tech-2020_02(71)

UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ Научный журнал Издается ежемесячно с декабря 2013 года Является печатной версией сетевого журнала Universum: технические науки Выпуск: 2(71) Февраль 2020 Часть 1 Москва 2020

УДК 62/64+66/69 ББК 3 U55 Главный редактор: Ахметов Сайранбек Махсутович, д-р техн. наук; Заместитель главного редактора: Ахмеднабиев Расул Магомедович, канд. техн. наук; Члены редакционной коллегии: Демин Анатолий Владимирович, д-р техн. наук; Елисеев Дмитрий Викторович, канд. техн. наук; Звездина Марина Юрьевна, д-р. физ.-мат. наук; Ким Алексей Юрьевич, д-р техн. наук; Козьминых Владислав Олегович, д-р хим. наук; Ларионов Максим Викторович, д-р биол. наук; Манасян Сергей Керопович, д-р техн. наук; Мартышкин Алексей Иванович, канд.техн. наук; Серегин Андрей Алексеевич, канд. техн. наук; Юденков Алексей Витальевич, д-р физ.-мат. наук. U55 Universum: технические науки: научный журнал. – № 2(71). Часть 1. М., Изд. «МЦНО», 2020. – 80 с. – Электрон. версия печ. публ. – http://7universum.com/ru/tech/archive/category/271-2 ISSN : 2311-5122 DOI: 10.32743/UniTech.2020.71.2-1 Учредитель и издатель: ООО «МЦНО» ББК 3 © ООО «МЦНО», 2020 г.

Содержание 5 Безопасность деятельности человека 5 7 ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ И КРИТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА В СТРАНАХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ 10 Таиров Шерзод Мирзаджанович Абдуллаев Бехзод Бурхонжон угли 14 УСТОЙЧИВОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ОДНОРАНГОВЫХ СЕТЕЙ И КАНАЛОВ 20 ОПТИМИЗАЦИИ 24 Акрамова Гулера Абдихаликовна 28 Каримов Сардор Илхом угли Абдулхамидов Азизжон Абдулла угли 32 ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ ПРИ ПРИНЯТИИ 32 УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ В УЗБЕКИСТАНЕ Сиддиков Исомиддин Хакимович 38 Порубай Оксана Витальевна Лазарева Марина Викторовна 38 Абдулхамидов Азизжон Абдулла угли 43 АНАЛИЗ ПРИЛОЖЕНИЯ ЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ К КРИПТОГРАФИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯМ СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ 43 БЕЗОПАСНОСТИ Акбаров Давлатали Егиталиевич Умаров Шухратжон Азизжонович РЕГУЛЯРНЫЕ АЛГОРИТМЫ КОРРЕКЦИИ ДИНАМИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ Эргашев Отабек Мирзапулатович Эргашева Шахноза Мавлонбоевна АЛГОРИТМЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ ФИЛЬТРАЦИИ С УЧЕТОМ ИНЕРЦИИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА Эргашев Отабек Мирзапулатович Эргашева Шахноза Мавлонбоевна ПРОЕКТИРОВАНИЕ «СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОННЫХ ДЕНЕЖНЫХ ПЕРЕВОДОВ» В ФЕРГАНСКОМ ФИЛИАЛЕ ОАО «УЗБЕКИСТОН ПОЧТАСИ» ЧЕРЕЗ ГЛОБАЛЬНУЮ СЕТЬ ГОРОДСКИХ И РАЙОННЫХ СЕТЕЙ СВЯЗИ Акрамова Гулера Абдихаликовна Каримов Сардор Илхом угли Абдулхамидов Азизжон Абдулла угли Машиностроение и машиноведение ПРОТИВОИЗНОСНЫЕ ТВЕРДОСПЛАВНЫЕ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ Тилабов Баходир Қурбанович Шербўтаев Жамшид Абдураззоқович Нормуродов Улуғбек Эркинович Исаев Саидаббос Икромович Металлургия и материаловедение О ХИМИЧЕСКОМ СОСТАВЕ ТЕНЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ПЛЕНОК НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ Bi-Sb-Te Ахмедов Махамаджон Мамадалиевич Гайназарова Кизлархон Исраиловна Кудайберди Сайдиевич Кадыров Максаджон Каримбердиевич Онаркулов Приборостроение, метрология и информационно-измерительные приборы и системы КЛАССИФИКАЦИЯ И ПОВЕРКА КООРДИНАТНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ МАШИН Эрматов Ахрор Бахтиёржон угли Муминов Омаджон Зухриддин угли

ТЕОРЕТИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КОЛЕБАНИЯ ПОДЗЕМНОГО 50 ОБОЛОЧЕЧНОГО СООРУЖЕНИЯ ПРИ СЕЙСМОВЗРЫВНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ 55 Сафаров Исмоил Иброхимович Аблокулов Шерзоджон Зокир угли 59 Бутунов Жахонгир Рузиқулович 59 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ТЕНЗОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ 62 В ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛЕНКАХ Онаркулов Максаджон Каримбердиевич 66 Отажонов Салим Мадрахимович Ботиров Кодир Абдуллаевич 72 Юнусов Нурзодбек Мамаджонов Улугбек Мадаминзода 72 Каххорова Барчиной Абдурахмоновна 76 Радиотехника и связь РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ЗАТРАТ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СЕТИ ОПЕРАТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СВЯЗИ-IP НА УЧАСТКЕ «АНГРЕН–ПАП» Халиков Абдульхак Абдульхаирович Ураков Олимжон Хикматуллоевич РАЗРАБОТКА ПРОТОТИПА УСТРОЙСТВА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЕМ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА УЗЛЕ СВЯЗИ С НЕКРУГЛОСУТОЧНЫМ ДЕЖУРСТВОМ ЧЕРЕЗ СЕТЬ GSM Михалев Илья Андреевич Карун Давыд Петрович Тезин Александр Васильевич РАЗРАБОТКА ПРОТОТИПА УСТРОЙСТВА ПО УДАЛЕННОМУ КОНТРОЛЮ ЗА ТЕХНИЧЕСКИМИ СРЕДСТВАМИ ПРОИЗВОДСТВА ОАО «СУПЕРТЕЛ» НА БАЗЕ ПЛАТФОРМЫ ARDUINO С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОТОКОЛА RS-485 Петров Илья Владимирович Лаврентьев Павел Андреевич Тезин Александр Васильевич Строительство и архитектура ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НЕМОДИФИЦИРОВАННЫХ НЕФТЯНЫХ БИТУМНЫХ МАТЕРИАЛОВ Акбаров Илхомжон Гуломжанович Негматов Сойибжон Содикович Бойдадаев Муротбек Бойдада угли ПРИМЕНЕНИЕ СТЕКЛОПЛАСТИКОВОЙ АРМАТУРЫ ДЛЯ АРМИРОВАНИЯ ФУНДАМЕНТНОЙ ПЛИТЫ 15-ЭТАЖНОГО ЖИЛОГО ДОМА. Усманходжаева Лола Асадовна Ниғматжонов Диёржон Ғайратжон ўғли Адхамов Оқилжон Иброхим ўғли

№ 2 (71) февраль, 2020 г. БЕЗОПАСНОСТЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ И КРИТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА В СТРАНАХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ Таиров Шерзод Мирзаджанович преподователь, Ферганский государственный университет Республики Узбекистан, Узбекистан, г. Фергана Абдуллаев Бехзод Бурхонжон угли преподователь, Ферганский Политехнический институт Республики Узбекистан Узбекистан, г. Фергана EXTREME AND CRITICAL CLIMATE CHANGE IN CENTRAL ASIA Sherzod Tairov Lecturer, Uzbekistan Republic Fergana State University of Uzbekistan, Uzbekistan, Fergana Behzod Abdullaev Lecturer, Fergana Polytechnic Institute Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Fergana АННОТАЦИЯ Странам Центральной Азии, находящиеся в центре Евразийского континента характерны безводные клима- тические условия. Климатические изменения, отмеченные метеорологическими службами мира за столетний пе- риод, свидетельствуют о повышении температуры и усилении засух. ABSTRACT The countries of Central Asia located in the center of the Eurasian continent are characterized by anhydrous climatic conditions. The climatic changes noted by the meteorological services of the world over a hundred-year period are manifested in high temperature and increased drought. Ключевые слова: Климатические изменения, сферы жизни, климатическим воздействиям, климатические условия, температуры воздуха. Keywords: Climatic changes, spheres of life, climatic influences, climatic conditions, air temperatures. ________________________________________________________________________________________________ Наблюдаемые климатические изменения воздей- температуры и усилении засух. Эти изменения в цен- ствуют на многие сферы жизни и экономику стран тральной Азии имеют тенденцию к усилению и воз- Центральной Азии: Казахстана, Кыргызстана, Та- действуют на: баланс водных ресурсов, состояние джикистана, Туркменистана и Узбекистана. В сооб- почвенного покрова, урожайность сельскохозяй- щениях стран центральной Азии основными уязви- ственных культур, качество и видовой состав расти- мыми к климатическим воздействиям секторами, где тельного покрова, природные экосистемы, здоровье требуется проведение приспособительных меропри- людей и т.д. ятий, названы: аграрное хозяйство, хозяйства водных и лесных участков, чрезвычайные ситуации природ- Согласно инструментальным наблюдениям, ко- ного характера. торые систематически проводятся на территории центральной Азии с конца XIX века, основным про- Для Центральной Азии, находящейся в центре явлением изменения климата в центральной Азии яв- Евразийского континента характерны безводные ляется значительное повышение приземной темпера- климатические условия. Климатические изменение, туры воздуха. По территории каждой страны средне- отмеченное метеорологическими службами мира за годовая температура повышалась каждые 10 лет на: столетний период, свидетельствуют о повышении • 0.29оC в Узбекистане (1950–2019 гг.); • 0.26оC в Казахстане (1936–2018 гг.); __________________________ Библиографическое описание: Таиров Ш.М., Абдуллаев Б.Б. Чрезвычайные и критические изменения климата в странах Центральной Азии // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 2(71). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8781

№ 2 (71) февраль, 2020 г. • 0.18оС в Туркменистане (1961–2018 гг.); HadCM2 к 2050 году в республике ожидается увели- • 0.10оС в Таджикистане (1940–2016 гг.); чение годовых осадков на 3-5% и более. В то время • 0.08оC в Кыргызстане (1883–2018 гг.). как в пустынной и полупустынной зонах Казахстана, На большей части Центральной Азии более вы- Узбекистана и Туркменистана прогнозируется сокими темпами температура повышалась зимой. В уменьшение осадков. При этом происходит перерас- Казахстане температура зимнего периода повыша- пределение осадков, неравномерность выпадения их лась в среднем на 0.44о C/10 лет. В Кыргызстане на по сезонам. В зимний период увеличивается количе- 0.03о C/10 лет. В Таджикистане за период с 1940 по ство осадков в виде дождя, что приводит к слабому 2019 годы температура повысилась на 1.3-3.0о C. В накоплению влаги в почве. Ливневые дожди сменя- Туркменистане увеличение температуры составило ются периодом засухи, что вызывает усиление эро- 0.2о С/10 лет, а в остальные сезоны года – 0.3о С/10 зии почв. Кроме того, ливневые осадки весной не лет. дают необходимого увлажнения почвы, так как она Ежегодный мониторинг температуры, проводи- не способна быстро впитать влагу, а высокая темпе- мый во всех регионах, показывает стабильную тен- ратура воздуха способствует быстрому испарению денцию к повышению среднегодовых температур. воды с поверхности земли. Эти экстремальные кли- Так, по данным «Казахского гидрометеорологиче- матические явления ведут к усилению засушливости ского центра», опубликованных в бюллетене за 2019 климата в равнинных районах пустынь и полупу- стынь центральной Азии, снижению продуктивности год, отмечено, что 2019 год в Казахстане по значе- сельского хозяйства и отрицательно воздействуют на ниям температуры воздуха занял 9 место в десятке экосистемы региона. самых теплых лет, начиная с 1950 года. В последние годы в высокогорных районах Та- Такая же тенденция наблюдается и в других стра- джикистана, Кыргызстана и некоторых регионах Ка- нах центральной Азии. захстана наблюдается дефицит запасов снега, и высо- кая температура воздуха, что отрицательно сказыва- В Кыргызстане метеорологические станции На- ется на водности. рын и Бишкек входят в систему наблюдений за кли- матом по всей средней Азии. Киргизские гидроме- Центральная Азия подвержена метеорологиче- теорологические станции располагает 70-120-лет- ской и гидрологической засухе. Наибольший ущерб ними рядами данных наблюдений за температурой засуха наносит аграрному хозяйству и экосистемам. воздуха и осадками. Среднее изменение температуры Умеренная или сильная засуха происходит ежегодно в целом по всей территории Кыргызской Республики на одной или многих зонах. В Казахстане, если дни атмосферных засух за период 1930-1965 годов со- составляет 0,7854 ⁰С за 100 лет. ставляли 55 дней, то в последние годы их продолжи- За период 1961-1990 гг. увеличение среднегодо- тельность достигает 89 и более дней. Засуха привела Казахстан к убыткам в 12 из 21 последних лет. Такие вой температуры воздуха на 0,7-1,20º С отмечено в же темпы наблюдаются и в других странах региона. широких долинах Таджикистана, где проживает Сети наблюдений постоянно обновляется, но забла- большая часть населения страны. В меньшей степени говременное оповещение не доходит до большинства рост температуры наблюдался в горных и высокогор- пользователей. Засушливость оказывают сильное ных районах – на 0,1-0,70º С. В больших городах рост воздействие на экосистемы из-за негативных послед- температуры особенно значителен и достигает 1,2- ствий для биоразнообразия, загрязнение воды, риски 1,90º С, что, очевидно, связано с урбанизацией. лесных пожаров и бесплодности почвы. По данным Узбекистана стоки в реки Амударья и Сырдарья в год В Узбекистане наблюдается статистически зна- чимое повышение температуры воздуха по всей тер- засухи могут снизиться на 15‐25%. ритории страны. Во многих районах Центральной Азии изменчи- вость выпадения осадков увеличивается. Согласно данным Национального сообщения по изменению климата Республики Таджикистан по модели Список литературы: 1. Эльпинер Л.И. Водные ресурсы, климат и здоровье// Экология и жизнь.-2009. 2. Поздняков Э. Изменение климата на Земле: причины и возможные последствия//МЭ и МО.-2005. 3. Елдышев Ю.Н. Климатическая озабоченность//Экология и жизнь.-2007. 4. Информатика, вычислительная техника и управление 6

№ 2 (71) февраль, 2020 г. УСТОЙЧИВОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ОДНОРАНГОВЫХ СЕТЕЙ И КАНАЛОВ ОПТИМИЗАЦИИ Акрамова Гулера Абдихаликовна ассистент кафедры «Информационные технологии», Ферганский филиал ТУИТ им. Мухаммада Ал-Хоразмий, Узбекистан, г. Фергана E-mail: [email protected] Каримов Сардор Илхом угли ассистент кафедры «Информационные технологии», Ферганский филиал ТУИТ им. Мухаммада Ал-Хоразмий, Узбекистан, г. Фергана Абдулхамидов Азизжон Абдулла угли ассистент кафедры «Информационные технологии», Ферганский филиал ТУИТ им. Мухаммада Ал-Хоразмий, Узбекистан, г. Фергана SUSTAINABILITY OF MEASUREMENT USING ONE RANKING NETWORKS AND OPTIMIZATION CHANNELS Gulyora Akramova Assistant, Department of Information Technology, Ferghana branch of TUIT named after Muhammad Al-Khorazmiy, Uzbekistan, Ferghana Sardor Karimov Assistant, Department of Information Technology, Ferghana branch of TUIT named after Muhammad Al-Khorazmiy, Uzbekistan, Ferghana Azizjon Abdulhamidov Assistant, Department of Information Technology, Ferghana branch of TUIT named after Muhammad Al-Khorazmiy, Uzbekistan, Ferghana АННОТАЦИЯ Основанная на технологии с открытым исходным кодом, сеть оптимизирована для реконструкции и распре- деления пакетов по двухфазным параллельным каналам в автономных сетевых системах со сбалансированными измерениями. Для оптимизации общей пропускной способности сети используются генетические алгоритмы, ко- торые состоят из двух сетей, которые измеряют нагрузку через каналы закрепления. ABSTRACT Based on open source technology, the network is optimized for reconstructing and distributing packets over two- phase parallel channels in stand-alone network systems with balanced measurements. To optimize the overall network bandwidth, genetic algorithms are used, which consist of two networks that measure the load through the pin channels. Ключевые слова: многопотоковая маршрутизация, двухфазная маршрутизация, балансировка нагрузки, ге- нетические алгоритмы. Keywords: multi-stream routing, two-phase routing, load balancing, genetic algorithms. ________________________________________________________________________________________________ Статья посвящена оптимизации высокоскорост- противодействия перегрузкам в традиционном Ин- ных сетевых каналов с балансировкой нагрузки тернете зависит от двух «игроков» – сетевых опера- (VLB) с использованием технологии OpenFlow. Тех- торов и алгоритмов динамической сетевой маршру- нология OpenFlow (технология с открытым исход- тизации. Произвольное подключение к сети TCP/IP ным кодом) – это новая концепция сети, которая в во время пакетной передачи (согласно схеме «каж- корне отличается от OSI (Взаимодействие открытых дый из них») может иметь место только при третьем систем) с семью уровнями международной организа- (сетевом) протоколе, что занимает много времени. В ции ISO по стандартам, где основным протоколом яв- то же время пользовательские программы практиче- ляется TCP/IP, а самая удивительная реализация - ски не влияют на особенности процесса передачи па- Интернет. Решение проблемы управления сетью для кетов по сети. В частности, разработчики программ- ного обеспечения не могут быстро передавать потоки __________________________ Библиографическое описание: Акрамова Г.А., Каримов С.И., Абдулхамидов А.А. Устойчивость измерения с по- мощью одноранговых сетей и каналов оптимизации // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 2(71). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8902

№ 2 (71) февраль, 2020 г. из нескольких пакетов и создавать параллельные по- Сан-Франциско и Вашингтоном направлялся через токи. Это стало серьезным препятствием для созда- OC-48, 99,99% пакетов поступило с задержкой менее ния сетей с «возможностями оптимизации». Если ав- 1 мс к месту назначения с отклонением всего только тор программы решал сложные математические за- 0,01% имели отклонения в 10-20 мс [11]. дачи, такие как распределение в своей крупной вир- туальной частной сети (VLAN), он сталкивался с Синхронный поток также доступен, когда по вир- проблемой реализации своих идей. Это связано с тем, туальному соединению отправляется несколько по- что вам необходимо напрямую связаться с разработ- следовательных пакетов для выполнения действий чиками сетевого оборудования, чтобы «моргнуть» управления в реальном времени. При этом использу- кодом управляющего программного обеспечения на ются высокоскоростные оптические магистрали с ре- устройствах связи. зервированием полосы пропускания и безынерцион- ные коммутаторы, у которых суммарная средняя ско- В [1] Valiant. L.G. Двухфазная маршрутизация с рость передачи выходных портов не меньше, чем у нагрузочной дозой была предложена вдоль парал- входных портов. Потоки передаются по нескольким лельных маршрутов, называемых VLB-маршрутиза- виртуальным каналам, подключенным к ключам. цией. VLB-маршрутизация использовалась в различ- Ключевая последовательность байтов получается в ных параллельных сетях: для создания высокопроиз- порту ввода ключа; анализируются первые байты па- водительных расширяемых ключей без централизо- кета, которые содержат адрес конечного компьютера ванного планировщика; для строительства роутеров в сети. Адрес, найденный в таблице коммутации, со- [3]; управлять трафиком с помощью двухфазной держит строку, которая идентифицирует порт исхо- маршрутизации в интернете [2]. Zhang-Shen и дящего порта, который немедленно начинает переда- McKewon [3] предложили использовать VLB в маги- вать байты байтов. стральной сети, которая поддерживает все изменения в матрице входного потока и регулируется заранее Пропускная способность каждого виртуального рассчитанными сценариями отказов. Использование канала должна быть выбрана с избыточным количе- сетей VLB с несколькими соединениями и различ- ством, чтобы игнорировать влияние очереди. Каналы ными путями улучшает производительность сети и связи включают в себя компоненты постоянной за- время. держки передачи (дисперсия сигнала в физической среде, изменение сигнала из одной формы в другую, Использование сетей VLB также связано с рядом усиление и регенерация сигнала и т. д.), а также пе- проблем. Одной из них является увеличение требуе- ременный компонент или джиттер (из-за нестабиль- мой емкости соединений для обеспечения определен- ности электронных контактов) эффекты теплового ных характеристик производительности и надежно- шума в окружающей среде, дифференциальной за- сти. держки и т. д.). Последние факторы движутся непре- рывно, что не зависит от времени. Проблема вычисления времени для синхрониза- ции канала на пути от источника к узлу назначения В обеих системах VLB поток передается через возникает, когда параллельные потоки передаются промежуточный узел на каждом пути от источника к по нескольким путям, состоящим из множества кана- узлу назначения. Каждый входной поток автономной лов. Чтобы обеспечить необходимые показатели ка- системы VLB может быть распределен одним, двумя чества синхронных данных, следует рассчитать, как или тремя способами, причем не более одного проме- значение задержки, так и изменение (дрожание) за- жуточного узла в каждом. В этом случае допускается держки. Превышение этих параметров сверх допу- замена одного двухфазного тракта на прямое соеди- стимых значений может существенно повлиять на ка- нение. Во время передачи происходит постоянная со- чество речи или видео. ставляющая передачи узлов и нарушение физиче- ского распределения в линиях. Мы считаем, что это Задача оптимизации потока в одной сети VLB пропорционально количеству каналов на маршруте и предложена в [1]. В этой статье мы рассмотрим про- объему. Компонент переменной задержки увеличи- блему балансировки потоков с учетом задержек в вается пропорционально количеству каналов. двух автономных системах VLB, связанных с одно- ранговыми каналами, и ограничений на дрожание па- Устанавливается следующее: максимально допу- кетов. стимые значения канала (планируемая пропускная способность всей полосы пропускания канала), по- Как отмечено в [2], закон больших чисел приме- лоса пропускания, необходимая для каждого канала, няется при объединении нескольких пользователь- матрица внутреннего трафика в автономных систе- ских потоков: некоторые пульсации одного потока мах VLB, матрица трафика между автономными си- совпадают с периодами молчания других, так что об- стемами VLB, ограничения задержки потока и дро- щие импульсы потока немного уменьшаются, а эф- жание. фект уменьшается увеличивается очереди мини- мальны. Если трафик становится «идеально» синхро- В качестве критерия оптимизации сети авторы низированным, то следующие задержки вообще ис- предлагают увеличить общую емкость резервного чезнут – пакеты приходят с задержкой, установлен- копирования параллельных каналов передачи: ной устройством связи для обработки и передачи данных по каналам связи. Канал OC-192 (10 Гбит / с)  управление трафиком; в IP-сети может быть загружен до 97% от номиналь- ной скорости, и только после этого значения вызовет  установка дополнительных виртуальных ка- задержки пакетов из-за очереди. Когда трафик между налов без перенаправления сети в случае несоответ- ствия этому сценарию; 8

№ 2 (71) февраль, 2020 г.  установить дополнительные каналы связи в трехстороннему пути. В узле 4 восстанавливается ис- протоколе для потоковой передачи данных. ходная структура потока, которая передается по ка- налу PE в узел 11 автономной системы C VLB-2. От На рисунке 1 показан поток от узла 1 автономной узла 11 к узлу 9 поток передается в двух направле- системы VLB-1 к узлу 9 автономной системы VLB-2. ниях. Начиная с узла 9, начальный поток поступает на выход автономной системы VLB-2. В узле 1 поток делится на 3-сегментные токи и передается в узел 4 скоординированным образом по Рисунок 1. Автономные VLB-системы с пиринговыми каналами Моделирование передачи потоков по авто- времени передачи пакетов через канал ������(������) = номным VLB-системам и пиринговым каналам. ������������������[������/(������ − ������)]2.Нагрузка на параллельных путях ба- Для того чтобы разделять поток в любой пропорции, лансируется таким образом, чтобы среднее время пе- редачи потока по каждому из параллельных путей введем набор балансировочных параметров ������������, так было по возможности одинаковым. Для баланси- что ������������ ≥ 0 для всех ������ и ∑������������=−11 ������������ = 1, где N – число узлов в сети VLB. ровки нагрузки используем коэффициент ������ = Входной узел разделяет каждый поток в зависи- ������������������������ так, как это описано в [1]. Здесь ������ – балансиро- вочный параметр, r – коэффициент, учитывающий мости от {������������}и посылает ������������ каждого потока в проме- превышение длины пакета по отношению к стандарт- жуточный узел. Это позволяет не использовать неко- торые узлы в качестве промежуточных (путем уста- ной его длине, ������ – целое число однородных каналов, новки соответствующих ������������ к нулю). Постоянную за- через которые ведется передача, ������ – коэффициент, держку в одном канале обозначим через ������. Перемен- учитывающий величину отклонения полосы пропус- ную составляющую в одном канале зададим случай- кания от стандартной. В этом случае производящая ной величиной с законом распределения Эрланга с функция моментов времени передачи потока по VLB сети для одного пути описывается выражением: плотностью ������(������) = ������(������������)������−1������−������������ , ������ ≥ 0. Для моделиро- ������(������) = ������������������������[������/(������ − ������������)]2. Среднее время передачи и его дисперсия равны соответственно ������̅ = ������ + (������−1)! (2������) , ������2 = 2������2/������2. вания джиттера достаточно взять значение ������ = 2, а величину ������ используем для того, чтобы добиться по ������ возможности наилучшего совпадения эмпирического Результатом оптимизации является увеличение и теоретического распределений. Тогда ������(������) = резервной емкости плотных внутренних каналов ав- тономных систем VLB и пиринговых каналов, кото- ������2������������−������������, ������ ≥ 0. С четом постоянной задержки пакетов рые их соединяют. Относительное увеличение коли- в канале на величину ������ имеем Соответствующая чества типичных «ручных» решений операторов се- тей составляет в среднем 5-7%. функция распределения ������(������) = 1 − ������−������(������−������)[1 + ������(������ − ������)] ������ ≥ ������. Производящая функция моментов Список литературы: 1. Крупин А. «Ростелеком» займется проектированием решений на базе программное реконфигурируемых се- тей. Электронный ресурс: URL: http://www.servernews.ru/tags/OpenFlow. 2. Miller Rich. Tech Titans Back OpenFlow Networking Standard. Электронный ресурс: URL: http://blog.adivohost.ru/?p=27. 3. Valiant. L.G. A scheme for fast parallel communication. SIAM Journal on Computing, 1982. 11(2): p. 350–361. Электронный ресурс: URL: http://www.servernews.ru/tags/OpenFlow. 9

№ 2 (71) февраль, 2020 г. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ ПРИ ПРИНЯТИИ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ В УЗБЕКИСТАНЕ Сиддиков Исомиддин Хакимович д-р техн. наук, профессор кафедры «Система обработки информации и управления», Ташкентский государственный технический университет им. Ислама Каримова, Узбекистан, г. Ташкент Порубай Оксана Витальевна ст. преп. кафедры «Информационные технологии», Ферганский филиал ТУИТ им. Мухаммада Ал-Хоразмий, Узбекистан, г. Фергана E-mail: [email protected] Лазарева Марина Викторовна ст. преп. кафедры «Компьютерные системы», Ферганский филиал ТУИТ им. Мухаммада Ал-Хоразмий, Узбекистан, г. Фергана E-mail: laza2006@ gmail.com Абдулхамидов Азизжон Абдулла угли ассистент кафедры «Информационные технологии», Ферганский филиал ТУИТ им. Мухаммада Ал-Хоразмий, Узбекистан, г. Фергана E-mail: [email protected] INTELLECTUAL SYSTEM DEVELOPMENT TRENDS IN ADOPTION OF MANAGEMENT DECISIONS IN UZBEKISTAN Isomiddin Siddikov Doctor of Technical Sciences, Professor, Department of Information Processing and Management System, Tashkent State Technical University named after Islam Karimov, Uzbekistan, Tashkent Oksana Porubay Senior Lecturer, Department of Information Technology, Ferghana branch of TUIT named after Muhammad Al-Khorazmiy, Uzbekistan, Ferghana Marina Lazareva Senior Lecturer, Department of Computer Systems, Ferghana branch of TUIT named after Muhammad Al-Khorazmiy, Uzbekistan, Ferghana Azizjon Abdulhamidov Assistant, Department of Information Technology, Ferghana branch of TUIT named after Muhammad Al-Khorazmiy, Uzbekistan, Ferghana АННОТАЦИЯ Целью написания данной статьи было сделать краткий обзор тенденций развития интеллектуальных систем поддержки принятия решений, роли машинного обучения, теории игр, классического моделирования на примере их использования при принятии управленческих решений по реализации концепции внедрения технологии \"Ум- ный город\" в Республике Узбекистан. Сейчас страна находится на начальном этапе внедрения этой технологии и запускает пилотные проекты вроде «Безопасного города», «Умного транспорта», «Умной медицины» и «Умных счетчиков» в Ташкенте. ABSTRACT The purpose of this article was to provide a brief overview of the development trends of intelligent decision support systems, the role of machine learning, game theory, classical modeling using them as an example when making manage- rial decisions on the implementation of the Smart City technology implementation concept in the Republic of Uzbekistan. Now the country is at the initial stage of introducing this technology and is launching pilot projects like “Safe City”, “Smart Transport”, “Smart Medicine” and “Smart Meters” in Tashkent. __________________________ Библиографическое описание: Тенденции развития интеллектуальных систем при принятии управленческих ре- шений в Узбекистане // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Сиддиков И.Х. [и др.]. 2020. № 2(71). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8827

№ 2 (71) февраль, 2020 г. Ключевые слова: информационные технологии, искусственный интеллект, интеллектуальные системы под- держки принятия решений, «умный город». Keywords: information technology, artificial intelligence, intelligent decision support systems, “smart city” ________________________________________________________________________________________________ Введение Так для чего же нужны ИСППР? Целью написания этой статьи было сделать крат- 1. При сложности в принятии решений опреде- кий обзор тенденций развития интеллектуальных си- ленного типа стем поддержки принятия решений (далее ИСППР), 2. При необходимости точной оценки различ- роли машинного обучения, теории игр, классиче- ных альтернативных решений ского моделирования на примере их использования 3. При необходимости предсказательного при принятии управленческих решений по реализа- функционала ции концепции внедрения технологии \"Умный го- 4. При необходимости мультипотокового род\" в Республике Узбекистан. входа (для того, чтобы принять решение нужны вы- На современном этапе развития мировой эконо- воды на основе данных, экспертные оценки, извест- мики, Узбекистан стремиться не уступать ни одной ные ограничения и т.п.) экономически развитой стране и ставит перед собой Если углубляться в историю, то первые системы задачу использования систем искусственного интел- поддержки принятия решений (СППР) (изначально лекта в управлении предприятием, в процессе приня- еще без И) стали сформировываться в середине 60-х тия управленческих решений в условиях неопреде- – начале 70-х годах. В те годы они не обладали ника- ленности. Для того, чтобы стремительное развитие кой интерактивностью и тем более интеллектуально- предпринимательства обеспечивало устойчивый стью, по сути, представляли собой всего лишь рост экономики Узбекистана, следует сделать глубо- надстройки к СУБД, имея некоторый небольшой кий акцент на необходимость изучения научно-мето- функционал для численного моделирования. Самым дологических и научно-методических вопросов реа- ярким примером систем такого типа можно считать лизации управленческих решений. Обновляя имею- систему DYNAMO. щиеся методологии принятия управленческих и стра- Формирование подклассов СППР, представляю- тегических решений следует учитывать, как уже из- щих собой фреймворки, способные работать с дан- вестные, так и вновь появляющиеся методики. Экс- ными на различных уровнях иерархии, с возможно- перты, работающие в данном направлении, отме- стью внедрения логики началось с начала 80-х годов. чают, что появление признаков информационного Примерами таких систем является система GADS кризиса (несоответствия между быстро возрастаю- (Gate Assignment Display System), разработанная щими из поколения в поколение умственными спо- Texas Instruments для United Airlines. собностями людей и еще более быстро возрастаю- Так называемые продвинутые (Advanced) СППР, щим потоком информации) может привести к упадку появились в конце 80-х годов. Они уже использовали экономики в стране. Дабы избежать данный кризис, более продвинутый инструментарий для моделиро- во все направления страны, внедряются различные вания и позволяли осуществлять «what-if» анализ. системы искусственного интеллекта (далее ИИ). Следующее поколение СППР, которое появилось в середине 90-х годов, стали называться интеллекту- Основная часть альные СППР, в основе которых легли инструменты Последние года чуть ли не ежемесячно во всем статистики и машинного обучения, теории игр и про- мире проходят сотни конференций в области разви- чего сложного моделирования. [1, с. 3] тия ИИ и ИСППР. Если проанализировать общую картину развития различных направлений ИИ специ- Многообразие СППР алисты всего мира стали сталкиваться с определен- СППР можно классифицировать: ными трудностями, и после подробного анализа вы- яснилось, что большинство проблем связаны с не-  По области применения (Бизнес и менедж- хваткой ресурсов двух типов: мент, Инжиниринг, Финансы, Медицина, Окружаю- щая среда)  Компьютерные технологии (недостаток вы- числительной мощности, объема оперативной/внеш-  По соотношению данные\\модели (FDS, DAS, ней памяти и прочее); AIS, AFM(s), RM(s), OM(s), SM(s))  Людские возможности (для разработки интел-  По типу используемого инструментария лектуального программного обеспечения требуются (Model Driven, Data Driven, Communication Driven, специалисты из разных областей ИИ). Document Driven, Knowledge Driven) Ресурсы первого типа можно считать вышед- Несмотря на множество вариантов классифика- шими на достаточно высокий уровень, который поз- ций, требования и атрибуты СППР можно поместить воляет ИСППР принимать весьма сложные для чело- в 4 сегмента: века решения практических задач. А вот с ресурсами второго типа ситуация во всем мире становиться еще 1. Качество хуже, именно в области ИИ не хватает специалистов, 2. Организация поэтому ведущие ИИ-центры при крупнейших уни- 3. Ограничения верситетах стараются делать больший акцент на раз- 4. Модель витие программистов в сфере ИИ. Построение ИСППР должно включать в себя сле- дующие основные этапы (рис. 1): 1. Анализ домена 11

№ 2 (71) февраль, 2020 г. 2. Сбор данных 6. Внедрение моделей 3. Анализ данных 7. Оценка ИСППР 4. Выбор моделей 8. Внедрение ИСППР 5. Экспертный анализ\\интерпретация моделей 9. Обратная связь [2, с. 15] Рисунок 1. Этапы построения ИСППР Основные направления реализации ИСППР в «Умный транспорт». Автоматизированная си- Республике Узбекистан стема управления дорожным движением, «умный паркинг», электронные платежи, мониторинг движе- Основываясь на вышеуказанных моделях и в це- ния, навигация и так далее. лях создания достойных условий для повышения уровня жизни, решения насущных проблем граждан, «Умное образование». Образование на базе ИИ, улучшения социальной инфраструктуры и развития дистанционное обучение, электронные журналы, мо- регионов, а также последовательной реализации за- бильное обучение, интеграция онлайн-методик и дач, в соответствие с постановлением кабинета ми- другое. нистров республики Узбекистан № 48 от 18 января 2019 года утверждена концепция внедрения техноло- «Умная медицина». Единые платформы биоме- гий «Умный город» в республике Узбекистан. [5, с. дицинских данных пациентов, электронные рецепты, 1]. виртуальные диспансеры, сетевые медкарты и мно- гое другое. Концепция предусматривает несколько основ- ных направлений: 12

№ 2 (71) февраль, 2020 г. «Умная энергетическая система». Интернет ве- сторон, оценка рисков, формирование финансовой щей, гибридные батареи, «умные» системы измере- отчетности и так далее. ния, автономные сенсоры для мониторинга напряже- ния и многое другое. Третий (2025−2027) — детализированное плани- рование, бюджетирование, прогноз эффективности, «Умное водоснабжение и водоотведение». Тех- определение возможностей и так далее. нологии водоснабжения с установлением насадки для кранов, электронные версии маршрутных карт Четвертый (2028−2030) — внедрение и оценка водопроводных сетей, системы отключения водо- эффективности, мониторинг, оценка и анализ, экс- снабжение в случае протечки и многое другое. пансия. [5, с. 2-8] «Умное жилищно-коммунальное хозяйство». Ав- Заключение томатизация процесса снятия показаний счетчиков, Основным фактором, определяющим развитие системы передачи информации о состоянии энерго- IP-технологий сегодня, является скорость роста вы- снабжения дома на устройства пользователя, «ум- числительной мощности, так как основы человече- ные» счетчики и многое другое. ской психики до сих пор неизвестны. Таким образом, тема конференций ИИ кажется очень стандартной и «Умное строительство». Визуальное моделиро- не сильно изменилась с точки зрения содержания. вание процессов строительства, системы упрощения Однако повышенная производительность современ- строительства, новые строительные материалы и ных компьютеров и время от времени улучшенное другое. качество алгоритмов, позволяют применять различ- ные научные методы. Это произошло с интеллекту- «Умный дом». Охранная и пожарная сигнализа- альными игрушками, что также происходит с домаш- ции, система контроля доступа, управление освеще- ними роботами. нием, удаленный мониторинг и управление домом При таком подходе, как и ожидалось, можно ре- через интернет и многое другое. шить различные проблемы (такие как криптография). Относительно простые, но дружественные к ресур- «Умный хокимият». Электронное удостоверение сам алгоритмы поведения позволяют автономным личности с совмещением платежного средства, ак- устройствам безопасно работать в сложном мире. В тивность граждан к управлению городом, системы то же время цель состоит в том, чтобы разработать оплаты местных налогов и многое другое. системы, которые не похожи снаружи на людей, но действующие как люди. «Умная махалля». Заправки для электромобилей, Область ИИ, ставшая зрелой наукой, медленно, электронные карты в школах, каршеринг, сервисы но верно продвигается вперед. Поэтому результаты для вызова и оплаты такси и другое. непредсказуемы, даже если неожиданные выгоды, связанные со стратегическими инициативами, не Этапы внедрения устранены. Такие инициативы, вероятно, будут исхо- Внедрение концепции рассчитано на 2019−2030 дить из комбинации различных математических наук годы. – теории вероятностей, нейронных сетей, нечеткой Первый (2019−2021) — определение базовой ли- логики. нии, формирование профиля территории, анализ до- ступных активов, определение индикаторов и прочая начальная подготовка. Второй (2022−2024) — разработка стратегии внедрения концепции, вовлечение заинтересованных Список литературы: 1. Merkert, Mueller, Hubl, A Survey of the Application of Machine Learning in Decision Support Systems, University of Hoffenhaim 2015 2. Tariq, Rafi, Intelligent Decision Support Systems- A Framework, India, 2011 3. Sanzhez i Marre, Gibert, Evolution of Decision Support Systems, University of Catalunya, 2012 4. Ltifi, Trabelsi, Ayed, Alimi, Dynamic Decision Support System Based on Bayesian Networks, University of Sfax, National School of Engineers (ENIS), 2012 5. Постановление кабинета министров Республики Узбекистан «Об утверждении концепции внедрения техно- логий «Умный город» в Республике Узбекистан» г. Ташкент, 18 января 2019 г., № 48 13

№ 2 (71) февраль, 2020 г. АНАЛИЗ ПРИЛОЖЕНИЯ ЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ К КРИПТОГРАФИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯМ СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ Акбаров Давлатали Егиталиевич д-р физ.-мат. наук, Ферганский филиал ТУИТ им. Мухаммада Ал-Хоразмий, Республика Узбекистан, г. Фергана Умаров Шухратжон Азизжонович ст. преп., Ферганский филиал ТУИТ им. Мухаммада Ал-Хоразмий, Республика Узбекистан, г. Фергана E-mail: [email protected] THE APPLICATION OF LOGICAL ACTIONS FOR THE DECISION OF SOME TASKS OF MEANS INFORMATION SECURITY SUPPORT Akbarov Davlatali Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Department of Information Technology, Ferghana branch of TUIT named after Muhammad Al-Khorazmiy, Republic of Uzbekistan, Ferghana Umarov Shuhratjon Senior Lecturer, Department of Information Technology, Ferghana branch of TUIT named after Muhammad Al-Khorazmiy, Republic of Uzbekistan, Ferghana АННОТАЦИЯ В статье рассматривается решение задачи определения логических операций, обеспечивающих криптогра- фическую стойкость преобразования алгоритмов криптографических методов информационной безопасности, обосновано критерием регулярности — равным распределением «0» и «1» в таблице истинности. Криптографи- ческий стойкость алгоритмы были созданы в таблице истинности, состоящей из 0» и «1», равномерно распреде- ленных логической операцией. ABSTRACT In article the decision of the task of determination of the logical actions providing to cryptofirmness of conversion of algorithms of cryptography methods of information security is justified by criterion of regular of — equal distribution «0» and «1» too blocs of bits in the truth diagram. Logical action by the truth diagram uniform distribution «0» and «1» has property of cryptofirmness. Ключевые слова: криптология, крипотоалгоритм, криптостойкость, симметричное шифрование, открытый ключ, дизъюнкция, конъюнкция, преобразование, микропроцессор, Булевая функция. Keywords: cryptology, crypto algorithm, crypto firmness, the symmetric encoding, opening key, disjunction, con- junction, conversions, microprocessor, Boolean function. ________________________________________________________________________________________________ ВВЕДЕНИЕ тивной аппаратной и аппаратно-программной реали- Основы цифровой техники и технологии обмена зуемости криптографических преобразований на ос- информацией в информационно-коммуникационных нове логических операций, выполняемых над битами сетях тесно связаны электронными средствами на и блоками битов преобразуемых блоков. базе логических операций. Так называемые микро- процессор, микроконтроллер, чип, интегральные Решение задачи. Отмечается, что на основных схемы и другие электронные разработки являются преобразованиях идеально стойких и стойких алго- основами современных вычислительных, контроли- ритмов шифрования в обязательном порядке исполь- рующих, аппаратных и аппаратно-программных зована операция   XOR [1, 2, 3, 6, 7]. Операция средств управления [4–10]. Постановка задачи. В данной статье исследо- x  y  z определяется: если x  0 и y  0 или ваны вопросы криптографической стойкости, эффек- x  1 и y  1, то z  1 ; иначе z  0 (табл. 1). __________________________ Библиографическое описание: Акбаров Д.Е., Умаров Ш.А. Анализ приложения логических операций к крипто- графическим преобразованиям средств обеспечения информационной безопасности // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 2(71). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8925

№ 2 (71) февраль, 2020 г. x y   XOR Таблица истинности Таблица 1. 0 0 1 1 0 1 1 0 В таблице 1 истинности показано, что z - четырьмя битами  z1z2 z3z4  можно кодировать представляющий результат четырех возможных вариантов этой операции принимает значения «0» и 24  16 разных значений: (0000)2 =(0)10 , (0001)2 «1» равным распределением, т.е. в значениях z по =(1)10 , …, (1110)2 = (14)10 , (1111)2 = (15)10 . Здесь два раза повторяется «0» и «1». В общем виде коли- x *9 y соответствует   XOR операции. чество операции между двух переменных x и y Можно ставить в соответствие число (0110)2  6. равно 24  16 . Действительно, имеется 4 разных Таким образом, можно вводить логические опера- комбинации значения пары x и y : x  0 и y  0; ции, соответствующие следующим состояниям таб- лицы истинности: (0000)2 = 0, (0001)2 = 1, (0010)2 = 2, x  1 и y  0; x  0 и y  1; x  1 и y  1. По значе- (0011)2 = 3, (0100)2 = 4, (0101)2 = 5, (0110)2 = 6, (0111)2 = 7, (1000)2 = 8, (1001)2 = 9, (1010)2 = 10, (1011)2 = 11, ниям пары получается 4 значения z1 , z2 , z3 и z4 , ко- (1100)2 = 12, (1101)2 = 13, (1110)2 = 14, (1111)2 = 15. торые принимают значение «0» или «1». Это значит, Таблица 2. Таблица истинности содержат только «0» и «1» x 0 y 01 и x 15 y 0 1 0 00 0 1 1 00 1 1 1 1 Где логические операции 0 и 15, соответствую- обстоятельство позволяет сфабриковать ложные щие состояниям (0000)2 = 0 и (1111)2 = 15 со следую- щими таблицами истинности (табл. 2) [1, 3, 7]. Так шифры. Поэтому использование операциями 0 и 15 в криптографических преобразованиях является не- как какими бы ни были шифруемый блок или блок целесообразным. ключа, результаты преобразования этими логиче- Здесь для большей ясности приводится таблица скими операциями будут содержать блоки последо- истинности, соответствующая операции 1- вательности только «0»-нулей или «1»-единиц. Такое коньюкцию и 7 -дезюнькцию (табл. 3). Таблица 3. Коньюкция и дезюнькция таблица истинности x 1 y 01 и x 7 y 0 1 0 00 0 0 1 1 01 1 1 1 Таким образом над двумя переменными кроме операции 0 и 15 можно определить в количестве 14 (четырнадцать) операций. Таблица 4. Таблицы истинности с одинаковым значением x 3 y 01 и x 5 y 0 1 0 00 0 0 1 11 0 1 1 1 Кроме того, операции, определяемые следую- второй таблице столбец, соответствующий значению щими таблицами истинности, являются неустойчи- переменной y  0 , имеет элементов только со значе- выми, так как первая x 3 y  z неизменной оставляет нием 0-ноль, а столбец со значением y  1 имеет эле- x , а вторая x5y неизменной оставляет y (табл. 4). ментов только со значением 1-один. Остальные Такое обстоятельство имеет место потому, что в пер- операции могут осуществить преобразования вой таблице строка, соответствующая значению пе- перемешивания над битами блоков открытого или ременной x  0 , имеет элементов только со значе- промежуточного с соответствующими битами блока нием 0-ноль, а строка с значением x  1 имеет эле- ключа [1]. Ниже приводится таблица сравнения вве- ментов только со значением 1-один, аналогично во денных логических операций относительно особен- ностей свойства криптографической стойкости. В 15

№ 2 (71) февраль, 2020 г. этой таблице сравнением обоснована криптографи- xy = x6 y  z могут широко использоваться в каче- ческая стойкость следующих операций: x9 y  z, x10 стве стойких преобразований. y = z , x12 y = z . Эти операции вместе с операцией Таблица 5. Особенности криптографической стойкости № Тип опе- Таблица ис- п/п рации тинности опе- Анализ возможных состояний результата операции Замечание 1 x1 y  z рации x / y 0 1 1) Значения результата z распределены неравномерно. 0 0 0 2) Значению z = 0 соответствуют 3 (три) значения пары Относительно 1 0 1 переменных x и y, а z = 1 соответствует значение 1 (одной) стойкая пары, имеются 3 (три) неизвестных состояния, т.е. из z = 1 сле- дует х  1 и y  1. x / y 0 1 1) Значения результата z распределены неравномерно. 2 x2 y  z 0 0 0 2) Значению z = 0 соответствуют 3 (три) значения пары Относительно 1 1 0 переменных x и y, а z = 1 соответствует значение 1 (одной) стойкая пары, имеются 3 (три) неизвестных состояния, т.е. из z = 1 сле- дует х  1 и y  0. x / y 0 1 1) Значения результата z распределены неравномерно. 3 x4 y  z 0 0 1 2) Значению z = 0 соответствуют 3 (три) значения пары Относительно 1 0 0 переменных x и y, а z = 1 соответствует значение 1 (одной) стойкая пары, имеются 3 (три) неизвестных состояния, т.е. из z = 1 сле- дует х  0 и y  1. x / y 0 1 1) Значения результата z распределены равномерно. 4 x6 y  z 0 0 1 2) Значению z = 0 и z = 1 соответствуют по 2 (два) значения Стойкая x y  z 1 1 0 пары переменных x и y, т.е. имеются 4 (четыре) неизвестных со- стояния. x / y 0 1 1) Значения результата z распределены неравномерно. 5 x7 y  z 0 0 1 2) Значению z = 1 соответствуют 3 (три) значения пары Относительно 1 1 1 переменных x и y, а z = 0 соответствует значение 1 (одной) стойкая пары, имеются 3 (три) неизвестных состояния, т.е. из z = 0 сле- дует х  0 и y  0. x / y 0 1 1) Значения результата z распределены неравномерно. 6 x8 y  z 0 1 0 2) Значению z = 0 соответствуют 3 (три) значения пары Относительно 7 x 9 y  z 1 0 0 переменных x и y, а z = 1 соответствует значение 1 (одной) стойкая 8 x10 y = z пары, имеются 3 (три) неизвестных состояния, т.е. из z = 1 сле- 9 x11 y = z 10 x12 y = z дует х  0 и y  0. x / y 0 1 1) Значения результата z распределены равномерно. 0 1 0 2) Значению z = 0 и z = 1 соответствуют по 2 (два) значения Стойкая 1 0 1 пары переменных x и y, т.е. имеются 4 (четыре) неизвестных со- стояния. x / y 0 1 1) Значения результата z распределены равномерно. 0 1 0 2) Значению z = 0 и z = 1 соответствуют по 2 (два) значения Стойкая 1 1 0 пары переменных x и y, т.е. имеются 4 (четыре) неизвестных со- стояния. x / y 0 1 1) Значения результата z распределены неравномерно. 0 1 0 2) Значению z = 1 соответствуют 3 (три) значения пары Относительно 1 1 1 переменных x и y, а z = 0 соответствует значение 1 (одной) стойкая пары, имеются 3 (три) неизвестных состояния, т.е. из z = 0 сле- дует х  0 и y  1. x / y 0 1 1) Значения результата z распределены равномерно. 0 1 1 2) Значению z = 0 и z = 1 соответствуют по 2 (два) значения Стойкая 1 0 0 пары переменных x и y, т.е. имеются 4 (четыре) неизвестных со- стояния. 16

№ 2 (71) февраль, 2020 г. x\\y 0 1 1) Значения результата z распределены неравномерно. 1 0 1 2) Значению z = 1 соответствуют 3 (три) значения пары Относительно 11 x13 y = z 0 1 переменных x и y, а z = 0 соответствует значение 1 (одной) стойкая пары, имеются 3 (три) неизвестных состояния, т.е. из z = 0 сле- 1 дует х  1 и y  0. x/y 0 1 1) Значения результата z распределены неравномерно. 1 0 1 2) Значению z = 1 соответствуют 3 (три) значения пары Относительно 12 x14 y = z 1 0 переменных x и y, а z = 0 соответствует значение 1 (одной) стойкая пары, имеются 3 (три) неизвестных состояния, т.е. из z = 0 сле- 1 дует х  1 и y  1. В этой таблице сравнения обоснована криптогра- При этом можно убедится, что разным парам фическая стойкость следующих операций: x9 y  z, блоков (x, y) , где x  (x1x2 x3x4...xn ) и x10 y = z , x12 y = z. Эти операции вместе с операцией xy = x6 y  z могут широко использоваться в каче- y  ( y1 y2 y3 y4...yn ) , соответствуют разные стве стойких преобразований. z  (z1z2 z3z4...zn ) . Это значит: результаты преобразо- Определена относительная стойкость операции вания, осуществляемые стойкими определенными дизъюнкции x  y = x7 y  z и конъюнкции x  y = x1 y  z. Воспользовавшись определенными стойкими операциями, обладают свойством регулярности [1, операциями, можно осуществить побитное 7]. А преобразования, осуществляемые относительно преобразование над блоками x  (x1x2 x3x4...xn ) и стойкими операциями, не обладают (или неполно об- y  ( y1 y2 y3 y4...yn ) , n  2 , т.е. ладают) свойством регулярности. Эти утверждения проверены непосредственным вычислением. Ниже приводятся примеры преобразования со стойкой и относительно стойкой операцией, когда длина преоб-  x1x2 xn разуемого блока для простоты n  2 . Результаты пе- i ременных x  (x1x2 ) и y  ( y1 y2 ) после логических  x i y  y1 y2 yn , i=6,9,10,12. операций: z  (z1z2 ) . ____________  z1z2 zn Таблица 6. Таблицы истинности для однобитных и двухбитных операций x/y 0 1 x/y 0 1 x/y 0 1 x/y 0 1 00 0 01 0 00 0 00 1 11 1 10 1 10 1 11 1 x y x3y = z x y x9y = z x y x1y = z x y x5y = z 00 00 00 00 00 11 00 00 00 00 00 00 01 00 01 01 00 10 01 00 00 01 00 01 10 00 10 10 00 01 10 00 00 10 00 10 11 00 11 11 00 00 11 00 01 11 00 11 00 01 00 00 01 10 00 01 00 00 01 01 01 01 01 01 01 11 01 01 01 01 01 01 10 01 10 10 01 00 10 01 00 10 01 11 11 01 11 11 01 01 11 01 01 11 01 11 00 10 00 00 10 01 00 10 00 00 10 10 01 10 01 01 10 00 01 10 00 01 10 11 10 10 10 10 10 11 10 10 10 10 10 10 11 10 11 11 10 10 11 10 10 11 10 11 00 11 00 00 11 00 00 11 00 00 11 11 01 11 01 01 11 01 01 11 01 01 11 11 10 11 10 10 11 10 10 11 10 10 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 17

№ 2 (71) февраль, 2020 г. В этих примерах первое преобразование осу- образом, можно вводить 1820 – 8 = 1812 операций со ществлено нестойкой операцией, второе осуществ- лено со стойкой операцией, и, следовательно, видно, свойством равномерного распределения значения: что оно обладает свойством регулярности. Последу- ющие два преобразования осуществлены с относи- «00», «01», «10», «11» и криптографически стойкими тельно стойкими операциями и не обладают свой- ством регулярности. особенностями. Точно так же это основано на трехбитовых блоках 23 = 8 элементов «000», «001», Аналогичным образом можно вводить операции «010», «011», «100», «101», «110», «111» таблицей на основе таблицы истинности с двухбитными бло- истинности размером 8×8, можно вводить 864 опера- ками: «00», «01», «10», «11». Количество всевозмож- ных таблиц истинности 416 = 4 294 967 296. Если эти ций. Из них количество таблиц истинности с равно- пары битов распределены равномерно в таблице ис- мерным распределением с тремя битами блоками 23 тинности размером 4×4, кроме того, в строке, соот- = 8 элементов C684  64!  57 5859  60  61 62  63 64  . 8! 56! 2345678 ветствующей значению переменной x  x1i x2j , где i  0,1; и j  0,1; имеются элементы не только со  19  29 59 15 613138  22 130 826 840 значением « xii x2j », аналогично в столбце соответ- Количество таблиц истинности с криптографиче- ски стойкими особенностями ствующего значению переменной y  y1i y2j имеются C684 16  22 130 826 840 16  22130 826 824 . элементы не только со значением « y1i y2j », то опреде- ляемые операции будут обладать криптографической В научных работах [2, 3, 7] приведена таблица эффективностью — свойством стойкости. Количе- сжатия байта «2 13» = «0010 1011» на полубайт «10» ство таблиц истинности с равномерным распределе- = «1010», т.е. на пересечении строки 2 со столбцом нием «00», «01», «10», «11» — пары битов 13 (табл. 7). C146  16!  1314 1516  13 7 5 4  1820 . 4! 12! 234 Из них еще исключаются таблицы, элементы од- ного и того же количества строк и таблиц, 8. Таким Таблица 7. Четыреразрядные сетки замены 5 13 6 11 1 10 15 8 0 4 7 9 2 12 3 14 8 7 2 14 15 3 11 6 1 12 13 10 5 4 9 0 14 2 13 4 12 7 1 11 6 9 0 5 3 10 8 15 0 14 9 12 3 13 7 4 15 6 5 1 11 2 10 8 3 10 7 2 4 12 9 1 14 13 15 8 0 5 11 6 2 3 1 8 0 14 5 9 12 11 6 7 10 15 13 4 10 4 14 15 9 5 8 2 11 0 1 3 12 6 7 13 11 9 10 1 6 4 13 15 3 5 14 0 8 7 2 12 1 0 3 7 13 11 10 12 9 14 4 6 15 8 5 2 4 8 11 9 14 6 2 5 10 3 12 15 7 13 0 1 9 12 15 0 2 1 14 10 5 8 11 13 4 3 6 7 6 11 8 13 7 9 0 3 4 15 10 2 14 1 12 5 15 1 0 5 10 8 3 7 13 2 9 12 6 14 4 11 12 5 4 10 11 2 6 13 8 7 3 14 1 0 15 9 7 15 12 6 5 0 4 14 2 10 8 11 13 9 1 3 13 6 5 3 8 15 12 0 7 1 2 4 9 11 14 10 В этой таблице числа от 0 до 15, которые выра- 24 = 16 элементов можно выделить в количестве жаются с четырьмя битами, распределены равно- мерно, т.е. они повторяются ровно по 16 раз, причем C16  256! , что дает огромное количество по каждой строке и столбцу повторяются один раз. 256 16! 240! Такие таблицы, принимая как таблицы с четырьмя битами истинности операции над блоками «0000», C16  32  256!  32 логических операций со «0001», «0010», «0011», «0100», «0101», «0110», 256 16! 240! «0111», «1000», «1001», «1010», «1011», «1100», «1101», «1110», «1111» элементов, можно вводить стойким криптографическим свойством. 16256 операций. Из таких таблиц истинности с равно- Анализ полученных результатов. Любое пре- мерным распределением с четырьмя битами разных образование осуществляется на основе некоторых операций или их последовательности. Если преобра- зование разным всевозможным входным значениям __________________________ Библиографическое описание: Акбаров Д.Е., Умаров Ш.А. Анализ приложения логических операций к крипто- графическим преобразованиям средств обеспечения информационной безопасности // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 2(71). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8925

№ 2 (71) февраль, 2020 г. ставит в соответствие разные всевозможные значе- Заключение. В предлагаемой статье переменные ния или равные распределения всевозможных значе- x и y , переменная z , выражающая результат, прини- ний, то говорят, что оно обладает свойством регуляр- ности. Преобразование, обладающее свойством регу- мают значения «0» или «1». Определено количество лярности, имеет свойство стойкости, т.е. при реше- возможных операций по выражению x  y  z в соот- нии задачи раскрытия шифров шифрованных блоков требуется выбор всевозможных вариантов. Таким ветствии с различными возможными таблицами истин- ности. В случае операции над битами разных таблиц ис- свойством обладает логическая операция   XOR . тинности условно сопоставлены логические операции В статье определены и обоснованы регулярности (i , i=1,2,…,16). Обосновано, что если в таблицах ис- ряда логических операций над битами и блоками би- тинности введенных операций значения «0» и «1» рас- тов, которые могут использоваться с таким крипто- пределены равномерно — повторяются в равных коли- чествах, то побитное преобразование блоков, осуществ- графическим успехом, как операция   XOR в раз- ляемое на основе таких операций, обладает свойством регулярности. Такое обоснование утверждается для работке криптографических алгоритмов и их про- операции над блоками битов. Полученные результаты, граммных, а также аппаратных средств. Осуществле- кроме решения задач криптографической защиты ин- ние этих операций над битами и блоками битов обес- формации, имеют широкое приложение в разных обла- печит обмен цифровых сигналов без задержек в ап- стях науки информационной техники и технологии. паратных и аппаратно-программных реализациях криптографических алгоритмов. Список литературы: 1. Акбаров Д.Е. Ахборот хавфсизлигини таъминлашнинг криптографик усуллари ва уларнинг қўлланилиши // Ўзбекистон маркаси. — 2009. — Т. 432. 2. Акбаров Д.Е., Умаров Ш.А. Алгоритм хеш-функции с новыми базовыми преобразованиями // Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут». Серія: Приладобудування. — 2016. — № 51 (1). — С. 100–108 / [Электронный ресурс]. — Режим доступа: URL: https://ela.kpi.ua/bitstream/123456789/18117/1/20.pdf. 3. Акбаров Д.Е., Умаров Ш.А. Новый алгоритм блочного шифрования данных с симметричным ключом // Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут». Серія: Приладобудування. — 2016. — № 52 (2). — С. 82–91 / [Электронный ресурс]. — Режим доступа: URL: https://ela.kpi.ua/bitstream/123456789/19360/1/15Akbarov.pdf. 4. Баранов В.Н. Применение микроконтроллеров AVR: схемы, алгоритмы, программы // Додэка-XXI. — 2006 // [Электронный ресурс]. — Режим доступа: URL: https://www.labirint.ru/books/102083/. 5. Бродин В.Б., Калинин А.В. Системы на микроконтроллерах и БИС программируемой логики. — М. : ЭКОМ, 2002 / [Электронный ресурс]. — Режим доступа: URL: https://www.twirpx.com/file/10572/. 6. Карондеев А.М. Сложение по модулю 2 n в блочном шифровании // Прикладная дискретная математика. Приложение. — 2015. — №. 8. / [Электронный ресурс]. — Режим доступа: URL: https://cyberleninka.ru/article/n/16455302. 7. Логачев О.А., Сальников А.А., Ященко В.В. Булевы функции в теории кодирования и криптологии. — Изд- во МЦНМО, 2004 / [Электронный ресурс]. — Режим доступа: URL: https://www.twirpx.com/file/206083/. 8. Молдовян Н.А. Криптография: от примитивов к синтезу алгоритмов. — БХВ-Петербург, 2004 / [Электрон- ный ресурс]. — Режим доступа: URL: URL: http://static.ozone.ru/multimedia/book_file/1009552731.pdf. 9. Предко М. Руководство по микроконтроллерам: в 2 т. — 2001 / [Электронный ресурс]. — Режим до- ступа: URL: http://padabum.com/d.php?id=2896. 10. Шалыто А.А. Логическое управление: методы аппаратной и программной реализации алгоритмов. — Наука, 2000 / [Электронный ресурс]. — Режим доступа: URL: https://www.twirpx.com/file/114425/. 19

№ 2 (71) февраль, 2020 г. РЕГУЛЯРНЫЕ АЛГОРИТМЫ КОРРЕКЦИИ ДИНАМИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ Эргашев Отабек Мирзапулатович ст. преп. кафедры «Информационные технологии», Ферганский филиал ТУИТ им. Мухаммада Ал-Хоразмий, Узбекистан, г. Фергана E-mail: [email protected] Эргашева Шахноза Мавлонбоевна ассистент кафедры «Информационные технологии», Ферганский филиал ТУИТ им. Мухаммада Ал-Хоразмий, Узбекистан, г. Фергана REGULAR ALGORITHMS FOR CORRECTION OF DYNAMIC ERROR OF MEANS OF MEASUREMENTS Otabek Ergashev Senior Lecturer, Department of Information Technology, Ferghana branch of TUIT named after Muhammad Al-Khorazmiy, Uzbekistan, Ferghana Shakhnoza Ergasheva Assistant, Department of Information Technology, Ferghana branch of TUIT named after Muhammad Al-Khorazmiy, Uzbekistan, Ferghana АННОТАЦИЯ Рассматриваются вопросы формирования и построения устойчивых алгоритмов коррекции динамической по- грешности средств измерений в рамках общей проблемы восстановления неконтролируемых сигналов в измери- тельных и преобразующих устройствах. Приводятся устойчивые алгоритмы коррекции динамической погрешно- сти на основе метода регуляризации и регулярных процедур в рамках принципа итеративной регуляризации. Предлагаемые алгоритмы позволяют повысить вычислительную устойчивость алгоритмов коррекции динамиче- ской погрешности средств измерений и могут быть использованы в информационно-измерительных системах обработки результатов наблюдений. ABSTRACT The problems of the formation and construction of stable algorithms for correcting the dynamic error of measuring instruments in the framework of the general problem of the restoration of uncontrolled signals in measuring and convert- ing devices are considered. Stable dynamic error correction algorithms based on the regularization method and regular procedures in the framework of the iterative regularization principle are presented. The proposed algorithms make it possible to increase the computational stability of the correction algorithms for the dynamic error of measuring instru- ments and can be used in information-measuring systems for processing the results of observations. Ключевые слова: информационно – измерительная система, средство измерения, коррекция динамической погрешности, регулярные алгоритмы. Keywords: information - measuring system, measuring instrument, correction of dynamic error, regular algorithms. ________________________________________________________________________________________________ Задача восстановления сигналов связана с общей измерительной системы связаны между собой алгеб- проблемой искажений и коррекции в измерительных раической зависимостью. Отсюда следует, что если и преобразующих устройствах [1-3]. Обычно к кон- уравнение, описывающее динамику контролирую- тролирующим, записывающим, измерительным и щего, измерительного или преобразующего устрой- преобразующим устройствам предъявляются требо- ства, является дифференциальным, то в общем слу- вания минимального динамического искажения из- чае искажения неизбежны. Это связано с тем, что ре- меряемой величины. При выполнении этого требова- шение неоднородного дифференциального уравне- ния обеспечивается соответствие величин, восста- ния представляет собой функцию, отличающуюся от навливаемых и измеряемых регистрирующим правой части исходного уравнения. устройством. Общее условие минимальных динами- ческих искажений выполняется, когда вход и выход Построение указанных систем позволяет полу- чить наиболее полную информацию о работе си- стемы автоматического управления в целом, а также __________________________ Библиографическое описание: Эргашев О.М., Эргашева Ш.М. Регулярные алгоритмы коррекции динамической погрешности средств измерений // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 2(71). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8919

№ 2 (71) февраль, 2020 г. необходимые сведения об управляющих воздей- такая, что Fh  F  h, y  y   . Таким обра- ствиях, возмущениях и координатах, относящихся к зом, приближенные данные характеризуются набо- классу не измеряемых и неконтролируемых измери- ром Fh , y ,  , где   { , h} – вектор погрешности. тельной аппаратурой сигналов [3,4]. При решении уравнения (4), как правило, нару- Задача восстановления начального состояния и шаются условия устойчивости решения, связанные с входного воздействия динамической системы по ре- плохой обусловленностью матрицы Fh . Отмеченные зультатам измерения выхода относится к классу об- обстоятельства приводят к необходимости примене- ратных задач динамики управляемых систем [5,6]. ния методов регуляризации. Поскольку указанная задача является некорректно поставленной, для ее решения следует применять ме- Запишем выражение для сглаживающего функ- тоды, развитые в соответствующей теории [7-12]. ционала А.Н. Тихонова В работе рассматриваются вопросы формирова- M  [ ]  Fh  y Y 2    2 , ния и построения устойчивых алгоритмов коррекции динамической погрешности средств измерений на где   0 – параметр регуляризации. основе регулярных методов. Введем в рассмотрение следующие функции [7]: Рассмотрим линейную измерительную систему,  ( )   2 , описываемую уравнениями  ( )  Fh  y Y2 ,  xk1  Ak xk  Bk wk , x k0  x0 , (1)   ()   ()    h  () 2  2 . (2) yk  Ck xk  Dk wk , где x  Rn , w Rp , y  Rm ; x  xk – состояние си- Здесь  – экстремаль функционала А.Н. Тихо- стемы; x0 – начальное состояние системы; wk  L2p – нова M  [ ] при фиксированном   0 . Функции входное неизмеряемое воздействие на систему; yk  Lm2 – выход системы; Ak , Bk ,Ck , Dk – матрицы  () ,  ( ) ,  ( ) монотонны и непрерывны как соответствующих размерностей. Пусть функции  в области  0,   inf Fh  y Y –  D   Rn  L2p , Y  Lm2 . мера несовместимости  уравнения (4) с прибли- В пространстве  , определим скалярное произ- ведение вида женными данными на множестве D   . Решение уравнения (4) на основе метода регуля- ризации А.Н. Тихонова дается формулой [7,11] 1,2   x10 , x20 Rn w1, w2 ,L2p   ( I  FhT Fh )1 FhT y  g (FhT Fh )FhT y , которое превращает пространство  в гильбер- где g ()  (  )1,   0, 0     – порож- тово. дающая система функций для метода А.Н. Тихонова. Соотношения (1), (2) определяют линейный опе- Будем полагать, что выполнено естественное ратор F :   Y [13], который каждой паре условие    x0 , w   , т.е. входу системы, ставит в соответ- y 2   2  2 . (5) ствие функцию y Y на выходе системы. Таким об- разом приходим к операторному уравнению вида F  y,  , y Y . (3) Функция обобщенной невязки  ( ) имеет сле- дующие предельные значения на концах сегмента [8] Поставим задачу о приближенном восстановле- lim  ( )  y 2  2  2 , U  нии элемента   x*0 , w по результатам измерений   выхода y измерительной системы. В практических lim  ( )   2 . задачах правая часть y и элементы матрицы F , т.е.  00 коэффициенты системы (3) известны лишь прибли- Таким образом, при выполнении условия (5) женно. В этих случаях вместо системы (3) использу- ется другая система уравнение  ()  0 имеет в области   0 корень *() , причем элемент  * ( ) определен единствен-  Fh  y , (4) ным образом. Если же числа h и  неизвестны или их вычисле- ние сопряжено со значительными трудностями, то 21

№ 2 (71) февраль, 2020 г. параметр регуляризации  целесообразно определять Здесь целесообразно использовать следующее на основе способа квазиоптимальности [7,10] правило останова итерационного процесса:  (i1 ) (i )  min, i1  i , Задаются числа b1  1 и b2  b1 . Если i  0,1, 2,..., 0    1 .  Fh0  y  b2   0 h , то положим r  0 и за В условиях отсутствия априорной информации приближенное решение примем u0 . В противном об уровне погрешности исходных данных уравнения случае выберем r  0 , при котором (4) также весьма эффективными оказываются чис- ленные схемы выбора параметра регуляризации с    b1   r h  Fhr  y  b2   r h . Если при применением быстро сходящихся итерационных ме- тодов решения уравнений типа метода касательных r [0, d/(  h)2 ] невязка не достигла уровня Ньютона [9]. Fhr  y  b2   r h , то поиск r прекращается При построении приближенного решения урав- и выбирается r  d / (  h)2 . нения (4) в случае обратимого оператора Fh боль- Для вычисления искомого вектора  также могут шую роль также играют разнообразные итерацион- быть использованы, например, и другие итерацион- ные методы [11,12]. Эти методы могут быть как ли- ные схемы вида [10] нейными, когда для перехода к следующему итера- ционному приближению требуется применить неко- r  FhT Fhr  r1  FhT y ,   0, r  1, 2,..., торый линейный оператор к одному или нескольким ( I  FhT Fh )r  r1  FhT y , r  1, 2,..., предыдущим приближениям, так и нелинейными, ко- гда оператор перехода нелинейный. Известно [12], которые примыкают к регулярным итерацион- что обычно употребляемые линейные итерационные ным алгоритмам. методы могут порождать аппроксимации и в случае Можно показать [14], что для рассматриваемой необратимого оператора Fh . Снабженные подходя- задачи весьма эффективным оказывается нелиней- ный итерационный алгоритм вида: щим правилом останова r( , h) эти итерационные r1  r  ( r I  FhT Fh )1 FhT (Fhr  f ), 0  0, процессы, в свою очередь, порождают регуляризиру- ющие алгоритмы для задачи (4).  FhT (Fhr  f ) 2 Fhr  f 2 С этой точки зрения более удобным является ите- r   r  , r  ( , h)  0, (8) рированный вариант метода регуляризации А.Н. Ти-  r  ( , h), хонова [11]:    ( , h), r,  FhT Fh r,  r1,  FhT y (r  1,..., m) . (6) где ( , h) – заданная пороговая функция такая, что Решение уравнения (6) дается – формулой m,  (I  FhT Fh gm, (FhT Fh ))0  gm, (FhT Fh )FhT y , lim ( , h)  0, (0)  0. (7)  0,h0 где 0 – начальное приближение, а gm, () – по- Тогда, следуя теории итерационных методов [11,12,14], можно показать, что если рождающая система функций для итерированного варианта (6) метода А.Н. Тихонова, определяемая  h || ˆ k выражениям lim (  0, ||) ( j )1/2  0,h0 r j0 то gm, () 1 1   m  , 0. lim r 1  ˆr  0, ˆ  ker FhT Fh .          0, h0 r    Параметр r  r( , h) в приближении (7) следует Итерационный процесс (8), оставаясь нелиней- выбирать таким образом [11], чтобы ным на первых итерациях, сходится быстрее, чем ряд известных итерационных алгоритмов. r( , h)  , (  h)2 r( , h)  0, при   0, h  0 . Приведенные алгоритмы позволяют получить наиболее полную информацию о работе систем авто- Тогда r( ,h) * при   0, h  0 где * – ре- матического управления различными технологиче- шение уравнения FhT Fh*  FhT y . скими объектами в целом, а также необходимые све- дения об управляющих воздействиях, возмущениях и координатах, относящихся к классу не измеряемых и неконтролируемых измерительной аппаратурой сиг- налов и могут быть использованы в информационно- 22

№ 2 (71) февраль, 2020 г. измерительных системах обработки результатов наблюдений за состоянием динамической системы. Список литературы: 1. Грановский В.А. Динамические измерения: Основы метрологического обеспечения. – Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1984. -224 с. 2. Василенко Г.И. Теория восстановления сигналов: О редукции к идеальному прибору в физике и технике. – М.: Советское радио, 1979. — 272 с. 3. Кузнецов Б.Ф. Стохастические модели и методы анализа информационно – измерительных систем АСУ ТП / Ангарск: Ангарская государственная техническая академия, 2007. – 180 с. 4. Дроздов И.В., Мирошник И.В., Скорубский И.В. Системы автоматического управления с микроЭВМ. -Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989. - 284 с. 23

№ 2 (71) февраль, 2020 г. АЛГОРИТМЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ ФИЛЬТРАЦИИ С УЧЕТОМ ИНЕРЦИИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА Эргашев Отабек Мирзапулатович ст. преподаватель кафедры «Информационные технологии», Ферганский филиал ТУИТ им. Мухаммада Ал-Хоразмий, Узбекистан, г. Фергана E-mail: [email protected] Эргашева Шахноза Мавлонбоевна ассистент кафедры «Информационные технологии», Ферганский филиал ТУИТ им. Мухаммада Ал-Хоразмий, Узбекистан, г. Фергана DYNAMIC FILTRATION ALGORITHMS TAKING INTO ACCOUNT THE INERTIA OF THE MEASURING DEVICE Ergashev Otabek Mirzapulatovich Senior Lecturer, Department of Information Technology, Ferghana branch of TUIT named after Muhammad Al-Khorazmiy, Uzbekistan, Ferghana Ergasheva Shakhnoza Mavlonboevna Assistant, Department of Information Technology, Ferghana branch of TUIT named after Muhammad Al-Khorazmiy, Uzbekistan, Ferghana АННОТАЦИЯ Рассматриваются вопросы формирования и построения устойчивых алгоритмов фильтрации с учетом инер- ционности измерительного устройства на основе динамических фильтров Колмановского типа. Приводятся раз- личные алгоритмы динамической фильтрации с точки зрения анализа их вычислительной устойчивости. Предла- гаются процедуры регуляризации решения уравнения фильтрации на основе метода регуляризации и сингуляр- ного разложения. Предлагаемые алгоритмы позволяют повысить вычислительную устойчивость алгоритмов ди- намической фильтрации с учетом инерционности измерительного устройства и могут быть использованы в ин- формационно-измерительных системах обработки результатов наблюдений. ABSTRACT The problems of the formation and construction of stable filtering algorithms are considered taking into account the inertia of the measuring device based on Kolman type dynamic filters. Various dynamic filtering algorithms are presented in terms of the analysis of their computational stability. Regularization procedures are proposed for solving the filtration equation based on the regularization method and singular decomposition. The proposed algorithms can increase the com- putational stability of dynamic filtering algorithms taking into account the inertia of the measuring device and can be used in information-measuring systems for processing the results of observations Ключевые слова: алгоритмы динамической фильтрации, инерционность измерительного устройства, устой- чивость, регуляризация, сингулярное разложение. Keywords: dynamic filtering algorithms, inertia of the measuring device, stability, regularization, singular decom- position. ________________________________________________________________________________________________ ВВЕДЕНИЕ Рассмотрим вопросы формирования процедуры В прикладных задачах часто возникают вопросы построения моделей состояния динамических систем синтеза информационно-измерительных систем об- и алгоритмов фильтрации с учетом инерционности работки результатов наблюдений за состоянием ди- измерительного устройства [1-3]. Такие случаи намической системы. Подобные задачи возникают па наиболее часто возникают в прикладных задачах, ко- различных этапах проектирования и наиболее важ- гда наблюдаемый сигнал контролируется инерцион- ное значение приобретают при обработке результа- ным измерительным устройством и подвержен воз- тов измерений экспериментальных данных. __________________________ Библиографическое описание: Эргашев О.М., Эргашева Ш.М. Алгоритмы динамической фильтрации с учетом инерции измерительного устройства // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 2(71). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8947

№ 2 (71) февраль, 2020 г. действию шума измерения. В этих случаях наруша- где xi -n-вектор состояния, wi – r-мерная гаус- ются общие условия фильтрации, что приводит к необходимости применения способов преобразова- совская чисто случайная последовательность с нуле- ния векторно-матричных уравнений, описывающих выми средними и матрицей ковариаций Q. динамику исходной динамической системы и изме- рительного устройства. Для соблюдения общих усло- Измерения описываются уравнением вий фильтрации в рассматриваемом случае составля- ется эквивалентная расширенная динамическая си- zi  Hxi  vi , i  0,1,..., k , (1) стема, содержащая случайный процесс с коррелиро- ванными значениями [2-6]. Таким образом, в теории где zi – p-мерный вектор измерения, vi – p-мер- динамической фильтрации и прогнозирования Кал- мана-Бьюси в частности, представляют гауссовские ная гауссовская марковская последовательность, ко- марковские случайные процессы и случайные после- торую можно получить с помощью многошагового довательности. Практическое использование гаус- формирующего фильтра совских марковских случайных процессов определя- ется рядом факторов, к которым в первую очередь vi1  vi  i . можно отнести возможность аппроксимации с высо- кой точностью реальных случайных процессов гаус- Здесь i – p-мерная гауссовская чисто случайная совскими марковскими процессами; возможность сведения методом линейных преобразований произ- последовательность с нулевыми средними и матри- вольного гауссовского случайного процесса с конеч- цей ковариаций Q*. ным числом производных к эквивалентному гауссов- скому марковскому случайному процессу; целесооб- На основе принципа расширения моделей [2] рас- разность аппроксимации негауссовских случайных сматриваемую задачу оценивания можно привести к процессов гауссовскими марковскими случайными виду процессами [3,5,7,8]. Указанные факторы, определя- ющие широкую распространенность гауссовских yi1  A yi  Гi , (2) марковских случайных процессов, являются наибо- zi  H yi , (3) лее важными в прикладных вопросах построения мо- делей линейных динамических систем [1,2,5]. где Статистическая обработка информации, осно- A  A 0 , Γ  Γ 0 , i  wi  , ванная на теории оптимальной фильтрации Калмана–       Бьюси, предполагает техническую реализацию на  0  0 Ε   i  базе цифровых ЭВМ. В связи с этим большое прак- тическое значение приобретают алгоритмы фильтра- H  H E. ции, использующие рекуррентные методы обработки статистической информации. Следовательно, особый yi   xi  . интерес в прикладных задачах имеет дискретная оп- vi  тимальная фильтрация [1,3,5]. Математическое опи-   сание дискретных фильтров проводится в рамках раз- ностных или рекуррентных уравнении, которые Из уравнений (2) и (3) видно, что измерения (1) тесно связаны с дифференциальными уравнениями, составляющими основу классического исследования по отношению к вектору yi являются «точными», непрерывных процессов. Разностные уравнения, поз- воляющие исследовать последовательность состоя- т.е. они не содержат чисто случайного шума. ний дискретных систем, легко реализуются с помо- Таким образом, особенностью рассматриваемой щью цифровых ЭВМ, причем дискретный фильтр Калмана определяет только алгоритм обработки дан- задачи фильтрации является предположение о корре- ных, предназначенных для реализации на ЭВМ, и не лированности помехи измерений vi . В этом случае характеризует тип ЭВМ и необходимое математиче- ское обеспечение. при дополнительном предположении о гауссовости В работе рассматриваются вопросы формирова- x0 , {wi}, {vi} имеем [3,5]: ния и построения устойчивых алгоритмов фильтра- ции с учетом инерционности измерительного устрой- xˆk  E{xk z0 , z1,..., zk } . ства на основе динамических фильтров калманов- ского типа. Оценка xˆk имеет следующие свойства [ ]: 1. несмещенность: ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ Рассмотрим задачу динамического оценивания: E{xˆk }  xk ; 2. минимальность дисперсий: xi1  Axi  Гwi , i  0,1,..., k 1 , , где – любая несмещенная, линейная по z0 , z1,..., zk оценка для xk ; tr – след матрицы. Эти 25

№ 2 (71) февраль, 2020 г. свойства характеризует xˆk как наилучшую линей- R  H Г Qk ГT HT  Q* , ную несмещенную оценку. D  Г S R1 , Предположим, что (k 1) -ое наблюдение осу- S  Q ГTHT , ществляется без ошибок. Тогда  k  zk 1   zk или zk 1  H k 1xk 1 . (4)  k  H*xk  k , Соотношение (4) можно интерпретировать сле- где дующим образом H*  H A   H и k  H Г wk  k . zk 1  H k 1xk 1  vk 1 , Однако в этой задаче имеются две особенности: где vk1 – случайное возмущение, имеющее нуле- выбранное измерение  k по отношению к действи- тельному измерению zk запаздывает на один шаг; вое среднее и нулевую матрицу ковариаций. шумы в системе и измерениях коррелированны. Раз- Тогда на основе известных уравнений фильтра мерность этого фильтра n, тогда как размерность фильтра (5) – (8) для расширенного вектора состоя- Калмана [3,5,7] можно записать следующие уравне- ния равна (n+p). Измерения zk можно рассматривать ния многошагового фильтра для расширенной си- как p точных измерений, содержащих (n  p) пере- стемы (2) и (3): менных xk и vk .  yˆk  A yˆk1  Kk zk  H  A yˆk 1 , (5) В случае, если в уравнениях (11) и (12) матрица (6)    Kk M  H T  H  M  H T  1 , (7) R  ГQГT HT  Q* невырожденная, процесс вычис- k  k  (8) ления компонент Kk и D не является плохо обу- A T  Г Q Г T , словленным. В случае вырожденной R целесообразно    M использовать фильтр вида [3]:   A Pk k 1    PkMM  H T  H  M  H T  1 H  Mk , k k  k  где xˆk  xk  Kk ( k  H*xk ) , Q  Q 0 . xk1  Axˆk  ГS[H*Mk (H*)T  R]-1( k  H*xk ) , (14)    0 Q*  Kk  Mk (H* )T [H*Mk (H*)T  R]1 , (15) Анализируя соотношения (6) и (8) можно видеть, Pk  (E  Kk H*)Mk (E  Kk H*)  Kk RKkT , (16) что вычисления по этим выражениям обладают низ- Mk1  APk AT  ΓQΓ T  ΓS[H *M k (H * )T  . (17) R]1 ST Г T  AKk ST Г T  ΓSKkT AT кой вычислительной устойчивостью. Это обуслов-  лено тем, что матрица H  M  H T может быть k РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ плохо обусловленной, и вследствие этого вычисле- Для обеспечения устойчивости процедуры филь-  ние матрицы, обратной к H  M  H T , может быть трации оказывается желательным вместо уравнений k (6), (8) и (14), (15) и (17) использовать соответственно весьма неточным. По существу, это связано с тем, что следующие соотношения: в фильтре, описываемом выражениями (5) – (8) имеет место случай, когда измерения осуществляются Kk  M  (H )T  ga (Ck ) , k точно, т.е. без ошибок. )T ga Этих трудностей можно избежать, если исполь- Pk  M   M  (H   (Ck )  H  M  , k k k зовать следующий динамический фильтр [1,3]: ga (Ck )  (Ck  I )1, Ck  [H M  (H  )T ] ; k  xˆk  xk  Kk  k  H *xk , (9) xk 1  Axˆk  ГS  g (Ck ) ( k  H * xk ) ,  xk1  Axˆk  D  k  H *xˆk , (10) Kk  Mk (H*)T  g (Ck ) ,  Kk  Pk H * T R1 , M k1  APk AT  ΓQΓ T  , (11) ΓS  g (Ck )ST Г T  AKk ST Г T  ΓSKkT AT      Pk  Mk  MkH* T H* T 1 g (Ck )  (Ck  I )-1, Ck  [H *Mk (H*)T  R] . H *M k R H *M k , (12)    Mk1  A  DH* Pk A  DH* T  ГQГT  D R DT , где ga (Ck ) и g (Ck ) – порождающие системы (13) функций для метода регуляризации [9,10],  – пара- метр регуляризации, I – единичная матрица. Здесь па- где R , D и S определяются уравнениями. раметр регуляризации  целесообразно выбирать на 26

№ 2 (71) февраль, 2020 г. основе способа модельных примеров или моделиро- вания [11]. z , zT (1) T (1) T k ,1 k , 2  z(1) k Если матрица (H  M  ( H  )T )1 не существует, то  skT zk  k и это означает, что в (4) входят некоторые уравнения (а T (1) T k,2  H (1) k именно p  r уравнений, r - ранг матрицы H k1 ), ли-  skT Hk  H , HT (1) нейно зависящие от r остальных. Поэтому эти урав- k ,1 нения можно исключить из (4). После исключения соответственно. Принимая во внимание, что skT Ck sk  k , можно вместо zk 1 - получаем z* – r -мерный вектор, и те- k 1 перь можно полагать существующей подобную об- написать . Тогда ратную матрицу в новой задаче. что удовлетворяет всем следующим уравнениям, ко- Для реализации алгоритмов устойчивой филь- торые единственно определяют псевдообратную к трации (5)-(8) и (14)-(17) также оказывается целесо- Ck матрицу: образным использовать концепции сингулярного разложения [12-14]. Сингулярное разложение позво- CkCk  I , CkCk  I , ляет найти ортогональные базисы различных вектор- Ck CkCk   Ck  , CkCkCk  Ck . ных пространств разлагаемой матрицы. При этом ис- Таким образом, можно прийти к оценке вида: пользуются разные свойства сингулярного разложе- ния, например, способность показывать ранг мат- рицы, приближать матрицы данного ранга, вычис- лять обратные и псевдообратные матрицы. Рассмотрим процедуру устойчивой фильтрации на основе уравнений (5) – (8) с использованном орто- гональной матрицы sk [12,14]. Приведем Ck к диа- гональному виду skT Ck sk  k , которая зависит от и zi . k  diag(1, 2 , ..., p , 0, ..., 0)    0 ЗАКЛЮЧЕНИЕ  0 0 . Приведенные алгоритмы позволяют повысить вычислительную устойчивость алгоритмов динами- Исходя из матрицы k можно написать ческой фильтрации с учетом инерционности измери- тельного устройства и могут быть использованы в z (1)  H (1) xk  v(1) , информационно-измерительных системах обработки k ,1 k ,1 k результатов наблюдений за состоянием динамиче- ской системы. z (1)  H (1) xk , k,2 k,2 где z , H(1) (1) (i  1, 2) определяются на основе k,i k,i уравнений [4,12] Список литературы: 1. Bryson Jr A. E. Yu-Chi-Ho. 1975. Applied Optimal Control: Optimization, Estimation, and Control. Электронный ресурс: URL: https://www.amazon.com/Applied-Optimal-Control-Arthur-Bryson/dp/0891162283 2. Венгеров А.А., Щаренский В.А. Прикладные вопросы оптимальной линейной фильтрации. –М.: Энергоиз- дат, 1982. – 192 с. Электронный ресурс: URL: https://books.google.co.uz/books 3. Леондеса К. Т Фильтрация и стохастическое управление в динамических системах. / Под ред. с англ., – М.: Мир, 1980. – 407 с. Электронный ресурс: URL:https://www.dissercat.com/content/matematicheskoe- modelirovanie-i-identifikatsiya-nestatsionarnykh-m-sistem-obrabotki-informat 4. Лоан Н.Т., Шон Х.Х. Об оптимальной фильтрации при коррелированных шумах и вырожденных корреляци- онных матрицах //Автоматика и телемеханика. – 1982. – №. 5. – С. 107-116. Электронный ресурс: URL: https://www.dissercat.com/content/differentsirovannaya-sistema-tekhnicheskogo-obsluzhivaniya-i-remonta- napolnykh-ustroistv-zhe 5. Огарков М.А. Методы статистического оценивания параметров случайных процессов. –М.: Энергоатомиз- дат, 1990. – 208 с. Электронный ресурс: URL: http://padabum.com/d.php?id=35667 6. Синицын И.Н. Фильтры Калмана и Пугачева. Изд-во: Логос, 2006. – 640с. Электронный ресурс: URL: https://www.studmed.ru/sinicyn-in-filtry-kalmana-i-pugacheva-uchebnoe-posobie_96bfab2a4b5.html 27

№ 2 (71) февраль, 2020 г. ПРОЕКТИРОВАНИЕ «СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОННЫХ ДЕНЕЖНЫХ ПЕРЕВОДОВ» В ФЕРГАНСКОМ ФИЛИАЛЕ ОАО «УЗБЕКИСТОН ПОЧТАСИ» ЧЕРЕЗ ГЛОБАЛЬНУЮ СЕТЬ ГОРОДСКИХ И РАЙОННЫХ СЕТЕЙ СВЯЗИ Акрамова Гулера Абдихаликовна ассистент кафедры «Информационные технологии», Ферганский филиал ТУИТ им. Мухаммада Ал-Хоразмий, Узбекистан, г. Фергана E-mail: [email protected] Каримов Сардор Илхом угли ассистент кафедры «Информационные технологии», Ферганский филиал ТУИТ им. Мухаммада Ал-Хоразмий, Узбекистан, г. Фергана Абдулхамидов Азизжон Абдулла угли ассистент кафедры «Информационные технологии», Ферганский филиал ТУИТ им. Мухаммада Ал-Хоразмий, Узбекистан, г. Фергана DESIGNING “ELECTRONIC MONEY TRANSFER SYSTEMS” IN THE FERGANA BRANCH OF UZBEKISTON POSTCHATI OJSC THROUGH THE GLOBAL NETWORK OF URBAN AND REGIONAL COMMUNICATION NETWORKS Gulyora Akramova Assistant, Department of Information Technology, Ferghana branch of TUIT named after Muhammad Al-Khorazmiy, Uzbekistan, Ferghana Sardor Karimov Assistant, Department of Information Technology, Ferghana branch of TUIT named after Muhammad Al-Khorazmiy, Uzbekistan, Ferghana Azizjon Abdulhamidov Assistant, Department of Information Technology, Ferghana branch of TUIT named after Muhammad Al-Khorazmiy, Uzbekistan, Ferghana АННОТАЦИЯ В настоящее время во всем мире растет понимание важности развития и продвижения информационно-ком- муникационные технологии. Их революционное влияние проявляется в государственных структурах и институ- тах гражданского общества, экономической и социальной сферах, науке и образовании, культуре и образе жизни людей. ABSTRACT Currently, there is a growing understanding around the world of the importance of developing and promoting ICT. Their revolutionary influence is manifested in state structures and institutions of civil society, economic and social spheres, science and education, culture and lifestyle of people. Ключевые слова: Системы электронных денежных переводов, ИКТ в Узбекистане, электронные деньги, коммутатор Keywords: Electronic money transfer systems, ICT in Uzbekistan, electronic money, switch ________________________________________________________________________________________________ Система электронных денежных переводов рабо- 2. Модем – это устройство необходимо для тает в соответствии со следующими определениями. осуществления электронных денежных переводов в На данный момент дано каждому из них отдельное глобальной сети. Однако этот метод не используется описание: в корпоративной сети. 1. Почтовый работник – это система электрон- 3. Межотраслевой дисплей – обеспечивает от- ных денег, которая управляет системой и управляет слеживание электронных денежных переводов, кото- ею. рый выступает в роли поставщика. __________________________ Библиографическое описание: Акрамова Г.А., Каримов С.И., Абдулхамидов А.А. Проектирование «Системы электронных денежных переводов» в Ферганском филиале ОАО «Узбекистон почтаси» через глобальную сеть городских и районных сетей связи // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 2(71). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8911

№ 2 (71) февраль, 2020 г. 4. Коммутатор – это устройство, которое поз- Хотелось бы отметить в течение этого периода воляет переводить деньги. проекта некоторые предложения для дальнейшего развития электронных денежных переводов. 5. EPO Server – это сервер, который принимает денежные переводы и контролирует все операции. Каждый пользователь должен делать электрон- ные денежные переводы дома, чтобы улучшить связь Два типа модемов могут быть использованы для между пользователями и государственными учре- глобального дизайна электронных денежных перево- ждениями. То есть необходимо создать домашний дов. Это можно сделать с помощью модемов Dial-up доступ к каждому почтовому отделению и иметь соб- и ADSL. Действия выполняются с одинаковыми мо- ственный логин-пароль для каждого пользователя. демами. ADSL модем Рисунок 1. Структура денежного перевода С помощью пароля для входа в систему пользо- гий. Проект предусматривает покрытие 12 крупней- ватель может войти в программу электронных де- ших банков Китая. Среди них такие крупные банки, нежных переводов, где можно осуществлять элек- как ICBC и БАНК КИТАЯ. Deutsche Bank имеет тронные денежные переводы. Для этих услуг необхо- партнерские отношения со всеми этими банками, что димо дальнейшее совершенствование программы позволило реализовать этот проект. Следует отме- электронных денежных переводов. Только тогда тить, что эти банки имеют более 30 000 отделений в каждый пользователь, будь то дома или на работе, со Китае. своим собственным компьютером или персональным телефоном, сможет мгновенно и удобно совершать По словам руководства UNIStream, актуальность денежные переводы в любом месте. услуги – растущий спрос на такие услуги. Причина кроется в роли китайской экономики в СНГ и мире. ИКТ Саммит – это главное место встречи веду- Такой проект пользуется большим спросом у покупа- щих специалистов в области ИКТ Узбекистана, кото- телей. Это также стало важным шагом в укреплении рое ежегодно собирает около 400 делегатов из веду- интеграции между финансовыми институтами в щих стран мира. Это ведущие эксперты рынка ИКТ, Азии и Европе с использованием Deutsche Bank, од- представители государственных органов, обществен- ного из крупнейших банков в мире и одного из лиде- ных и международных организаций, руководители и ров на рынке трансферов в СНГ. специалисты ведущих отечественных и зарубежных ИТ-компаний. В этом году Национальный саммит по «Мы активно развиваем ряд продуктов, связан- информационно-коммуникационным технологиям ных с платежными услугами, погашением клиент- не является исключением. В этом году в саммите ских кредитов, банковскими переводами и многим примут участие около 500 делегатов из Германии, другим. Учитывая масштаб нашего партнера, этот Индии, Казахстана, Кореи, России, США, Таджики- проект является беспрецедентным и будет иметь ре- стана и Чехии. Саммит привлекает внимание госу- шающее значение для рынка и интеграции двух меж- дарственных органов, торгово-промышленных кру- дународных финансовых институтов», – сказал Су- гов Узбекистана и организаций, работающих в этом рен Айриян, генеральный директор UNIStream. направлении. Организаторы Национального саммита по информационно-коммуникационным техноло- Экономическое развитие в контексте модерниза- гиям: Координационный совет по компьютеризации ции страны приобретает все большее значение в и развитию ИКТ при Кабинете Министров Респуб- связи с созданием инновационных экономических лики Узбекистан, Комитет по информационно-ком- систем, достижением технической и технологиче- муникационным технологиям Законодательной па- ской модернизации, конкурентоспособностью нашей латы Олий Мажлиса Республики Узбекистан. Содей- экономики и благосостоянием населения. ствие Правительству Республики Узбекистан в фор- мировании и реализации ВВС и Ассоциация пред- Инновации в основном используются малыми приятий и организаций информационных техноло- предприятиями и предпринимателями для поиска ре- шений ключевых проблем в сфере производства и предоставления услуг. Поиск и внедрение новых тех- нологий, продуктов, отвечающих потребностям по- 29

№ 2 (71) февраль, 2020 г. требителей, и развитие предприятия в первую оче-  обновление парка почтовых автомобилей и редь достигается за счет применения инновационных почтовых перевозчиков, а также их дополнительного аспектов предпринимательства, таких как инноваци- оборудования средствами мобильной связи; онность, инновации. Стратегии развития бизнеса и государственная поддержка отражены в работах Пре-  расширение технических возможностей си- зидента Ислама Каримова. Вопросы развития малого стем видеонаблюдения и электронного наблюдения в бизнеса и частного предпринимательства находятся почтовых отделениях; в центре внимания ученых и экономистов. Однако в условиях мирового экономического кризиса и конку-  обработка почтовых отправлений и периоди- рентной среды использование информационных тех- ческих изданий, оснащение обменных пунктов пор- нологий для повышения инновационной активности тативным рентгеновским телевизионным оборудова- малого бизнеса также является одним из приоритет- нием, а также дополнительным оборудованием руч- ных вопросов экономики страны, прежде всего - мо- ными металлоискателями; дернизация, инновационное развитие. В настоящее время, с появлением информацион- Основной целью этой программы является разра- ных технологий в нашей повседневной жизни, изме- ботка новых видов услуг, основанных на внедрении нения в человечестве и его окружающей среде вли- современных информационных и коммуникацион- яют на развитие общества. Дальнейшее бурное раз- ных технологий, обеспечивающих гарантированные витие страны, прежде всего, за счет формирования и высококачественные универсальные почтовые информационных систем приведет к росту инноваци- услуги по всему Узбекистану. онной активности субъектов предпринимательства и увеличению технической и технологической модер- С учетом поставленных целей планируется вы- низации предприятий, повышению конкурентоспо- полнить следующее: собности национальной экономики и, как следствие, росту доходов и благосостояния населения. Понятие  Совершенствование нормативно-правовой «электронная коммерция» используется для обозна- базы, широкое внедрение рыночных механизмов для чения коммерческой деятельности в сети Интернет и почтовых услуг, создание современной и эффектив- осуществления транзакций. Предоставляет возмож- ной инфраструктуры в сети, развитие конкуренции; ность покупать, продавать, оказывать услуги, прово- дить рыночные мероприятия с использованием ком-  модернизация, техническое перевооружение и пьютерной сети. В международной практике наибо- дальнейшее развитие общих почтовых служб; лее распространенными типами транзакций явля- ются Интернет, который облегчает деловые отноше-  внедрение новых видов услуг, расширение их ния между субъектами предпринимательской дея- видов, предоставление качественных почтовых услуг; тельности практически во всех областях, продажу то- варов через Интернет широкой общественности и об-  разработка и внедрение новых информационных мен товарами и услугами между потребителями. и коммуникационных технологий в почтовой сети; ЗАКЛЮЧЕНИЕ  Стимулирование привлечения иностранных Основная цель этой работы – создать систему инвестиций, в том числе прямых иностранных, для электронных денежных переводов через городские и модернизации и развития единой инфраструктуры районные сети через глобальную сеть. Для этой цели почтовой связи. было разработку одной из самых современных и раз- вивающихся информационно-коммуникационных  Модернизация почтовых отделений: систем в Узбекистане, таких как «Электронные пла- тежи». В настоящее время это направление очень  оснащение почтовых отделений и отделений быстро развивается в Узбекистане. необходимым количеством электронных измери- В заключении можно отметить, как работает эта тельных инструментов для обеспечения точной тари- платежная система. Первое, что вам нужно сделать, фикации доставки различных видов почтовых от- это знать местонахождение почтовых отделений. правлений; Таблица 1.  создание межрегиональных обменных пунк- тов для оптимизации межрегиональных, региональ- ных и районных внутренних автомобильных почто- вых маршрутов; Почтовый индекс Ферганской области Индекс почтовых отделений Индекс Почта, район, город, область Аввал 150403 Ферганская область Акбаробод 150806 Кувинский район, Ферганская область Оқтепа 150515 Ферганская область, Дангаринский район Арабмозор 151501 Ферганская область, Ташлакский район Ариқбоши 150302 Ферганская область, Бешарикский район Уяли 110919 Ташкентская область, Куйчирчикский район Файзабод 151213 Алтыарыкский район, Ферганская область Фарғона 17 150117 г.Фергана Фарғона 15 150114 г.Фергана 30

№ 2 (71) февраль, 2020 г. Мы можем использовать эти индексы для предо- экрана монитора. Когда это будет сделано, нажмите ставления почтовых адресов и электронных плате- на всплывающее окно во всплывающем окне и подо- жей. Рассмотрим запуск программы электронных ждите немного. Когда это будет сделано, в правом платежей: нижнем углу экрана появится значок подключения системы. При запуске программы сначала нужно нажать кнопку мыши на значках в правом верхнем углу Рисунок 2. Вход в программу После первого действия во второй операции действия в третьем действии дважды щелкните дважды щелкните значок в правом верхнем углу значок на значке 3, расположенном в верхнем правом экрана монитора, дважды щелкните значок в правом углу экрана монитора. Во всплывающем окне нижнем углу экрана и введите цифровую подпись на введите пароль пользователя для сообщения компьютере. Во всплывающем окне выберите «Пользователь» в поле «Пароль» и нажмите кнопку нужный вам оператор или контроллер, а затем «Войти». нажмите кнопку DA в окне запроса. После второго Рисунок 3. Первоначальный графический вид окна На этих примерах хотелось бы отметить, что В заключение статьи было преставленно Узбекистан также быстро развивается в направлении разработка и использование системы «Электронный ИКТ и что он улучшил диалог между платеж» очень удобна для молодежи. общественностью и правительством. Список литературы: 1. И. А. Каримов «Узбекистан на пороге XXI века» Т. Узбекистан. 1997. Электронный ресурс: URL: https://ouzbekistan.fr/ru/ 2. Постановление Президента Республики Узбекистан «О Дополнительных Мерах По Дальнейшему Развитию Информационно-Коммуникационных Технологий» Ташкент, 2005. Электронный ресурс: URL: https://www.lex.uz/docs/636491 3. Приказ Министра Юстиции Республики Узбекистан «Об Утверждении Правил Опубликования И Распро- странения Нормативно-Правовых Актов, Создания Электронных Баз Данных Законодательства», Ташкент 2008. Электронный ресурс: URL: https://www.lex.uz/acts/1916316 4. «Справочник по индексации объектов почтовой связи Республики Узбекистан». Ташкент 2006. Электронный ресурс: URL: https://uzreport.news/economy/novyie-pochtovyie-indeksyi-respubliki-uzbekistan 31

№ 2 (71) февраль, 2020 г. МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ПРОТИВОИЗНОСНЫЕ ТВЕРДОСПЛАВНЫЕ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ Тилабов Баходир Қурбанович д-р техн. наук, профессор Алмалыкского филиала Ташкентского государственного технического университета имени Ислама Каримова, Узбекистан, г. Алмалык E-mail: [email protected] Шербўтаев Жамшид Абдураззоқович ассистент Алмалыкского филиала Ташкентского государственного технического университета имени Ислама Каримова Узбекистан, г. Алмалик E-mail: Jamshid [email protected] Amirshah 86 Нормуродов Улуғбек Эркинович ассистент кафедры «Материаловедение» Ташкентского государственного технического университета имени Ислама Каримова, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Исаев Саидаббос Икромович магистр кафедры «Обработка металлов давлением» Ташкентского государственного технического университета имени Ислама Каримова, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] DURABLE CARBIDE COATING FOR PARTS FOR AGRICULTURAL MACHINES AND MECHANISMS Bakhodir Tilabov Professor of technical Sciences, associate professor, Almalyk branch of Tashkent state technical University named after Islam Karimov, Uzbekistan, Almalyk Sherbutayev Jamshid Assistant of Almalyk branch of Tashkent state technical University named after Islam Karimov, Uzbekistan, Almalyk Normurodov Ulugbek Assistant of Almalyk branch of Tashkent state technical University named after Islam Karimov, Uzbekistan, Almalyk Isayev Saidabbos Master of the department \"Metal forming\" Tashkent state technical University named after Islam Karimov, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В статье изучены состав износостойкого наплавочного твердого сплава, микроструктура, твердость, микро- твердость и глубина твердосплавного покрытия на образцах и деталях, полученных путем литья по газифициру- емым моделям. Приведены результаты абразивного изнашивания литых образцов с твердосплавным покрытием __________________________ Библиографическое описание: Противоизносные твердосплавные покрытие для деталей сельскохозяйственных машин и механизмов // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Тилабов Б.К. [и др.]. 2020. № 2(71). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8868

№ 2 (71) февраль, 2020 г. до и после термической обработки с двойной фазовой перекристаллизацией. Доказано, что оптимальная терми- ческая обработка с двойной фазовой перекристаллизацией повышает абразивную износостойкость деталей ма- шин и механизмов в 2-3 раза. ABSTRACT The composition of the wear-resistant hardfacing hard alloy, microstructure, hardness, microhardness and depth of carbide coating on samples and details obtained by casting on gasifying models are studied in the article. Results of abrasive wear of cast samples with carbide coating before and after heat treatment with double phase recrystallization are presented. It is proven that thermal treatment with double phase recrystallization increases the abrasive wear resistance of cast parts of machines and mexanizm by 2-3 times. Ключевые слова: износостойкий наплавочный твердый сплав, газифицируемая пеномодель, сталь 35ГЛ, толщина покрытия, термическая обработка с двойной фазовой перекристаллизацией, микроструктура, твердость и абразивная износостойкость деталей. Keywords: wear-resistant hardfacing hard alloy, gasified foam model, 35GL steel, coating thickness, heat treatment with double phase recrystallization, microstructure, hardness and abrasive wear resistance of parts. ________________________________________________________________________________________________ Введение. В настоящее время рекомендации по связанного с большим расходом дефицитных твер- выбору материалов для изготовления литых деталей дых сплавов и флюсов [5]. машин и механизмов, подвергающихся абразивно- коррозионному изнашиванию, как правило, не учи- Более рационально получать эти детали путем тывают влияния общекоррозионных процессов, литья по газифицируемым моделям с одновремен- вклад которых в общий износ деталей и агрегатов ным нанесением противоизносостойкого наплавоч- при сравнительно низком уровне внешнего микроиз- ного твердосплавного сплава на рабочую поверх- нашивания является весьма существенным [1,2]. По- ность пеномодели с толщиной покрытия 2-3 мм [6]. этому изучение закономерностей абразивно-корро- зионного изнашивания в коррозионно-активных сре- Полученные результаты и их обсуждение. В дах имеет важное научное и практическое значение. качестве быстроизнашивающихся деталей можно взять наральники и лапы культиваторов, ротацион- Большинство деталей машин и механизмов рабо- ные звездочки, работающих в почвенных условиях тают в условиях абразивно-коррозионного износа, под воздействием абразивной среды. Поэтому рабо- когда от материала детали требуются одновременно чие поверхности таких деталей подвергают поверх- абразивная износостойкость и коррозионная стой- ностному упрочнению путем нанесения твердых кость. Срок работы этих деталей ограничен из-за од- сплавов типа сормайт ПГ-С27. Нанесение твердо- новременного абразивного и коррозионного воздей- сплавного покрытия осуществляют путем расплавле- ствия среды. Все это требует постоянного обновле- ния металла покрытия на рабочей поверхности дета- ния парка технологического оборудования и запас- лей. В работе исследуются микроструктура, твер- ных деталей. дость и абразивное изнашивание деталей с твердо- сплавным покрытием, полученных путем литья по Объекты и методы исследования. Объектом газифицируемым моделям до и после термической исследования являются наральники и лапы культива- обработки с двойной фазовой перекристаллизацией торов, ротационные звездочки сельскохозяйствен- [4,6]. Сормайт ПГ-С27 как противоизносного твер- ных машин и механизмов, работающих в почвенных дого сплава для деталей машин. Образцы изготовля- условиях под воздействием абразивной среды. Дан- лись из стали 35ГЛ таким образом, чтобы на рабочей ные детали работают в тяжелых условиях и выходят поверхности детали оказался 2,0-3,0 мм слой твер- из строя в результате износа. Целью работы является дого сплава. Данный сплав имеет температуру плав- технология изготовления пеномодели и получения ления 1200-12800С, обладает относительно высокой литых деталей различных машин с износостойким износостойкостью и ударной вязкостью. Низкая тем- наплавочным твердосплавным покрытием путем ли- пература плавления на 270-3200С ниже температуры тья по газифицируемым моделям и их последующей заливаемого металла, что способствует полному про- термической обработки с двойной фазовой перекри- плавлению и хорошему контакту с основным метал- сталлизацией. Она заключается в установлении воз- лом. Выбор твердых сплавов в качестве объекта ис- можности осуществления эффективной закалки по- следования обусловлен необходимостью изучения верхности и повышения износостойкости литых де- влияния на покрытия добавок легирующих элемен- талей, изготовленных из стали 35ГЛ посредством об- тов в структуре и на абразивную износостойкость работки их рабочей поверхности надежным твердо- стальных деталей [4]. сплавным покрытием и термическим упрочнением [3,4]. Технология изготовления деталей путем литья по газифицируемым моделям включает в себя получе- Многие детали машин и оборудования, работаю- ние пенополистироловой модели. На рабочие по- щие в непосредственном контакте с почвой и поро- верхности пеномодели наносится жидкая суспензия, дой или металл с металлом, подвергаются наплавке состоящая из порошка типа сормайт ПГ-С27. При из- твердыми сплавами. Это требует применения доста- готовлении суспензии в качестве связующего ис- точно сложного технологического оборудования, пользовали пульвербакелит и 4%-ный раствор поли- 33

№ 2 (71) февраль, 2020 г. винилбутираля в спирте. Толщина покрытия на пено- температуры нагрева 925°С, то перлитная составля- модели составляла 2,0, 2,5 и 3,0 мм. После сушки по- ющая структуры испытывает мартенситное превра- крытия модели формовали в кварцевом песке (одно- щение. Расположение карбидной составляющей не временно происходит уплотнение пневматической изменяется. Не меняется также общая глубина по- вибрацией) и заливали жидким металлом, соответ- крытия, включающая как твердосплавный слой, так и ствующим по составу, стали 35ГЛ при температуре высокоуглеродистый подслой. Так, например, после 1600-16500С, через литниковую систему при сифон- закалки с температурой нагрева 9000С и 9250С образ- ном подводе металла. При заливке происходили вы- цов, полученных при литье с толщиной 2,0-2,5 мм, горание пенополистироловой модели и насыщение строение эвтектической составляющей и расположе- поверхности отливки углеродом до 0,7 % на глубину ние вторичных карбидов не изменились. Только вме- 3,0 мм. сто перлитной составляющей наблюдается мелко- игольчатый мартенсит. Таким способом получается отливка детали с износостойким твердосплавным покрытием [4]. За- При нагреве под закалку до температуры 1050- полнение формы жидким металлом является одним 11000С происходит растворение в аустените всех вто- из основных этапов формирования отливки деталей, ричных карбидов, остаются только первичные кар- определяющим многие показатели её качества. При биды в составе эвтектики. У образцов, твердосплав- контакте вставки из порошка типа сормайт с жидким ные покрытия которых получены при литье по гази- металлом происходят образование твердой корочки фицируемым моделям с толщиной 2,0-2,5 мм, на по- отливки, расплавление вставки, взаимодействие жид- верхности формируется структура, состоящая из эв- кой фазы вставки с материалом корочки и после кри- тектических карбидов и мартенсита. На микрострук- сталлизации образование на поверхности структуры туре хорошо просматриваются мартенситные иглы, белого высоколегированного чугуна эвтектического остаточный аустенит, первичные карбиды и подслой или заэвтектического составов. Переход от износо- высокоуглеродистого мартенсита (рис.1,а,б,в). Ана- стойкого покрытия к основному металлу достаточно логичная картина также наблюдается при рассмотре- резкий, хотя и имеются переходные зоны от заэвтек- нии микроструктур покрытий у образцов, получен- тической части к эвтектической, доэвтектической и к ных при литье по газифицируемым моделям с толщи- зоне заэвтектоидной стали. На поверхности образцов ной покрытия 3,0 мм [7]. образуется зона эвтектической структуры высо- кохромистого сплава и далее по глубине идут доэв- Твердость образцов определяли на приборах тектическая и эвтектоидная зоны, переходящие в Бринелля ТВБ-4 и Роквелла ТК-2, а микротвердость структуру основного металла. Наличие и толщина измеряли на приборе ПМТ-3 при нагрузке 0,5 Н. заэвтектической зоны зависят от толщины покрытия Микротвердость в пределах толщины твердосплав- на модели, заэвтектическая зона максимальна при ного покрытия меняется в широких пределах. Наибо- толщине покрытия 2,0 и более мм. лее высокая микротвердость у образцов, полученных с толщиной слоя покрытия на модели 2,0-3,0 мм. У Макро - и микроисследований изучали оптиче- самой поверхности образуется заэвтектическая ским металлографическим микроскопом МБС-1, структура с большим количеством первичных карби- МБС-9, МИМ-8М и Neofot-21. Образцы для исследо- дов хрома с твердостью НV100 = 15300 МПа. В то же ваний были квадратные и круглые с размерами время микротвердость перлитной составляющей эв- 12х12, 15х15, 15х20, 20х20, 22х22 мм. тектики составляет 7300 МПа. На глубине 2,0-2,6 мм от поверхности в зависимости от толщины обмазки Микроструктуры и микротвердость твердосплав- уже наблюдается структура основного металла твер- ных покрытий после термической обработки значи- достью 2600 МПа [8]. тельно изменяются. Если закалка производится с Рисунок 1. Микроструктура твердосплавного покрытия и высокоуглеродистого подслоя у образца, полученного с толщиной покрытия 2,0 мм (а) 150 и 2,5 мм (б) 100. Оба после закалки с температуры нагрева 1100С, отпуск 300С и структура мелкозернистого мартенсита, остаточного аустенита на глубине 0,4 мм от поверхности твердосплавного покрытия (в). Х500 34

№ 2 (71) февраль, 2020 г. Образцы с твердосплавным покрытием для ис- разцов с толщиной покрытия 2,0-2,5-3,0 мм полно- следований рентгеноструктурного анализа были раз- стью соответствуют результатам полевых испыта- мерами 20х20 и 22х22 мм. Фазовый состав твердого ний, которые действительно повышают износостой- сплава определяли рентгеноструктурным анализом кость литых деталей после оптимальной термиче- (ДРОН-2,0). Результаты фазового рентгеноструктур- ской обработки с двойной фазовой перекристаллиза- ного анализа дают более полное представление о со- цией в три и более раза. ставе полученных покрытий. Ширина рентгеновских линий определялась на половине высоты максимума Данная термическая обработка влияет не только как среднеарифметическая величина по четырем- на износостойкость поверхностных, но и подповерх- пяти дифрактограммам или кривым распределения ностных слоев твердосплавных покрытий. Это важно интенсивности рентгеновского излучения. Расчеты для ряда деталей почвообрабатывающих и дорожных ошибок измерения показали, что они находятся в машин, где допустимый износ может быть около од- пределах 5-10% в зависимости от объекта исследова- ного миллиметра. При сравнении износостойкости ний. По результатам исследований выявлено, что на литых образцов с покрытиями до и после термиче- поверхности образцов с износостойкими покрыти- ской обработки можно обнаружить, что влияние та- ями образуются специальные карбиды типа Ме7С3 и кой обработки по глубине слоя возрастает: от 8% на Ме23С6. глубине 2,3 мм, до 85% на глубине 2,6 мм. Сравнительные испытания на абразивную изно- Разработанные нами технологии изготовления и состойкость по закрепленному абразиву осуществ- нанесения твердосплавных износостойких наплавоч- ляли на лабораторной установке машины трения ПВ- ных покрытий при литье по газифицируемым моде- 7. Относительную износостойкость определяли по лям и последующей оптимальной термической обра- отношению потерь массы эталона литого образца с ботке с двойной фазовой перекристаллизацией ис- твердосплавным покрытием. Относительную изно- пользованы при производстве опытной партии литых состойкость литых испытуемых образцов опреде- деталей и испытаны при полевых условиях в различ- ляли по весовым методам (ВЛА 200-М) после каж- ных областях и районах республики Узбекистан. Ре- дого испытания абразивного износа. Все образцы с зультаты полевых испытаний показали повышение твердосплавным покрытием до и после термической износостойкости стальных литых деталей с износо- обработки с двойной фазовой перекристаллизацией стойким твердосплавным покрытием без термиче- были проверены на абразивную износостойкость. ской обработки стабильности уплотнения и износо- Испытания на абразивное изнашивание твердосплав- стойкости в 2,0-2,5 раза, а после термической обра- ных покрытий во времени проводили на машине тре- ботки с двойной фазовой перекристаллизацией в три ния ПВ-7 незакрепленным абразивным материалом. и более раза, чем серийных изделий. Твердосплавное покрытие резко увеличивает износо- стойкость: чем больше толщина покрытия, тем Настоящая инновационная технология меньше величина износа деталей. Результаты испы- внедрена в крупных производственных предприятий тания абразивного износа литых образцов №4 и №6 таких как АО «Узбекский металлургический до и после термообработки с твердосплавным изно- комбинат», Холдингговая компания АО состойким покрытием приведены в табл.1. «Металлмехкурилиш» и АО «Агрегатный завод» при Министерство сельского и водного хозяйство Как видно из приведенных таблиц 2-4, проведен- Республики Узбекистан с наилучшим ные нами испытания на абразивное изнашивание об- экономическим эффектом. Таблица 1. Абразивный износ литых образцов с толщиной твердосплавного покрытия 2,5 мм до и после термической обработки № Марка Время Износ до испыта- Износ после испы- Разница износа до и после п/п стали испытания, мин ния, г тания, г испытания, г Литой образец №4 с толщиной покрытия 2,5 мм до термической обработки 1. 35ГЛ 30 145,3329 145,3313 0,0016 2. 35ГЛ 30 145,3313 145,3301 0,0012 3. 35ГЛ 30 145,3301 145,3292 0,0009 4. 35ГЛ 30 145,3292 145,3286 0,0006 5. 35ГЛ 30 145,3286 145,3283 0,0003 6. 35ГЛ 30 145,3283 145,3283 0,0000 Литой образец №6 с толщиной покрытия 2,5 мм до термической обработки 1. 35ГЛ 30 145,3977 145,3962 0,0015 2. 35ГЛ 30 145,3962 145,3951 0,0011 3. 35ГЛ 30 145,3951 145,3943 0,0008 4. 35ГЛ 30 145,3943 145,3939 0,0004 5. 35ГЛ 30 145,3939 145,3937 0,0002 35

№ 2 (71) февраль, 2020 г. 6. 35ГЛ 30 145,3937 145,3937 0,0000 Литой образец №4 с толщиной покрытия 2,5 мм после термической обработки 1. 35ГЛ 30 141,5047 141,5041 0,0006 2. 35ГЛ 30 141,5041 141,5037 0,0004 3. 35ГЛ 30 141,5037 141,5035 0,0002 4. 35ГЛ 30 141,5035 141,5034 0,0001 5. 35ГЛ 30 141,5034 141,5034 0,0000 Литой образец №6 с толщиной покрытия 2,5 мм после термической обработки 1. 35ГЛ 30 141,5344 141,5339 0,0005 2. 35ГЛ 30 141,5339 141,5336 0,0003 3. 35ГЛ 30 141,5336 141,5334 0,0002 4. 35ГЛ 30 141,5334 141,5333 0,0001 5. 35ГЛ 30 141,5333 141,5333 0,0000 Результаты испытания абразивного износа литых твердосплавным износостойким покрытием приве- образцов №15 и №18 до и после термообработки с дены в табл.2. Таблица 2. Абразивный износ литых образцов с толщиной твердосплавного покрытия 3,0 мм до и после термической обработки № Марка Время Износ до испыта- Износ после испы- Разница износа до и после п/п стали испытания, мин ния, г тания, г испытания, г Литой образец №15 с толщиной покрытия 3,0 мм до термической обработки 1. 35ГЛ 30 146,2835 146,2820 0,0015 2. 35ГЛ 30 146,2820 146,2809 0,0011 3. 35ГЛ 30 146,2809 146,2801 0,0008 4. 35ГЛ 30 146,2801 146,2796 0,0005 5. 35ГЛ 30 146,2796 146,2794 0,0002 6. 35ГЛ 30 146,2794 146,2794 0,0000 Литой образец №18 с толщиной покрытия 3,0 мм до термической обработки 1. 35ГЛ 30 146,3037 146,3021 0,0016 2. 35ГЛ 30 146,3021 146,3009 0,0012 3. 35ГЛ 30 146,3009 146,3001 0,0008 4. 35ГЛ 30 146,3001 146,2997 0,0004 5. 35ГЛ 30 146,2997 146,2995 0,0002 6. 35ГЛ 30 146,2995 146,2995 0,0000 Литой образец №15 с толщиной покрытия 3,0 мм после термической обработки 1. 35ГЛ 30 142,2442 142,2437 0,0005 2. 35ГЛ 30 142,2437 142,2434 0,0003 3. 35ГЛ 30 142,2434 142,2432 0,0002 4. 35ГЛ 30 142,2432 142,2431 0,0001 5. 35ГЛ 30 142,2431 142,2431 0,0000 Литой образец №18 с толщиной покрытия 3,0 мм после термической обработки 1. 35ГЛ 30 142,2645 142,2639 0,0006 2. 35ГЛ 30 142,2639 142,2635 0,0004 3. 35ГЛ 30 142,2635 142,2633 0,0002 4. 35ГЛ 30 142,2633 142,2632 0,0001 5. 35ГЛ 30 142,2632 142,2632 0,0000 Выводы. Таким образом, можно сделать вывод о покрытия из высокохромистого твердого сплава, том, что эффективным способом повышения абра- проведенная с двойной фазовой перекристаллиза- зивной износостойкости является нанесение на рабо- цией, формирует оптимальную структуру с высокой чие поверхности детали износостойкого твердо- плотностью дислокаций, дисперсными вторичными сплавного покрытия при литье по газифицируемым и скоагулированными первичными карбидами. Из моделям. Термическая обработка твердосплавного 36

№ 2 (71) февраль, 2020 г. приведенных данных видно, что оптимальная терми- зацией твердосплавного покрытия повышает абра- ческая обработка с двойной фазовой перекристалли- зивную износостойкость [8-10] готовых литых дета- лей в 2-3 раза выше, чем серийных изделий. Список литературы: 1. Колокольцев В.М. Абразивная износостойкость литых сталей и чугунов. – М.: Магнитогорск, МГТУ. 2004. - 228 с. 2. Попов В.С. Восстановление и повышение износостойкости и срока службы деталей машин // Металл и литье Украины, 2014. №1. - С.13-19. 3. Тилабов Б.К. Упрочнение поверхностных слоев литых стальных деталей почвообрабатывающих машин // Актуальные вопросы в области технических и социально-экономических наук. Межвузовский сборн. научн. трудов. Вып.1. – Ташкент, 2005. - С.17-19. 4. Мухамедов А.А., Тилабов Б.К., Фарманов А.К. Повышение износостойкости литых деталей с твердосплав- ными покрытиями методом термической обработки // Горный журнал «Цветные металлы». – Алмалык- Москва, 2009. №8. - С.95-97. 5. Бабичев М.А. Износостойкость и структура твердых наплавок. – М.: Машиностроение, 2006. - 194 с. 6. Тилабов Б.К., Мухамедов А.А. Решение проблемы технологии получения литых деталей машин и механиз- мов с твердосплавным износостойким покрытием из местного сырья Республики Узбекистан // Узбекский журнал «Проблемы механики». – Ташкент, 2014. №1. - С.37-42. 7. Тилабов Б.К. Определение микротвердости образцов, изготовленных из высоколегированного твердого сплава путем литья по газифицируемым моделям // НТЖ ФерПИ. – Фергана, 2014. №2. - С.38-44. 8. Тилабов Б.К., Мухамедов А.А. О глубинном поверхностном покрытии стальных деталей при литье по гази- фицируемым моделям // Композиционные материалы. – Ташкент, 2014. №3. - С.70-73. 9. Tilabov B.K. Increase the service life of cast parts tillihg machines // International Conference «Global Science and Innovation» March 23-24, 2016. USA. Chicago, 2016. - С.222-225. 10. Тилабов Б.К. Разработка технологии изготовления наральников рыхлящих лап культиваторов почвообраба- тывающих машин с твердосплавным покрытием и термическим упрочнением // Материалы V Международ- ная научная конференция. Технические науки в России и за рубежом. – Москва: Буки-Веди, 2016. - С.33-36. 37

№ 2 (71) февраль, 2020 г. МЕТАЛЛУРГИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ О ХИМИЧЕСКОМ СОСТАВЕ ТЕНЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ПЛЕНОК НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ Bi-Sb-Te Ахмедов Махамаджон Мамадалиевич канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры физики, Ферганский государственный университет, Узбекистан, г. Фергана Е-mail: [email protected] Гайназарова Кизлархон Исраиловна преподаватель кафедры физики, Ферганский государственный университет, Узбекистан, г. Фергана Е-mail: [email protected] Кадыров Кудайберди Сайдиевич д-р физ.-мат. наук, профессор, кафедры физики, Баткенский государственный университет, Кыргызстан, г. Баткен Е-mail: [email protected] Онаркулов Максаджон Каримбердиевич преподаватель кафедры информационные технологии, Ферганский государственный университет, Узбекистан, г. Фергана Е-mail: [email protected] ON THE CHEMICAL COMPOSITION OF STRAIN SENSITIVE FILMS BASED ON THE SYSTEM Bi-Sb-Te Mahamadjon Ahmedov Cand. of Phys.-Math. Dotsent of the chair physics, Fergana State University, Uzbekistan, Fergana Qizlarhon Gaynazarova teacher chair physics, Fergana State University, Uzbekistan, Fergana Kudayberdi Kadirov Dr. of Phys. and Math. Sc., Professor, chair physics Batken State University, Kirgizstan, Batken Maksadjon Onarkulov teacher chair information technology, Fergana State University, Uzbekistan, Fergana АННОТАЦИЯ Исследованы химический состав системы Bi-Sb-Te из которых изготавливаются высокочувствительные тен- зоэлектрические элементы и изменение составляющих элементов по толщине с помощью рентгеноспектрального анализа. Определено, что локальный химический состав пленок системы Вi-Sb-Te существенно изменяется по толщине. Это обусловлено диссоциацией на молекулы исходного соединения при испарении: ВiTe, SbТe, Те2 и Sb различием в давлениях паров этих молекул. ABSTRACT The chemical composition of the Bi-Sb-Te system is studied from which highly sensitive tensoelectric elements and the variation of component elements in thickness are made using X-ray spectral analysis. It was determined that the local chemical composition of the films of the Bi-Sb-Te system varies significantly in thickness. This is due to dissociation __________________________ Библиографическое описание: О химическом составе тензочувствительных пленок на основе системы Bi-Sb-Te // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Ахмедов М.М. [и др.]. 2020. № 2(71). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8824

№ 2 (71) февраль, 2020 г. into molecules of the initial compound upon evaporation: BiTe, SbTe, Те2 and Sb are the differences in vapor pressures of these molecules. Ключевые слова: фазовый состав, рентгеноспектральный микроанализ, толщина, пленка, интенсивность, тензоэлектрические элементы. Keywords: phase composition, X-ray microanalysis, thickness, film, intensity, tensoelectric elements. ________________________________________________________________________________________________ Введение спектрометра, в котором закрепляется кристалл- Для получения пленок халькогенидов обычно применяют различные физические методы: молеку- анализатор. Измерения интенсивности излучения лярно-лучевую эпитаксию, технологию «горячей стенки», импульсного лазерного, вакуумного испаре- осуществляется с помощью пропорциального ния и др.[1]. Электрофизические свойства пленок, полученных термическим испарением в вакууме, счётчика. Технические детали прецизионого очень сильно зависят от составов испаряемого и кон- денсируемого молекулярных пучков. Механизм ро- измерения рентгеновских спекторов рассмотрены в ста и морфология пленок, размер зерна и их кристал- лографическая ориентация зависят от метода получе- обзоре [4]. ния пленок и технологических параметров[2,3]. Область исследования. С целью установления Все методики количественного микроанализа ос- корреляции между структурой, химическим и фазо- вым составом и их тензоэлектрическими свойствами нованы на использования эталонов известного со- пленок системы Bi-Sb-Te, нами было исследовано распределение химического состава по толщине пле- става. Во многих случаях в качестве эталона исполь- нок системы Bi-Sb-Te. Исследования проводились с помощью рентгеноспектрального анализа, по зуется чистые элементы. При количественном мик- следующей методике. роанализе определятся величина отношения интен- Методика эксперимента Рентгеноспектральный или электронно-зондо- сивностей рентгеновского излучения исследуемого вый микроанализ заключается в измерении спектра характеристического рентгеновского излучения ато- элемента в образце ������обр и эталоне ������эт с учётом фона. мов исследуемого вещества при их возбуждении мо- Измерение интенсивностей излучения как в образце, нохроматическим электронным пучком. Длины волн характеристических рентгеновских квантов зависят так и эталоне проводится в одинаковых от строения электронных оболочек атомов. Каждый элемент характеризуется вполне опреде- эксперементальных условиях. Отношение лённым набором (спектром) длин волн характеристи- ческого излучения. За счет потерь энергии электро- измерённых интенсивностей ������������в первом нов в образце, также возникает тормозное рентгенов- приблежении пропорциально весовой концентрации ское излучение. Оно имеет непрерывное распределе- ние рентгеновских квантов по энергии и зависит от элемента“А”в исследуемом образце [5]. среднего атомного номера исследуемого материала. Интенсивность рентгеноспектральной линии зависит ������������ = ������������обр������эт (2), от концентрации данного элемента в образце. Для определения концентрации элемента измеряется ин- где ������эт– весовая концентрация элемента “А”в тенсивность рентгеноспектральной линии опреде- эталоне. лённой длины волны, которая «вырезается» из об- щего спектра с помощью дифракции на кристалле – После того, как значения “������������” получены, анализаторе. Известно, что угол рассеяния необходимо провести их коррекцию с учётом (Брегга) 2������, дифрагированного рентгеновского излу- возможности возникновения следующих эффектов: чения с длиной волны λ связан с межплоскостным расстоянием d кристалла- анализатора уравнением 1. Различие в рассеянии и торможении Вульфа-Брегга: электронов в образце и эталоне, т.е., так называемый эффект атомного номера,выраженный фактором������������. 2. Поглощение генерируемого характеристиче- ского рентгеновского излучения в образце ������������. 3. Эффект флуоресценции из-за характеристического рентгеновских излучения ������������. 4. Эффект флуоресеценции из-за непрерывного рентгоновского изучения ������������. С учётом перечисленных эффектов весовая доля ������������ иследуемого элемента в образце определяется соотношением [5]: ������������ = ������������ ∙ ������������ ∙ ������������ ∙ ������������ ∙ ������������ (3) 2������������������������������ = ������λ (1) Методика расчёта поправок в уравнении (3) де- тально рассмотрены в [3]. Наиболее существенны по- где n-целое число (порядок отражения). Таким оброзом, поворачивая кристалл-анализатор с учётом правки на поглощения ������������ и атомный номер ������������. Ве- d можно получить развертку интенсивности личины ������������и ������������ незначительно изменяют результаты рентгеновкого излучения в зависомости от длинны расчёта по формуле (2) [5]. волны. Угол Брегга ������ измеряется с помощью Физический смысл поправки на поглощение ������������состоит в следуещем. Так как генерируемое пер- вичным пучком электронов, рентгеновское излуче- ние, создается в образце на некоторой глубине, от- личной от нулевой, то на пути к детектору оно 39

№ 2 (71) февраль, 2020 г. должно пройти определённый слой материала об- Величины ���������в��� и ���������с��� в (9) представляют собой разца. На этом пути рентгеновское излучение претер- массовые коэффициенты поглощения рентгеновских певает поглощение из-за взаимодействия как с ато- лучей элементов В и С на длине волны элемента А. мами элемента, эмитирующего интересуемое излуче- Согласно [6] поправка на атомный номер элемента ние, так и с атомами других элементов, содержа- щихся в образце. Поэтому интенсивность излучения, ������������ = 1 + ������АЭФ−������ (10), достигающего детектора, уменьшается, что учитыва- 100 ется поправкой ������������ в (3). где ������АЭФ – эффективный атомный номер элемента Поправка на атомный номер ������������в рентгеновском А в образце. микроанализе определяется двумя явлениями: отра- Для атомных номеров меньших 40, предполага- жением и торможением электронов первичного ется, что������ЭФ = ������А. пучка. Оба эти явления зависят от среднего атомного номера исследуемого образца Если атомный номер элемента больше 40, расчет ������ЭФ ведется по формуле [7] ������ = ∑������ ������������ ∙ ������������ (4), ������АЭФ = 40 + 0,3(������А − 40) Например, для теллура имеем: 11) где ������������ и ������������-концентрация и атомный номер атома ������ТЭеФ = 40 + 0,3(52 − 40) = 43,6 i-го элемента в образце. Средний атомный номер сплава выразится как: Если существует различие между значениями Zв ������ = ������АЭФ������������+������вЭФ������В+������сЭФ������������+⋯ (12) образце и эталоне, необходимо в формулу (3) вводить поправку на атомный номер. ������������������ В настоящей работе величины ������������и К в (3) рассчи- Таким образом, весовая концентрация элемента тывались по методике, предложенной в [6] которая А в образце определяется выражением: позволяет определить концентрацию путем доста- точно простых вычислений. Предполагалось, что в (3) можно принять ������������ = ������������ = 1 и поправка на погло- щение: ������������ = 1 + ������������������−������������������ (5), )������������������−���������А��� ������А−������) ������+������������������ СА = КА ( 1 + Р+���������А��� (1 + 100 (13) где ������������������–массовый коэффициент поглощения эле- После определения по (3) или (4) весовой доли j- мента “A” на длине волны измеряемого характери- стического излучения. го элемента в образце –С������, можно рассчитать соответ- ствующие атомные концентрации [8] Величина Р определяется из: ������ = ������ 1+ℎ ������������������������ (6), ������������=100������������������(������������������������/������������) ,������т.% (14) 1+2ℎ где ������ -зависит толка от напряжения ускоряющего Где ������������ – атомный вес j-го элемента. Данный метод позволяет рассчитать концентра- электрона, - угол выхода рентгеновского излучения из образца. цию с точностью ∆������/������ хуже 5%. ℎ = 1,2 А (7), Экспериментальные результаты ������������ Измерение проводилось при постоянном токе электронного зонда и ускоряющем напряжении 30 кВ где A - атомный вес элемента, Z - атомный номер элемента. на сериях ������������1, излучений висмута, сурьмы и теллура. Интенсивность характеристического излучения каж- В уравнении (5) массовый коэффициент погло- дого химического элемента измерялось в нескольких щения элемента в многокомпонентной системе: точках исследуемого образца и эталона в идентич- ных аппаратурных условиях. В качестве эталонов ис- ������������������ = ������������������������������+������������������������В+������������������������������+⋯ (8) пользовались зеркально гладкие сколы монокристал- ������������������ лов висмута, сурьмы и теллура. Где ������������, ������В, ������������ – экспериментально определенные В таблицах 1 и 2 приведены известные пара- из уравнения (2) величины для каждого элемента, метры химических элементов, а также рассчитанные присутствующего в образце. нами коэффициенты по вышеприведенным уравне- ниям. Для ускоряющего напряжения 30 кВ, величины Значение суммы равно: σ составляют 1820. Массовые коэффициенты погло- щения взяты из работы [7]. ������������������ = ������������ + ������В + ������������ (9) 40

№ 2 (71) февраль, 2020 г. Элемент Таблица 1. Z Подписать таблицу Sb 51 Te 52 A C ������эф Α h P ������ + ���������А��� Bi 83 121,8 1,0 43,4 65° 5,62·10-2 1566 2034 127,6 1,0 43,6 65° 5,66·10-2 1566 2006 209 1,0 52,9 65° 3,64·10-2 1594 1707 Таблица 2. Массовые коэффициенты поглощения на длинах волн излучений Sb, Bi, Te ������������1Sb ������������1Te ������������1Bi =413 =392 =113,4 =440 =368 =121 =1417 =1523 =127,3 В таблице 3 приведены результаты измерений со- Из последних трех строк таблицы 3 видно, что отношения интенсивностей характеристического из- локальный химический состав пленок системы Вi-Sb- Te существенно изменяется по толщине. Это обу- лучения ������������(������Ь), ������������ (Те), ������������(В������) и расчеты атомных словлено диссоциацией на молекулы исходного со- концентраций для нескольких образцов. Первый единения при испарении: = ������������������������, ������������������������, столбец соответствует соединению, используемому в ������������2 и ������������ различием в давлениях паров этих молекул. качестве источника для испарения. Остальные Измерения показывают, что состав источника соот- столбцы соответствуют пленкам, сконденсирован- ветствует (������������0,25������������0,75)������������2. ным при различных температурах подложки ������п = Характерной особенностью всех пленок является 50, 90 и 150℃. Данные столбцов, обозначенных обогащение их теллуром вблизи подложки, а в при- цифрой I, получены при измерении химического со- поверхностном слое - сурьмой. Причем, вблизи под- става пленок со стороны границы раздела пленка- ложки химический состав всех пленок приблизи- подложка. Столбцы, обозначенные цифрой 2, полу- ченные при измерении состава со стороны поверхно- тельно одинаковый и не зависит от [9]. Отличи- сти пленки, после удаления половины ее толщины, тельной особенностью пленок, полученных при т.е.~2,5 мкм. В 3-ем столбце приведены результаты ������п~ 150℃ по сравнению с ������п = 50 и 90℃., является измерения состава на поверхности пленок. В предпо- обеднение теллуром на меньшем расстоянии от под- следнем столбце, обозначенном цифрой 2, состав из- ложки. Таким образом, диссоциация при испарении мерялся на глубине около 1 мкм от поверхности исходного соединения (������������0,25������������0,75)������������2приводит к значительному изменению химического состава пленки, полученной при ������п = 150℃. пленки по толщине[9]. Обсуждение результатов Таблица 3. Данные рентгеноспектрального анализа образцов Ис 1 2 3 1 2 3 1 2 2I 3 точ ник 0,118 0,198 0,537 0,150 0,231 0,490 0,120 0,462 0,499 0,551 KA(Sb) 0,303 0,837 0,758 0,326 0,912 0,702 0,306 0,815 0,359 0,318 0,300 KA(Te) 0,614 0,025 0,024 0,167 0,049 0,026 0,189 0,020 0,166 0,179 0,189 KA(Bi) 0,154 12,7% 20,8% 565,6% 14,4% 25,4% 54,8% 13,3% 51,1% 54,9% 58,6% n(Sb) 30,9% 85,6% 77,5% 32,9% 82,7% 72,8% 32,9% 85,3% 38,1% 33,5% 29,6% 1,7% 1,6% 10,5% 2,9% 1,8% 12,4% 1,4% 10,8% 11,6% 11,8% n(Te) 59,8% n(Bi) 9,3% 1-измерения со стороны границы раздела пленка- фазы p   Bi, Sb2 Te3 , имеются включения электрон- подложка; ного  Bi2Te3  Te и дырочного ( Sb2Te3 или 2 и 2I –измерения после травления пленки; Bi2Te3  Bi ) типа. 3-измерения на поверхности пленки. В оптимальном режиме получения пленок их со- став приближается к составу шихты. При этом пленка неоднородна, т.к. содержит различные фазы. Проведенные анализы показали, что в пленке, кроме 41

№ 2 (71) февраль, 2020 г. Заключение скорости конденсации и температуры подложек. Это Проведенные исследования химического и фазо- является следствием диссоциации соединения вого состава пленок рентгеноспектральным анали- зом показали, что фазовый состав пленное суще- (������������0,25������������0,75)2������������3при испарении. ственно изменяется по толщине пленки и зависят от Список литературы: 1. J.Krumrain, G.Mussler, S.Borisova, T.Stoica, L.Plucinski, С.M.Schneider, D.Grutzmacher, MBE growth optimiza- tion of topological insulator ������������2������������3 films, Journal of Crystal Growth 2011, 324 (1), Pp 115-118. 2. J.J.Lee, F.T.Schmitt, R. G. Moore, I.M.Vishik, Y.Ma, Z.X.Shen, Intrinsic Ultrathin Topological Insulators Grown via MBE Characterized by in-situ Angle Resolved Photoemission Spectroscopy, Appl. Phys. Lett. 101,013118 (2012). Pp 1063-1064 3. Heinrich K.F.I. x-ray absorption uncertainty. The Electron Microprobe. Washington D.C., October 1966, John Willy and Sons. -1966. –№4. Pp.95-98. 4. Онаркулов К.Э., Юлдашев А.А., Азимов Т., Йўлдошқори Ш. //Висмут-сурма теллурид юпқа пардаларнинг электрофизик хоссаларига технологик жараённинг таъсири. ФарДУ илмий хабарлар. 2017. №2.С.32-35. 5. Абдуллаев Э.А., Юлдашев Н.Х. Эффект пьезосопротивления в халькогенидах свинца и висмута. Ташкент. Фан. 1989. - 184 с. 6. Бурбун Г.Д, Марков Б.Н. Основы метрологии. М., Стандарт. 1972. - 215 с. 7. Пул Д, Мартин П. Аппаратура и экспериментальная техника рентгеновского микроанализа. Электронно-зон- довый микроанализ.-М. Мир. 1974. С.94-170. 8. Белк Дж. Количественный рентгеноспектральный анализ сложных систем. /Физические основы рентгеноспектрального анализа. Пер с анг. –М.Наука.1973. С.248-259. 9. Справочник физико-химических величин. Под.ред.К.П.Мищенко и А.А.Равделя. – Изд.Химия. 1974. 200 С. 42

№ 2 (71) февраль, 2020 г. ПРИБОРОСТРОЕНИЕ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ КЛАССИФИКАЦИЯ И ПОВЕРКА КООРДИНАТНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ МАШИН Эрматов Ахрор Бахтиёржон угли магистрант, Андижанский машиностроительный институт, Узбекистан, г. Андижан Муминов Омаджон Зухриддин угли ассистент, Андижанский машиностроительный институт, Узбекистан, г. Андижан E-mail: [email protected] CLASSIFICATION AND CALIBRATION OF COORDINATE MEASURING MACHINES Ahror Ermatov master, Andijan Machine-Building Institute, Uzbekistan, Andijan Amazon Muminov assistant, Andijan Machine-Building Institute, Uzbekistan, Andijan АННОТАЦИЯ В этой статье рассмотрены и даны определение и классификация современных координатно-измерительных машин по их компоновке, конструктивному исполнению, физическому принципу действия оборудования, сте- пени универсальности, поверка и калибровка, области применения в различных отраслях. ABSTRACT This article discusses and gives a definition and classification of modern coordinate measuring machines according to their layout, design, physical principle of equipment operation, degree of versatility, verification and calibration, and applications in various industries. Ключевые слова: координатно-измерительная машина, параллельная структура, анализ, защита, результат, поверка, погрешность, измерительная головка, щуп. Keywords: coordinate measuring machine, parallel structure, analysis, protection, result, verification, margin of er- ror, measuring head, probe. ________________________________________________________________________________________________ Координатно-измерительная машина (КИМ) это лиза, численные методы и математическую стати- инструмент для измерения геометрических свойств стику. Необходимые математические знания обычно объекта. Машина может управляться оператором или неизвестны студентам и инженерам, которые обуча- автоматизирована с помощью компьютера. Измере- лись в технологических областях высшего образова- ния производятся датчиком, прикрепленным к по- ния. В этой главе представлены некоторые математи- движной оси машины. Датчики различаются по ческие понятия, используемые при измерении коор- принципу действия (электроконтактный, индукцион- динат при обработке координат определенных точек. ный, оптический, емкостной, пьезометрический, гра- В конце второй главы обзор и чтение литературы, ос- витационный), выходной сигнал (аналоговый, дис- нованной на материалах, рекомендуется читателям, кретный), метод измерения (контактный, бесконтакт- которые хотят лучше ознакомиться с предметом. [3] ный), тип измерения и многое другое. Мы пользуемся системой координат для описа- Основой координатных измерений является об- ния перемещений измерительной машины. Система работка координат отдельных точек детали. Чтобы координат, придуманная знаменитым французским понять методы обработки координат, необходимо философом и математиком Рене Декартом в начале освоить методы аналитической геометрии в про- 1600-х годов, позволяет определить местоположение странстве, некоторые разделы функционального ана- элементов деталей относительно других элементов. __________________________ Библиографическое описание: Эрматов А.Б., Муминов О.З. Классификация и поверка координатно-измеритель- ных машин // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 2(71). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8803

№ 2 (71) февраль, 2020 г. В середине XX века разработаны полуавтомати- что позволяет считать КИМ специализированной ческие системы КИМ. В 1970-х годах в Англии по- формой промышленного робота. строена автоматическая КИМ на основе ЭВМ. Система координат во многом похожа на карту Традиционный «мостовой» КИМ является трех- рельефа местности, где по одному краю карты распо- осным с осями X, Y и Z. Оси ортогональны друг ложены буквы, а по-другому – цифры; высотные от- другу и образуют обычную трехмерную систему ко- метки, показываемые повсеместно, однозначно опи- ординат. Каждая ось имеет свой масштаб, который сывают каждую точку на карте. Это сочетание определяет местоположение этой оси. Устройство \"буква/число/высотная отметка\" называется коорди- считывает данные с сенсорного датчика по указанию натой, оно показывает определенное положение эле- оператора или компьютера. Затем машина исполь- мента относительно других. зует координаты X, Y, Z каждой из этих точек, чтобы определить размер и местоположение. Как правило, Координатно-измерительная машина включают точность измерений координатной машины состав- в себя три основных модуля: ляет порядка микрон или микрометров, что состав- ляет одну миллионную часть метра.  основная структура. В трехосевых КИМ гра- нитный стол для обеспечения платформы для трех Первый тип 3-координатных измерительных осей движения; в шестиосевых КИМ две независи- приборов составляет приблизительно три централь- мые друг от друга рамы (силовая и измерительная). ные оси, а именно: X-; Y-; Z осью они обычно осна- щены зондом. Схематическое расположение явля-  система зондирования; ется примером этого. При разработке 3-х координат- ных измерительных приборов это важный элемент  система сбора данных и управления, как пра- датчика-возбудителя. В то время требования к метро- вило, состоит из контроллера, компьютера и при- логическому потенциалу для новых появляющихся кладного программного обеспечения. координатных датчиков, необходимых для их работы и полной реализации, были четко определены. Эти Координатно-измерительная машина часто ис- инновационные датчики были изначально разрабо- пользуются для [1]: таны, изготовлены и испытаны в 1970-х годах. Гене- ральный директор Renishaw сэр Дэвид Р. МакМюр-  измерения габаритов и размеров деталей; рей отмечает: На самом деле устройства измерения координат обычно имеют ортогональные (90 °) оси,  измерения профиля деталей; которые обычно конфигурируются в трехмерной си- стеме координат. Каждая из этих линейных стрелок  измерения углов или ориентации; имеет соответствующую систему линейного масшта- бирования и определяет точное положение головки  построения карт рельефа; зонда.  оцифровки изображений; Для работы с 3-мя координатными измеритель- ными приборами квалифицированный инспектор ис-  измерения сдвигов. пользует полностью автоматизированную компью- Особенности терную программу числового управления, с ручным  Противоаварийная защита или внутренним управлением.  Возможность программирования и автомати- Шестиосевая Координатно-измерительная ма- зированного контроля действий машины шина (гексапод) построена на основе параллельной кинематики. [1] В отличие от трехосной, в ней отсут-  Обратное проектирование, реверс-инжини- ствуют порталы и мосты. Конструктивно KИM пред- ринг ставляет собой «параллельную структуру» в форме перевернутой усеченной пирамиды. В основании пи-  Возможность использования в цеху предприя- рамиды находятся сферические соединения, которые тий служат ориентирами для измерительной системы. Шесть метров напрямую соединены с подвижной ка-  SPC программное обеспечение и режим тем- реткой, на которой расположена измерительная го- пературной компенсации. ловка с датчиком. [2]  Возможность импорта CAD-моделей КИМ, как правило, используется в производ- ственном и сборочном процессе для проверки разме-  Соответствие стандартам DMIS ров деталей или проверки качества сборки в сравне- Координатно-измерительные машины произво- нии с требуемым дизайном. После сбора X, Y, Z по- дятся в широком диапазоне размеров и конструкций ложений множества точек детали, полученные мас- с различными технологиями зондов. Ими можно сивы данных анализируются с помощью различных управлять вручную или автоматически через прямое регрессионных алгоритмов. Эти данные о точках со- управлением компьютер. Они предлагаются в раз- бираются с помощью зонда, который позициониру- личных конфигурациях, таких как настольный, кар- ется оператором или автоматически с помощью пря- манный и портативный. [3] мого управления компьютером. КИМ может быть за- Координатно-измерительная машина работает программирована на конвейерный поточный анализ, почти точно так же, как ваш палец, когда вы двигаете им по координатным линиям карты; три оси машины образуют ее систему координат. Вместо пальца КИМ использует датчик для измерения точек на детали. Каждая точка на детали уникальна с точки зрения си- стемы координат машины. КИМ объединяет изме- ренные точки, формируя элемент детали, который может быть соотнесен с другими ее элементами: Система координат машины В мире измерений используют два типа систем координат. Первый тип называется машинная си- стема координат. В ней оси X, Y и Z соответствую перемещениям машины. Если смотреть на машину 44

№ 2 (71) февраль, 2020 г. спереди, ось X будет направлена слева направо, ось Y – спереди назад и ось Z направлена вверх и вниз, перпендикулярно другим двум. Рисунок 1. Общие вид Координатно-измерительные машины Наиболее распространенным является верти- называемую координатными измерительными при- кальный тип конфигурации трех координатно-изме- борами. [9] рительных приборов. Трехкоординатные измери- тельные приборы часто конфигурируются и констру- Система координат детали ируются с помощью двуногой таблицы (т.е. столб- Вторая система координат называется системой цов) [9]. координат детали; в ней три оси привязаны к опор- ным точкам или элементам детали. Здесь эти 3 координатных измерительных Перед вводом в компьютер для измерения коор- устройства также расположены со всеми кинемати- динат детали физически выравнивают параллельно ческими тестовыми действиями, выполняемыми осям машины, чтобы координатные системы ма- трехосным движением моста. шины и детали стали параллельными друг другу. Это очень длительная и не очень точная процедура. Если В некоторых других вертикальных конфигура- деталь круглая или имеет сложный контур, а не квад- циях крепления моста, мост может свободно переме- ратная или прямоугольная, задача измерения стано- щаться по гранитному столу, при этом одна из ножек вится почти невозможной. обычно называется внутренней частью ступни. Используя современное программное обеспече- ние, КИМ измеряет положение контрольных точек Напротив, противоположная нога, обычно назы- детали (по чертежу детали), устанавливает систему ваемая внешней ногой, просто сидит на гранитном координат и математически соотносит ее с системой столе, следуя вертикальному контуру поверхности. координат машины. Процесс сопоставления двух систем координат Для кинематического линейного движения пере- называется выравниванием. В случае карты улиц мы носного моста обычным является использование воз- делаем это автоматически, поворачивая карту таким душных подшипников, что обеспечивает свободное образом, чтобы она была параллельна улице (опор- движение без трения. ной линии), или по направлению компаса (например, на север). Проделав это, мы, таким образом, опреде- Скоординированные измерительные приборы ляем свое положение в \"мировой системе коорди- оснащены плоской и управляемой подушкой без- нат\". опасности с подушками безопасности и сжатым воз- духом через несколько небольших отверстий на по- верхности подшипника, что обеспечивает свободное движение без трения. Это означает, что действие мо- ста или купола на гранитном столе обычно является одной осью плоскости X-Y. Аналогично, на мосту / портале будет ось, которая пересекает длину между внутренним и внешним плечами, образуя горизон- тальную ось X или Y. Третья ось перемещения, а именно ось Z, обычно обеспечивается добавлением вертикальной оси, которая может перемещаться вверх и вниз по центру устройства (мосту). Сенсор- ный контроллер превращается в датчик, расположен- ный в конце этой вертикальной оси. Линейное кине- матическое расположение движений оси X, Y и Z полностью охватывает измерительную оболочку, 45

№ 2 (71) февраль, 2020 г. Рисунок 2. Процессы работы координатно- точно, с малыми допусками, неточности по-преж- измерительных машин нему остаются. Какими бы маленькими они ни были, тот факт, что существуют допуски означает, что есть Хотя современные производственные техноло- ошибки. гии дают возможность изготавливать детали очень Координатно-измерительная машина ничем не отличаются в этом отношении от других изделий. Не- смотря на то, что они созданы с предельно низкими допусками, в их конструкции присутствуют ошибки (крена, тангажа, рыскания, отклонения от прямоли- нейности и ошибки шкал), которые оказывают влия- ние на их точность. Поскольку производственные до- пуски становятся все более жесткими, необходимо, чтобы КИМ становились все более точными. Большая часть погрешностей КИМ может быть скорректирована автоматически с помощью компью- тера. После того как все геометрические ошибки КИМ измерены (это называется картой ошибок), их можно минимизировать или даже устранить с помо- щью мощных программных алгоритмов КИМ. Такая технология называется объемной компенсацией ошибок. [2] Устраняя ошибки математическими методами, вы снижаете стоимость производства и даете вашим клиентам более высокую производительность за те же деньги. Рисунок 4. Измерительные головки 46

№ 2 (71) февраль, 2020 г. КИМ обычно получают данные измерения путем К проведению поверки допускаются лица, изу- касания детали щупом (твердым или электронным), прикрепленным к измерительным осям машины. чившие эксплуатационные документы на КИМ, име- Хотя наконечник щупа имеет достаточно малую по- грешность, после того как щуп установлен на КИМ, ющие достаточные знания и опыт. необходимо, до того, как начать измерения, опреде- лить положение наконечника относительно системы Перед проведением поверки следует изучить экс- координат машины. Поскольку щуп касается детали наконечником, имеющим округлую форму, центр и плуатационную документацию на поверяемую КИМ радиус щупа определяются путем измерения преци- зионной сферы (калибровочной сферы). и приборы, применяемые при поверке. После того как центр и радиус наконечника ста- К поверке допускаются лица, прошедшие ин- нут известны, щупом касаются детали, и координаты наконечника математически \"смещаются\" на вели- структаж по технике безопасности при работе на чину радиуса щупа до истинного значения положе- ния точки контакта (рисунок 4). Направление смеще- электроустановках. ния автоматически определяется с помощью проце- дуры выравнивания. Перед проведением поверки средства поверки и Мы выполняем подобную процедуру, паркуя ма- поверяемую КИМ подготавливают к работе в соот- шину. Чем лучше мы оценим смещение от внешних габаритов машины, тем ближе мы сможем запарко- ветствии с их эксплуатационными документами. вать машину к тротуару. Условия проведения поверки В метрологии проекции позволяют измерять бо- лее точно, каким образом соединяемые детали будут При проведении поверки должны соблюдаться сопрягаться друг с другом. При измерении автомо- бильных цилиндров (например, блоков двигателя) следующие нормальные условия измерений: путем проецирования цилиндра на плоскость го- ловки цилиндров, можно точно определить, как  температура окружающей 20±1; поршни будут сопрягаться с цилиндром и как они бу- среды, °С дут сопрягаться с камерой сгорания в головке цилин- дров.  относительная влажность воз- 85; Минимальное количество точек, требуемое для духа, %, не более измерения диаметра окружности, равно трем, но если эти точки находятся не на одинаковом расстоянии от  максимальный простран- ±0.5; края отверстия, измеренный диаметр будет диамет- ственный температурный градиент во ром эллипса. Чтобы избежать такое неверное пред- ставление, данные измерения проецируются на плос- время измерений. °С/м, не более кость, перпендикулярную центральной оси цилин- дра. Результатом будет точное определение размера  максимальный временной ±0.5; этого элемента детали [1]. температурный градиент, °С/ч, не бо- Рисунок -5. Проекция лее Проверка 3-х координатно-измерительных  Перед проведением поверки должны быть вы- машин полнены следующие подготовительные работы:  проверить наличие действующих свидетель- ств о поверке на средства поверки;  концевые меры длины и сферу выдержать до начала измерений в помещении, где находится КИМ в течение 3 часов. Проведение поверки При внешнем осмотре устанавливают соответ- ствие КИМ следующим требованиям:  наружные поверхности КИМ не должны иметь дефектов, влияющих на ее эксплуатационные характеристики;  на рабочих поверхностях КИМ не должно быть царапин, забоин и других дефектов, влияющих на плавность перемещений подвижных узлов КИМ;  наконечники щупов не должны иметь сколов, царапин и других дефектов;  маркировка и комплектность должны соот- ветствовать требованиям эксплуатационной доку- ментации. Сначала проверяют взаимодействие частей на холостом ходу перемещением подвижных узлов на полные диапазоны. Перемещения должны быть плав- ными, без рывков и скачков. Далее проводят одно- кратное измерение типовой детали с использованием всех функциональных узлов и программного обеспе- чения КИМ. Затем то же самое выполняют в автома- тическом режиме. Определение метрологических характеристик Определение абсолютной погрешности измери- тельной головки МРЕр (с контактным датчиком) Установить сферу на плите рабочего стола КИМ с помощью стойки. Проводится 3 цикла измерений в 47

№ 2 (71) февраль, 2020 г. автоматическом режиме. В каждом цикле произво- длине оси, а для пространственных диагоналей реко- дятся измерения поверхности сферы в 25 равномерно мендуется проводить измерения впереди и сзади, расположенных на полусфере точках. справа и слева рабочего объема КИМ. Рекомендуемая модель измерений включает: При использовании контактного датчика прове-  одну точку на вершине испытуемой сферы; сти определение ориентации КМД ощупыванием  четыре точки (равномерно распределенных) трех точек на ней, разнесенных как можно дальше на 22° ниже вершины: друг от друга. Далее провести сбор точек с измери-  восемь точек (равномерно распределенных) на тельных поверхностей КМД в автоматическом ре- 45° ниже вершины и повернутых на 22,5е относи- жиме. При использовании лазерного сканера тельно предшествующей группы; Optiscan провести определение ориентации КМД  четыре точки (равномерно распределенных) сканированием нерабочих поверхностей. Далее про- на 68е ниже вершины (рис 1) повернутых на 22,5° от- вести сканирование измерительных поверхностей носительно предшествующей группы; КМД в автоматическом режиме.  восемь точек (равномерно расположенных) на 90е ниже вершины, т.е. на диаметре и повернутых от- Результат измерений длины отрезка, воспроизво- носительно предыдущей группы на 22.5°. димого концевой мерой длины или устройством с Погрешность определяется как сумма макси- концевыми мерами длины (Ljik), и действительное мальных отклонений измеренного профиля в поло- значение этого отрезка (Lдjik), сравнить друг' с другом жительную и отрицательную области от средней и вычислить абсолютную погрешность измерений сферы, рассчитанной по методу наименьших квадра- длины (пространственных измерений) МРЕе по фор- тов: муле: ∆������������= |max(������������+)| + |max(������������−)| ������������������������ = ������������������������ − ������д������������������ где ������������+ - отклонение точки i от средней сферы в где: j - номер КМД; положительную область, мм; i - номер измерений; k - номер положения. ������������− - отклонение точки i от средней сферы в от- Полученные результаты проверяются на основа- рицательную область, мм. нии установленных графиков. Результаты поверки оформляются протоколом, Концевые меры длины или устройство с конце- составленным в виде сводной таблицы результатов выми мерами длины устанавливают в пространстве поверки по каждому пункту раздела 6 настоящей ме- измерений КИМ вдоль линии измерений, используя тодики поверки. теплоизолирующие перчатки. Обязательно осу- При положительных результатах поверки. КИМ ществляется компенсация погрешностей, связанных признается годной к применению и на нее выдается с отклонениями параметров окружающей среды, от- свидетельство о поверке установленной формы. Знак личающихся от нормальных. Измерения проводят в поверки наносится на свидетельство о поверке в виде семи различных положениях (рис. 2), каждое измере- наклейки и (или) поверительного клейма. ние повторяется 3 раза. При этом должно быть изме- При отрицательных результатах поверки, КИМ рено не менее четырех отрезков различной длины. признается непригодной к применению и на нее вы- Измерения должны проводиться в автоматическом дается извещение о непригодности установленной режиме. формы с указанием основных причин. Устраняя ранее ненадежные и неточные погреш- Рисунок 6. Стандартные положения, в которых ности измерений, внедрение полностью компьюте- производят измерения в пределах объема КИМ ризированных цифровых контроллеров каждые 3 ко- ординатных измерительных устройства в настоящее Для диапазона измерений свыше 2000 мм реко- время используется во всем мире. Параллельная раз- мендуется проводить измерения вдоль осей в не- работка различных типов зондов усиливается с помо- скольких местах, равномерно расположенных по щью оптического зонда с использованием устройства на основе линз. Эти типы оптических зондов ведут себя подобно их эквивалентному механическому типу, но здесь они сфокусированы на материале (то есть особенности компонента), не касаясь материала. Полученное изображение поверхности прикрепля- ется к границе окна измерения до тех пор, пока кон- траст между оставшейся черной и белой зонами не станет достаточным. В результате разделительная кривая может быть рассчитана до определенной точки пространства, которая является желаемой точ- кой измерения. Это означает, что эти согласованные измеритель- ные приборы важны для развития промышленности и науки в Республике Узбекистан. Это отражается в 48

№ 2 (71) февраль, 2020 г. надежности и надежности машиностроения, аэрокос- производства. В настоящее время ГП УзНИМ рабо- мической промышленности и ряда других областей. тает над калибровкой Координатно-измерительных Другим важным фактором является то, что это эко- машин в машиностроительном и металлургическом номит время и значительно повышает эффективность секторах Республики Узбекистан. Список литературы: 1. Бушуев В.В., Хольшев И.Г. Механизмы параллельной структуры в машиностроении // СТИН.— 2001.— № 1.—С. 3-8. — ISSN 0859-7566 2. Приложение к свидетельству №48202 об утверждении типа средств измерений 3. Зубарев Ю. М., Косаревский С. В., Ревин Н. Н. «Автоматизация координатных измерений. Учебное посо- бие».— СПб.: Изд-во ПИМаш, 2011. — 160 c. : ил. 4. Пекарш А.И., Феоктистов С.И., Колыхалов Д.Г., Шпорт В.И. Координатно-измерительные машины и ком- плексы // CALS-технологии. 2011. № 3. С. 36-48. 5. Бражкин Б.С., Исаев Н.И., Кудинов А.А., Миротворский В.С. Координатно-измерительные машины для кон- троля тел вращения. М., 2012. 207 с. 6. Гришанов В.Н., Ойнонен А.А. Современные лазерные измерительные системы в производственном цикле космической техники // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2012. № 1(32). С. 24–35. 7. Гречников Ф.В., Захаров О.В., Королев А.А. Направления повышения производительности и точности кон- троля сложных поверхностей на координатно-измерительных машинах // Системы проектирования, техно- логической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта. Москва: ИПУ РАН, 2016. С. 223-225. 8. Печенкин В.А., Болотов М.А., Рузанов Н.В., Янюкина М.В. Оптимизация измерений геометрии деталей со сложными поверхностями // Измерительная техника. 2015. № 3. С. 18-23. 9. Graham T. Smith Machine Tool Metrology Graham T. Smith An Industrial Handbook Springer International Pub- lishing Switzerland 2016 49