Raport program de stat, 2013

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


acad. Bostan Ion

75,0

Cercetarea metodelor şi procedurilor de comunicare a microsateliţilor cu staţiile terestre pentru captarea şi transmisiunea imaginilor în timp real


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


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)


C h i ş i n ă u



C h i ş i n ă u

Telescopul Celeron CGE PRO 1400 pentru studierea corpurilor cereşti şi monitorizarea zborului microsatelitului


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

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

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


NACA 0015Dependența coeficienților de


de atac




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 !!!

Raport program de stat, 2013

Technology

Transcript of Raport program de stat, 2013