşti şi monitorizarea zborului microsatelitului
Microsatelitul «Republica Moldova»
C h i ş i n ă u
17
APRECIERI LA EXPOZIŢII INTERNAŢIONALE
C h i ş i n ă u
18
Cercetarea metodelor şi procedurilor de comunicare a
microsateliţilor cu staţiile terestre pentru captarea şi
transmisiunea imaginilor în timp real
Perioada: 04.04.2013-31.12.2013Director proiect:Dr.conf.univ. Nicolae SECRIERU
Publicaţii: 5 teze în culegeri internaţionale
Aprecieri la Expoziţii Internaţionale de Invenţii şi Transfer Tehnologic:3 medalii de aur 3 diplome
Angajaţi pe categorii 2013
Personal total (persoane fizice) 7inclusiv:
cercetători ştiinţifici 7doctori în ştiinţe 3doctori habilitaţi 1cercetători ştiinţifici până la 35 ani 3masteranzi 1
Finanţarea Proiectului – 75,0 mii lei.
Numărul total de cercetători ştiinţifici – 7.
Au fost analizate diverse metode şi procedurili de comunicare a microsateliţilor cu staţiile terestre
20
A fost elaborată schema generală de interacțiune a
sistemului
21
Reductor
Driver Reductor
Controler
Transceiver IC-9100
Sistema de pozitionare NORAD
PC-ul de prelucrare a datelor
Satelit
A fost elaborat procesul de control al antenei în
dependenţă de traiectoria satelitului
22
Serverul statiei
terestre
Softul statiei terestre, SATUM
MixW soft TNC
PicoPacket TNC
CT-17
Receptorul Radio USRP
Sursa de alimentare ICOM PS-
125 ICOM IC-9100
N-type PL259 Type
MHX L-400ST3 Satellite
Tracking
Rotorul Antenei
ICOM AG-25
ICOM AG-35
Sup
ort
ul a
nte
ne
lor
CSB-790A AntenaY
aesu
G5
50
0
436CP42 UHF Yagi Antena
2MCP22 VHF Yagi Antena
N-connectorN-connector
Mechanical Signal Switch
Mechanical Signal Switch
UHF signalVHF signalSO239 Connector
SO239 Connector
8 PIN Connector
8 PIN Connector
RS-232 Connector
RS-232 Connector
USB
USB
RS232
RS232
Main Band Data
Main Band
Signal Switch
UHF input VHF input
Structura generală a stației terestre de comunicare
telemetrică
Analiza spectrului de frecvențe radio în perimetrul stației terestre
A fost dezvoltat un program pentru calculul bugetului de comunicație cu microsatelitul
23
Schema generală de conducere a antenei parabolice
Schema BPSK de modulare semnale
24
Algorithm of the transmitter
Format of the data of one transmitted packet BPSK (2,4 MHz without Filters)
Demodulatorul BPSK a semnalelorDemodulator
25Comparator
Principle of demodulation
InAmplifier
MCURS232
Algoritmul demodulatorului
Simuare Matlab Hard-decision M-decoding
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
s1=H1*v';
s2=H2*v';
s3=H3*v';
s4=H4*v';
s5=H5*v';
s6=H6*v';
for num=1:6 % start main FOR !!!!!
p=0; k1=1; s_ngf=[];
sindrom = ['s' int2str(num)] % utilizarea variabilelor indexate
s=eval(['s' int2str(num)]); clc;
H=eval(['H' int2str(num)]); clc;
for i=1 : length(s) % start for calcul cantitate erori ------------
if(s(i)~=0)
p=p+1;
end;
end; % stop for calcul cantitate erori -----------
for i=1:length(s); % extragererea din GF START
s_ngf=[s_ngf, gf2dec(s(i),m)]; clc;
end; % extragererea din GF STOP
if(p>2) % verificare necesitate/posibilitate corectare erori START
'Eroare incorectabila';
else for i=1:4 % corectarea erorilor pe pozitii START
if(index(num,i)==1)
x1=de2bi(s_ngf(k1*2-1),4);
y1=de2bi(cc_ngfout(i*2-1),4);
cc_ngfout(i*2-1)=bi2de(xor(x1,y1));
x1=de2bi(s_ngf(k1*2),4);
y1=de2bi(cc_ngfout(i*2),4);
cc_ngfout(i*2)=bi2de(xor(x1,y1));
clc;
k1=k1+1;
end;
end; % corectarea erorilor pe pozitii STOP
end; % verificare necesitate/posibilitate corectare erori STOP
v = gf(cc_ngfout, 4);
s=H*v;
end; % end main FOR !!!!!
j=1;
for i=1:length(v); %initializarea ciclului
cc_ngfin=[cc_ngfin, gf2dec(v(i),m)]; %extragerea din forma gf
end; %finisarea ciclului
cc_bin=de2bi(cc_ngfin,4)'; %trecerea din valori zecimale inbinare
for i= 1 : length (cc_bin)*m %initializarea ciclului
ccc(i)=cc_bin(i); %modificarea in vector de intrare
end
j=1; %finisarea ciclului
ef_out=[ef_out ccc];
end;
end; % trecerea prin tot masivul de valori STOP !!!!
nErr2(ii) = size(find([cc'- ef_out]),2);
ef_out=[];
% break;
end;
Generator de octeţi cu valori aleatorii
CoderDecoder
AWGN
BER analizator
Semnal de iesire
Detectare
Corectare
listing
Gain of ECC,BER
26
A fost ansamblat şi testat captorul de imagini, transceiverul şi sursa de alimentare
27
Cross Board
Transceiver
Image Capturer
Power Cable
Lenses Optics (130mm) with Focal Distance 80-200mm
27
Image Capturer& Transceiver with Amplifiers
Power Supply&Central Processor
Mirror Optics (140mm) with Focal Distance 500mm
A fost realizată construcţia captorului de imagini, transceiverul
şi sursa de alimentare
28
Modulele a transiverului
Receptor
Transmițător(fara sensorul de imagini)
Demodulator
DE2-115
Generator
Comparator
Modulator
29
Stația terestră, Parcul – Muzeu al Tehnicii, sectorul Râşcani
Copterul – Instrument de experimentare a controlului atitudinii satelitului1. Ambele sisteme utilizeaza aceeasi senzori de
determinare a atitudinii.
2. Diferenta dintre satelit si copter e doar metoda de actionare in baza modelului matematic specific fiecarui sistem
30
Senzorica determinării atitudinii copterului
Pentru determinarea atitudinii se utilizează setul de senzori:
Magnetometru Microgiroscop Accelerometru GPS Barometru Sonar
Soluţii propuse pentru determinarea atitudinii
Ca soluţie se propune:1. Atenuarea vibrațiilor în mod mecanic.2. Calibrarea senzorilor în mod standard si avansat;3. Aplicarea procedeelor de filtrare a semnalelor in timp real.
31
Problemele determinării atitudiniiExemple de semnale ale accelerometrului
perturbate de zgomot
Erori majore datorita:• Variatiei cimpului gravitational• Variatiei cimpului magnetic• Vibratiilor mecanice ale
motoarelor• Variatiei presiunii atmosferice
Procedee de calibrare a senzorilor• Standard - prin rotirea fina in jurul fiecărei axe pentru fiecare senzor
in parte se identifică abaterile, care se vor compensa.
Avansat – se creează ”hărti” a senzorului realizând mai multe rotații de 360 grade în jurul fiecărei din axe.
32
Metodica de ajustare reglatoarelorA fost elaborată urmatoarea metodica de
ajustare a reglatoarelor controlului atitudinii:
Se activează motoarele și se ajustează driver-ele lor;
Se seteaza motoarele in regim de 1/3 putere
Se seteaza parametrii PID cu pas de 0,5 pina se obtine un proces la limită de stabilizare;
Se calculează parametrii PID pentru fiecare axă;
Se modifică parametrii PID și se verifică gradul de stabilizare;
La necesitate se repetă procedura.
33
Rezultatele experimentarii:Semnalul accelerometrului initial:
Controlul atitudinii (Roll & Pitch) calculat:
Semnalul accelerometrului – zgomot de 10 ori mai mic:
Controlul atitudinii (Roll & Pitch) calculat:
34
Cazul fara filtrarea datelor
Cazul cu filtrarea datelor
În cadrul centrului se desfăţoară majoritatea activităţilor din cadrul proiectului
35
Testarea senzorilor de orientare a microsatelitului
36
Diplome obtinute a diverse manifestaţii tehnico-ştiinţifice
37
CERCETAREA ŞI ELABORAREA TURBINEI DE VÂNT CU AX
VERTICAL ŞI PALE ELICOIDALE(Perioada: 01.04…04.12.2013)
C h i ş i n ă u
Conducător ştiinţific: Dr.hab.prof.univ.Valeriu Dulgheru
Publicaţii: - 1 monografie , ed. Springer- 2 articole;- 5 teze în culegeri internaţionale;- 5 brevete de invenţie.Aprecieri la Expoziţii Internaţionale de Invenţiişi Transfer Tehnologic:- 2 premii speciale; - 4 medalii de aur, 2 de argint şi 1 bronz
Angajaţi pe categorii 2013
Personal total (persoane fizice) 6inclusiv:
cercetători ştiinţifici 6doctori în ştiinţe 2doctori habilitaţi 2cercetători ştiinţifici până la 35 ani 2masteranzi 1
Finanţarea Proiectului – 100,0 mii lei.
Numărul total de cercetători ştiinţifici – 6.
Elaborarea conceptuală a turbinei eoliene cu rotor elicoidal cu ax vertical
Turbină eoliană cu ax vertical şi pale elicoidale (REEV)
TE cu ax vertical şi pale elicoidale combinată (REEV–C)
Brevet nr. 3947, 3917
A fost elaborat modelul aerodinamic al rotorului eolian elicoidal vertical
Relaţia de calcul a coeficientului de conversie
2
m
Relaţia de calcul a coeficientului de conversie
Modelul discurilor active în tandem
1 ;
1 2 ;
1 1 1 2 ;
1 2 1 2 1 2 .
e
e
e e
U a U
U a U
U a U a a U
U a U a a U
Schema de calcul a rotorului eolian elicoidal vertical
2
2
0,5 ;
0,5 ,
L L p rel
D D p rel
F C A U
F C A U
Forţele aerodinamice de portanţă şi rezistenţă
2
2
cos sin 0,5 ;
sin cos 0,5 ,
N L D N p rel
T L D T p rel
F F F C A U
F F F C A U
Componentele forţei aerodinamice în sistemul de coordonate OXtYn
cos sin ;
sin cos .N L D
T L D
C C C
C C C
5
5
7 10 ;
7 10 ,
b rel
t
W cRe U c
V cRe R c
unde
2 22 2sin cos 1 sin 1 cos .tW U U U U a a
Numărul Reynolds
Viteza relativă la elementul de pală
Jumătatea din amonte a rotorului
2
2
2
2
;0,5
,0,5
N
T
NF N
p
TF T
p
F WC C
A U U
F WC C
A U U
Forma adimensională a componentelor
normale FN şi tangenţiale FT
Discretizarea în elemente finite a rotoarelor proiectate (modulul CFX–Mesh)
Geometria 3–D a turbinei eoliene realizată în mediul Solid Works
Regiunea de lucru pentru calculul CFDGeometria profilului NACA 0017
Rezultatele calculului CFD de modelare a interacţiunii REEV cu fluxul de aer
Distribuţia vitezelor fluxului de aer în zona mediană a rotorului (CFX–Post 12.1).
Distribuţia presiunii pe palele rotorului şi vizualizarea 3–D a liniilor de curgere ale fluxului de aer pentru
cazul vitezei vântului de 8 m/s
Turbulenţa dezvoltată de pale în zona mediană a rotorului (CFX–Post 12.1).
Liniile de curent ale fluxului de aer care baleiază rotorul (CFX–Post 12.1): unghiul de rotire a) = 0o; b) = 60o.
Forţele ce acţionează asupra rotorului (CFX–Post 12.1): a) vedere frontal; b) vedere radială.
Centrul de prototipare cu 5 grade de libertate TB Motionmaster 105 aflat în dotarea Laboratorului de
Tehnologii a CESCER, UTM
Argumentarea și alegerea profilului aerodinamic de referință al palei în secțiunea normală
• Eppler E168 (12,45%):Dependența coeficienților de
portanță și rezistență de numarul Reynolds și unghiul
de atac
Argumentarea și alegerea profilului aerodinamic de referință al palei în secțiunea normală
NACA 0015Dependența coeficienților de
portanță și rezistență de numarul Reynolds și unghiul
de atac
Argumentarea și alegerea profilului aerodinamic de referință al palei în secțiunea normală
NACA 0018Dependența coeficienților de
portanță și rezistență de numarul Reynolds și unghiul
de atac
Argumentarea și alegerea profilului aerodinamic de referință al palei în secțiunea normală
NACA 0021Dependența coeficienților de
portanță și rezistență de numarul Reynolds și unghiul
de atac
Studiul comparativ al profilelor alese
Elaborarea tehnologiei de prelucrare a modelelor profilelor aerodinamice
Modelul 3D al profilului aerodinamic și a formei
Cercetarea şi optimizarea parametrilor geometrici ai palei prin suflarea mostrelor profilelor în tunelul aerodinamic
Elaborarea construcţiei rotorului eolian vertical hibrid Darreus-Savonius
Dimensionarea organelor de lucru:
Rotorul exterior:- Înălţimea - 4,5 m;- Diametrul - 3,0 m;- Numărul de pale - 3;- Coarda pofilului - 0,2 m- Materialul palelor- compozit.
Rotorul interior:- Înălţimea - 2,0 m;- Diametrul - 0,75 m;- Numărul de pale - 2;- Materialul palelor- compozit.
Caracteristica de funcţionare:- Viteza de pornire - 3,5 m/s;- Viteza nominală - 8,0 m/s;- Viteza max. - 40 m/s;- Puterea nom. - 1,5 kW;
Turaţia max. - 300 min
Elaborarea instalaţiei de încercări a turbinei eoliene cu ax vertical
PREMII SPECIALE
APRECIERI LA EXPOZIŢII INTERNAŢIONALE
59
CERCETĂRI EFECTUATE SUPLIMENTAR, FĂRĂ
FINANŢARE
Turbină eoliană cu orientare mecanică la direcţia vântului, instalată în Parcul -
Muzeu al Tehnicii, sect. Râşcani, destinată pentru încălzirea spaţiilor
infrastructurii terestre pentru monitorizarea zborului microsatelitului
Turbină eoliană cu puterea de 10 kW instalată în Grădina Botanică a AŞM şi
integrată în sistemul de irigare a pomilor şi arbuştilor
Turbină eoliană cu puterea de 10 kW instalată în c.
CobuscaDestinată pentru pomparea apei în sistemul de irigare de
la adâncimea de 150 m, iluminare şi încălzire în perioada rece a anului.
Multumesc pentru atenţie!!!
La mulţi Ani !!!