«X Городская научнопрактическая техническая конференция школьников Исследуем и проектируем Программа и тезисы докладов 22 марта 2013 года Москва 2 X Городская техническая конференция школьников Исследуем и проектируем ...»

Департамент образования города Москвы

Городское бюджетное образовательное учреждение города Москвы

многопрофильный технический лицей №1501

X Городская научнопрактическая техническая

конференция

школьников

«Исследуем и проектируем»

Программа и тезисы докладов

22 марта 2013 года

Москва

2 X Городская техническая конференция школьников «Исследуем и проектируем»

Уважаемые участники Московской научно-практической технической конференции школьников «Исследуем и проектируем»!

От лица Оргкомитета конференции, проводимой с 2001 года в Многопрофильном техническом лицее № 1501 города Москвы и от профессорско-преподавательского состава МГТУ «Станкин» сердечно приветствую Вас.

Вот уже восьмой раз Ваш авторитетный и признанный форум собирает молодые творческие силы нашей страны. Он воплощает в жизнь замечательную идею -поддерживает одаренных ребят, помогает им найти собственную дорогу в жизни, представить свои исследования и проекты строгому профессиональному жюри. Такие встречи позволяют талантливой молодежи острее чувствовать пульс времени, перенимать и впитывать опыт маститых коллег. Очень важно, что Ваш форум заботится об укреплении традиционной связи школы и вуза, популяризации техники и технологии, сохранении и приумножении богатейшего наследия Российского государства.

Вы молоды и энергичны, перед Вами будущее. Первый шаг к будущим достижениям и успехам Вы уже сделали - и сейчас стоите на пороге серьезных ответственных решений о выборе дальнейшего профессионального и жизненного пути.

Не надо объяснять, как важна самостоятельная исследовательская деятельность для формирования высококвалифицированного специалиста. А наша главная задача и состоит в том, чтобы готовить для нашей страны именно такие кадры Искренне хочу, чтобы все Ваши самые заветные мечты осуществились. Вам предстоит сделать очень ответственный шаг решить, какую выбрать профессию. И я очень надеюсь, что выбор Ваш будет правильным.

Желаю Вам успехов, веры в свои силы и таланты, моральной стойкости и душевной щедрости, трудолюбия и ответственного отношения к собственной судьбе.

Моя искренняя благодарность учителям и наставникам, всем тем, кто отдает свои силы, свое время, свою любовь, выполняя одну из важных и благородных задач — вырастить молодое поколение добрым, честным и трудолюбивым.

Ректор МГТУ «Станкин» С.Н. Григорьев д.т.н., профессор X Городская техническая конференция школьников «Исследуем и проектируем»

ОРГКОМИТЕТ

– ректор МГТУ «Станкин», д.т.н., профессор Григорьев С.Н..

председатель.

– проректор МГТУ «Станкин» по учебной Подураев Ю.В.

работе, профессор.

–директор Центра по работе с одаренными Сахарова О.П.

детьми при МИОО, к.ф.-м.н.

– директор лицея №1501, к.ф.-м.н., академик МАИ Рахимова Н.Т.

– зам. директора по НИР лицея №1501, к.ф.-м.н.

Скурида Г.И.

Адрес оргкомитета 127055, г. Москва, Тихвинский пер., д. 3, Государственное бюджетное образовательное учреждение города Москвы многопрофильный технический лицей № Телефон: +7 (499) 973-36-29,факс: +7 (499) 973-02- Проезд: метро «Новослободская» или «Менделеевская», далее пешком или троллейбус 3 или 47 до остановки «Лесная улица»

X Городская техническая конференция школьников «Исследуем и проектируем»

9-00 – Регистрация участников и загрузка 10-00 – Открытие конференции 10-30 -

Работа по секциям:

Механика, конструирование, управление Робототехника Информационные технологии Информационные технологии в наук

е и технике Информационные системы Математика Физические явления и приборостроение Технологии машиностроения Высокие технологии обработки Инженерная экология Экономические аспекты промышленного производства 14-00 – Награждение, закрытие конференции.

X Городская техническая конференция школьников «Исследуем и проектируем»

СПИСОК ДОКЛАДОВ

Секция 1. «Механика, конструирование и управление, машиностроительная компьютерная графика»

КРИВОШИПНО-КОЛЕННОГО ПРЕССА «СТАНКИН»

ПРАВИЛЬНЫХ МНОГОГРАННИКОВВ СРЕДЕ оцент МГТУ

T-FLEXCAD С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ «СТАНКИН»

РЕДАКТОРА ПЕРЕМЕННЫХ

КРИВОШИПНО-КОЛЕННОГО ПРЕССА «СТАНКИН»

Сидоренков

КОНТРОЛЯ

ФЕРМЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО МОСТА МГТУ «СТАНКИН»

СРЕДСТВАМИ SOLIDWORKS

ТОЧНОСТИ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ «СТАНКИН»

Константин

ФЕРМЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО МОСТА МГТУ «СТАНКИН»

СРЕДСТВАМИ SOLIDWORKS

ПЛАТФОРМЕ

X Городская техническая конференция школьников «Исследуем и проектируем»

4. №1511 ГЕНЕРАТОР ДОЛГОВРЕМЕННОЙ ЛИНЕЙНОЙ Королев Николай

НИЯУ МИФИ

ДРОССЕЛЕЙ

ПЛАТФОРМОЙ

Гершойг Антон №

НА ПРИМЕРЕ ИГРЫ «ЯПОНСКИЕ

МОДЕЛЬНОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ

ПРЕДМЕТНОЙ ЗАДАЧИ НА НАЧАЛЬНОМ

ЭТАПЕ ЕЁ АВТОМАТИЗАЦИИ

X Городская техническая конференция школьников «Исследуем и проектируем»

9. Письменная №1501 СОЗДАНИЕ МОДИФИКАЦИИ ИГР В HPL Никишечкина Ольга 10. Поляков №1501 СОЗДАНИЕ ИГРОВОГО ПРИЛОЖЕНИЯ Никишечкина Ольга

ПРОГРАММИРОВАНИЯ TURBO DELPHI

11. Рыбалко №1501 СОЗДАНИЕ ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА В Никишечкина Ольга Секция 3.2. «Информационные технологии в науке и технике».

Ворожейкина Кубраченко

ЗАКРЫТОГО КЛЮЧА МГТУ «СТАНКИН»,

10. Титков Антон №1501 ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА ИЗОБРАЖЕНИЙ В Гусев Алексей 11. Щукин №1501 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ Глубоков Александр X Городская техническая конференция школьников «Исследуем и проектируем»

Афанасенков

ИНФРАСТРУКТУРЫ ПРЕДПРИЯТИЯ МГТУ «СТАНКИН»

СИСТЕМ ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО МГТУ «СТАНКИН"

УПРАВЛЕНИЯ

КОНТРОЛЛЕРОВ

С ПОМОЩЬЮ ВЕБ-ИНТЕРФЕЙСА

X Городская техническая конференция школьников «Исследуем и проектируем»

УРАВНЕНИЙ

Девицкий Иван

КАЧЕСТВЕННОЙ ТЕОРИИ СИСТЕМ МГТУ «СТАНКИН»,

ОБЫКНОВЕННЫХ ДИФФ. УРАВНЕНИЙ

Команденко

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ МГТУ «СТАНКИН»,

ВТОРОГО ПОРЯДКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ

РЕШЕНИЙ НА УСТОЙЧИВОСТЬ

Кондратьев Мостовая Вера

МЕТОДЫ ИХ РЕШЕНИЙ МГТУ «СТАНКИН»,

ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ С УЧЁТОМ ИХ

ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ПОЛОЖЕНИЯ

Джан-Франко X Городская техническая конференция школьников «Исследуем и проектируем»

4. Козлов Данила №1511 РОЖДЕНИЕ ПОЗИТРОНОВ ВЫСОКИХ Лосев Дмитрий

ЯДЕРНОЙ КОМПОНЕНТЫ ГАЛАКТИЧЕСКИХ НИЯУ «МИФИ»

КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ С ОБЪЕКТАМИ

ОБЛАКА ООРТА И ПОЯСА КОЙПЕРА

Москаленко

МЕТАНА

Чичибабина Александра Яфаров Андрей

ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

МЕХАНИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ

Секция 7. «Физические явления и приборостроение»

ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ МГТУ «СТАНКИН»

Никитченко

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ПАКЕТА

ПРОГРАММ HFSS

ХАРАКТЕРИСТИКИ МДП-СЕНСОРОВ НИЯУ МИФИ

Хлебникова

ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ ТВЕРДЫХ ТЕЛ ФКЭ МФТИ(ГУ)

НА ПРИМЕРЕ ОБРАЗЦА AL2O

X Городская техническая конференция школьников «Исследуем и проектируем»

Варосян Артур Гончаров Антон

ДАЛЬНОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ каф. КМ

ДВИГАТЕЛЕМ СТАНОЧНОГО

ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Александра

СТАНОЧНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО МГТУ «СТАНКИН»

ИНСТРУМЕНТА ИЗ ТВЁРДЫХ СПЛАВОВ

ЛАЗЕРНОГО ПЛАВЛЕНИЯ МГТУ «СТАНКИН»

КАТОДОМ НИЯУ МИФИ

ТЕХНОЛОГИИ СЕЛЕКТИВНОГО ЛАЗЕРНОГО МГТУ «СТАНКИН»

ПЛАВЛЕНИЯ

ИНСТРУМЕНТА ЛЕГИРОВАНИЕМ ПРИ МГТУ «СТАНКИН»

ПОМОЩИ НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО

СИЛЬНОТОЧНОГО ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА

С ПОСЛЕДУЮЩИМ НАНЕСЕНИЕМ

X Городская техническая конференция школьников «Исследуем и проектируем»

ИЗНОСОСТОЙКОГО ПОКРЫТИЯ

Лицей ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МАТЕРИАЛОВ С ВОДОЙ НИЯУ МИФИ

АКТИВНЫМ СЕКЦИОНИРОВАННЫМ НИЯУ МИФИ

ЭЛЕКТРОДОМ ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ ОЗОНА

Белозор Дарья

НИЯУ МИФИ

ЭЛЕКТРОЯДЕРНЫХ УСТАНОВОК

НИЯУ МИФИ

Федулова Инна

И ПЕРСПЕКТИВ ИХ РАЗВИТИЯ МГТУ «СТАНКИН»

МИКРОКЛИМАТА В УЧЕБНОМ МГТУ «СТАНКИН»

УЧРЕЖДЕНИИ

10. Большаков №1501 СТРАТЕГИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОПУТНОГО Жагфароф Фирдавес Константин X Городская техническая конференция школьников «Исследуем и проектируем»

Секция 11. «Экономические аспекты промышленного производства»

Бычкова Мария

МНОГОПРОФИЛЬНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО МГТУ «СТАНКИН»

КЛУБА ДЛЯ МОЛОДЕЖИ МГТУ «СТАНКИН»

Моисеев Игорь Самсонов Иван

МОДЕЛИРОВАНИЮ БЕЗПИЛОТНЫХ МГТУ «СТАНКИН»

ЛЕТАТЕЛЬНЫХ ЭКРАНОПЛАНОВ

Соколовский 10. Гузей Иван №1501 ДЕСОЦИАЛИЗАЦИЯ В ПЕНИТЕНЦИАРНОЙ Кузнецов Борис

ИНФОРМАЦИИ

13. Трудаева Анна №1501 ПРЕДПОЧИТАЕМЫЕ КОПИНГ-СТРАТЕГИИ В Зельнякова Мария

В ЭКОНОМИКЕ

16. Костюхина №1501 РАЗВИТИЕ И ВЛИЯНИЕ РЫНКА ФОРЕКС НА Светашова Татьяна 17. Тужилин Иван №1501 ЗАКОН СПРОСА И ПРЕДЛОЖЕНИЯ. Селиверстова Татьяна X Городская техническая конференция школьников «Исследуем и проектируем»

Екатерина 20. Соколовский №1501 УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ БИЗНЕС Коршунова Елена Александр

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОГРАММНОЙ СРЕДЫ МГТУ "СТАНКИН"

21. Баранов Антон №1501 МАРКЕТИНГОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЫНКА Курилова Светлана

МОСКВЕ, ПУТИ ИХ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

23. Захаров Семён №1501 МАРКЕТИНГОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ Паршенков Виталий

АНАЛИЗОМ РЫНКА МОБИЛЬНЫХ

ТЕЛЕФОНОВ

24. Илич Даниэла №1501 ПЕРСПЕКТИВЫ ВЛОЖЕНИЯ ДЕНЕЖНЫХ Зимовец Ольга

ФЕДЕРАЦИИ

25. Калиновский №1501 АНАЛИЗ ЭТАПОВ СОЗДАНИЯ И РАЗВИТИЯ Можаровская Алевтина 27. Шилов Илья №1501 ИССЛЕДОВАНИЕ РЫНКА СПОРТИВНОГО Паршенков Виталий Механика, конструирование и управление, машиностроительная компьютерная графика

ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ

Механика, конструирование и управление, машиностроительная

ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

МНОГОЗВЕННОГО ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА

КРИВОШИПНО-КОЛЕННОГО ПРЕССА

ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: профессор кафедры СПД МГТУ «СТАНКИН» Смирнов Область исследования: Технологические процессы пластической обработки материалов.

Предмет исследования: Исполнительный механизм чеканочного пресса.

Цель работы: Изучение влияния размеров кривошипно-коленного исполнительного механизма на его кинематические характеристики.

Задачи:

1. Создание с использованием графического пакета T-FLEXCAD параметрической модели.

2. Исследование влияния размеров звеньев механизма на его кинематические характеристики с использованием созданной анимационной модели в качестве аппарата численного дифференцирования.

Описание работы. В исполнительных механизмах кривошипных прессов используются, главным образом, структурные схемы на базе кривошипнорычажных механизмов, включающих вращательные и поступательно движущиеся кинематические пары.

В данной работе исследованы характеристики механизма пресса для чеканки. Такие механизмы должны обеспечивать преодоление больших сопротивлений деформации при относительно малом моменте на приводе и значительном снижении скорости исполнительного звена на каком-либо участке хода.

Определение кинематических параметров ползуна кривошипно-коленного механизма по аналитическим зависимостям представляет собой достаточно сложную задачу (формулы громоздки и трудны для дифференцирования).

Практически реализовать данную задачу можно применением графических пакетов, например T-FLEX CAD, который имеет встроенные процедуры, позволяющие достаточно просто моделировать механизм, и, применив численный метод решения, получить графики кинематических характеристик.

Механика, конструирование и управление, машиностроительная компьютерная графика Преимущества использования модели, выполненной в программе TFLEX CAD:

быстрое изменение любых параметров модели;

возможность оперативно оценивать влияние размеров механизма на его кинематические характеристики.

Результаты работы. Разработана параметрическая анимационная модель для исследования кинематических параметров исполнительного механизма чеканочного пресса, с помощью которой установлена зависимость кинематических характеристик от размеров звеньев исполнительного механизма.

Эти исследования необходимы для расчетов рациональных размеров конструктивных элементов проектируемого исполнительного механизма чеканочного пресса с целью получения требуемых кинематических характеристик.

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ПОСТРОЕНИЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ

МОДЕЛЕЙ ПРАВИЛЬНЫХ МНОГОГРАННИКОВВ СРЕДЕ T-FLEXCAD С

ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕДАКТОРА ПЕРЕМЕННЫХ

Автор: Игнатов Петр Валерьевич, класс 11- ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: доцент кафедры «Инженерная графика»

МГТУ «СТАНКИН» Гончарова Вера Алексеевна Область исследования: трёхмерное компьютерное моделирование.

Предмет исследования: исследование способов построения додекаэдра в компьютерной среде t-flexcad путём вывода математических формул.

Цель работы: установление межпредметной связи между математикой, информационными технологиями и черчением в среде t-flexcad.

Задачи:

1. Исследовать формы правильных многогранников (тела Платона).

2. Произвести математические вычисления интересующих величин для вывода формул необходимых для дальнейшего применения в построение компьютерных моделей.

3. Построить параметрическую модель додекаэдра в 3D пространстве компьютерной среды t-flexcad с использованием математических вычислений, занесенных в редактор переменных.

4. Произвести геометрические построения для создания модели пирамиды.

5. Использовать модель пирамиды в качестве фрагмента для создания звездчатых форм додекаэдра.

Механика, конструирование и управление, машиностроительная компьютерная графика 6. Построить звездчатый додекаэдр с использованием фрагмента 7. Создать Анимацию.

Для работы была выбрана компьютерная среда t-flexcad, так как она обеспечивает полную параметризацию геометрических моделей.

В ходе данной работы мною была рассмотрена и собрана информация об истории и формах правильных многогранников, а также информация о звездчатых формах многогранников. На основе собранных данных были рассмотрены всевозможные способы получения звездчатых форм многогранников.

Мною были выполнены расчеты и выведены формулы необходимые для создания компьютерной модели додекаэдра, затем я построил параметрическую модель додекаэдра в среде t-flexcad, после чего, на основе полученной модели, с использованием фрагмента пирамиды, я построил звездчатую форму додекаэдра. После получения параметрических моделей я создал анимацию преобразования додекаэдра в звездчатый додекаэдр.

Выводы: Удалось получить готовую для использования в производстве модель звездчатого додекаэдра. Данную модель можно использовать для производства товаров народного потребления в промышленных масштабах, а также в отрасли народной медицины. Ожидается, что данный проект будет привлекателен для внедрения в процесс обучения студентов технических вузов и учащихся технических колледжей.

ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

МНОГОЗВЕННОГО ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА

КРИВОШИПНО-КОЛЕННОГО ПРЕССА

ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: профессор кафедры СПД МГТУ «СТАНКИН»

Область исследования: Технологические процессы пластической обработки материалов.

Предмет исследования: исполнительный механизм чеканочного пресса.

Цель работы: исследование влияния размеров исполнительного механизма пресса с гидроколенным приводом на его кинематические характеристики.

Задачи:

1. Разработка параметрической анимационной модели с использованием графического пакета T-FLEXCAD.

Механика, конструирование и управление, машиностроительная компьютерная графика 2. Изучение влияния размеров звеньев пресса с гидроколенным приводом на его кинематические характеристики с помощью анимационной модели в качестве аппарата численного дифференцирования.

3.Определение рациональных параметров механизма.

Работа посвящена вопросу исследования механизмов, предназначенных для преобразования поступательного движения входного звена в возвратнопоступательное движение выходного звена. В зависимости от размеров звеньев изменяются законы движения выходных звеньев таких механизмов. На основе компьютерной модели, связывающей параметры входного и выходного звеньев можно спроектировать механизм с требуемыми кинематическими характеристиками.

Определение скорости и ускорения ползуна представляет собой достаточно сложную задачу (из-за трудности дифференцирования и громоздких формул). Для ее решения в графическом пакете T-FLEX CAD была построена параметрическая анимационная модель силового привода, позволившая применить для построения графиков скоростей численный метод решения.

Преимущества использования модели, выполненной в программе TFLEX CAD:

возможность быстро изменять параметры механизма;

возможность оценить влияние размеров механизма на его кинематические характеристики.

Результаты работы. Создана компьютерная параметрическая модель исполнительного механизма, которая позволяет подбирать размеры его звеньев в зависимости от требуемых кинематических параметров выходного звена.

Определены рациональные параметры для пресса с гидроколенным приводом.

ВЫЯВЛЯЕМОСТЬ ДЕФЕКТНОСТИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ДЕТАЛЕЙ

МЕТОДАМИ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

Автор: Сидоренков Владимир Станиславович класс 11- ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: профессор кафедры СПД МГТУ «Станкин», д.т.н.

Современные требования к качеству ответственных деталей машиностроения диктуют необходимость повышения надежности обнаружения браковочной дефектности на каждой стадии изготовления и эксплуатации.

ГОСТ 18353-79 разделяет неразрушающий контроль (НК) на виды, в зависимости от физических явлений, положенных в его основу. Вопрос об оптимальном сочетании видов НК широко дискуссировался в специальной Механика, конструирование и управление, машиностроительная компьютерная графика литературе, как зарубежной, так и отечественной. Для дальнейшего развития и уточнения различных предлагаемых подходов необходимо знать выявляемость дефектов различными видами НК.

С этой целью моим руководителем был проведен опрос 5 специалистов НК со стажем работы при обследовании опасных объектов не менее 10 лет для получения экспертных балльных оценок. Я провел статистическую обработку и обобщение полученных результатов.

Основным способом получения крупногабаритных, тяжело нагруженных в процессе эксплуатации, деталей машиностроения является литье.

Классификация дефектов отливок регламентируется ГОСТом 19200–80. Ко всем технологическим дефектам отливок, входящим в ГОСТ 19200-80, при проведении опроса был добавлен эксплуатационный дефект – усталостные трещины. Наилучшая выявляемость дефекта видом НК оценивалась 5 баллов, если дефект не выявляется рассматриваемым видом НК, то ему присваивалось 0 баллов. Виды НК соответствуют классификации ГОСТа 18353-79.

Я рассчитал значение коэффициентов конкордации по каждому дефекту и затем нашел среднее значение по всем дефектам. Статистический анализ полученных результатов показал, что коэффициент конкордации специалистов в независимом исследовании составил 0,86, что является высокой степенью согласованности.

ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ САПР MICROSTATION И СОЗДАНИЕ

КОМПЬЮТЕРНОЙ 3D МОДЕЛИ ЛИЦЕЯ № Автор: Щербаков Александр Сергеевич, класс 11- ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: Жук Дмитрий Михайлович, к.т.н, доцент кафедры Целью данной работы было изучение методики автоматизированного проектирования зданий в среде Bentley Microstation и разработка трёхмерной модели первого этажа многопрофильного технического лицея №1501 с использованием средств Microstation, Bentley Architecture и AECOsim Building Designer.

Для анализа возможностей различных САПР использовалась научная и методическая литература, написанная преподавателями кафедры РК-6 МГТУ им. Н.Э. Баумана, в т. ч. «Система автоматизированного проектирования MicroStation V8/XM». Для освоения программ применялись Bentley Architecture Help, Microstation Help, Triforma Help, AECOsim Building Designer Help.

Механика, конструирование и управление, машиностроительная компьютерная графика Данная работа включает в себя рассмотрение функциональных особенностей выбранной САПР, а также построение плана первого этажа здания для наглядности. Разработанную модель предполагается использовать для организации учебного процесса в лицее, создана фотореалистичная визуализация здания для интернет-сайта лицея. Также нанесены объекты, необходимые сотрудникам МЧС для быстрого принятия правильных решений по эвакуации людей и проведению мероприятий по ликвидации ЧС. Модель создана на основе плана, предоставленного администрацией учебного заведения.

ПРИНЦИП РАБОТЫ И СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

ВНЕШНЕГО СГОРАНИЯ, ИСПОЛЬЗУЮЩЕГО ЦИКЛ СТИРЛИНГА

Автор: Шлычкова Анастасия Алексеевна, класс 11- ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: к.т.н., профессор кафедры СПД МГТУ «СТАНКИН», Область исследования.

двигателей, работающих на принципе Стирлинга.

Целью работы было создание механической и графической моделей двигателя Стирлинга.

Этапы работы:

1. Поиск и изучение литературы, содержащей в себе информацию о цикле Стирлинга и двигателях на его основе. Изучение пакета T-FLEX CAD.

2. Разработка графической модели двигателя Стирлинга.

3. Сборка механической модели двигателя Стирлинга.

4. Демонстрация работы цикла Стирлинга на механической и графической моделях двигателя.

Главный результат.

Показаны экологичность и актуальность применения двигателей Стирлинга. За счет «всеядности» и «неприхотливости» при работе эти двигатели можно считать очень перспективными альтернативными источниками энергии: возможность использования водорода, гелия, кислорода и быть может других. Рассмотрено множество различных способов применения двигателей Стирлинга в самых различных сферах: в частности, военных и медицинских.

Созданные механическая и графическая модели двигателя Стирлинга – удобный инструмент для наглядности и простоты демонстрации работы цикла Стирлинга.

Механика, конструирование и управление, машиностроительная компьютерная графика

СТАТИЧЕСКИЙ И ДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СТЕРЖНЕВОЙ

КОНСТРУКЦИИ НА ПРИМЕРЕ ФЕРМЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО

МОСТА СРЕДСТВАМИ SOLIDWORKS

Автор: Иванов Александр Геннадьевич, класс 11- ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: к.т.н., преподаватель МГТУ «СТАНКИН»

При проектировании конструкций из металла, которые во время эксплуатации подвергаются разнообразным нагрузкам, необходимо проводить ряд расчетов с целью определения их работоспособности. Эти расчеты можно разделить на статический, при котором исследуется жесткость конструкции, и динамический - где рассматриваются формы колебаний конструкции на собственных частотах. Таким образом, основной областью исследования данной работы являются статические (жесткость и запас прочности) и динамические свойства конструкции (формы колебаний и собственные частоты).

Предметом исследования и примером такой конструкции является стержневая модель фермы железнодорожного моста.

Целью работы было исследовать с помощью моделирования возможности повышения статических и динамических свойств конструкции железнодорожного моста путем ее модернизации, добавления новых элементов или изменения геометрии имеющихся.

В работе создана трехмерная твердотельная модель базового варианта конструкции железнодорожного моста. Так как конструкция представляет собой набор стержней, изменялось их количество, расположение и форма сечения. Построение модели и математическое моделирование проводилось средствами пакета SolidWorks. Выполнен статический анализ модельных экспериментов, на основе которого определены и изменены наиболее слабые элементы. Построены эпюры деформированного состояния, проведен динамический анализ, определены собственные частоты конструкции, рассмотрены формы колебаний, при необходимости внесены дополнительные изменения в конструкцию.

Механика, конструирование и управление, машиностроительная компьютерная графика

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИВОДА ПОДАЧИ СТАНКА С ЧПУ С ЦЕЛЬЮ

ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ

Автор: Изутина Марина Сергеевна, класс 11- ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: преподаватель кафедры «Станки» МГТУ «СТАНКИН»

Область исследования: привод подачи современных станков с компьютерными системами управления.

Цель работы: исследование возможности повышения точности позиционирования приводов подачи современных станков с ЧПУ путем моделирования привода как многомассовой системы.

Для решения задачи повышения точности позиционирования необходимо сделать следующее:

1) изучение составных частей приводов подачи современных станков с 2) изучение вопроса об основных погрешностях, характерных для 3) создание модели привода подачи в системе Matlab;

4) исследование модели, анализ результатов моделирования.

Описание работы. В качестве среды для реализации проекта был использован пакет Matlab 2007, что позволило создать модель привода, используя блоки стандартных библиотек. На первом этапе были рассмотрены основные компоненты привода подачи, их характеристики, которые в дальнейшем будут использоваться в моделировании, и определены параметры компонентов привода для расчетов. На следующем этапе были рассмотрены основные погрешности, характерные для приводов подачи. Затем создается модель привода подачи в Matlab, с учетом выбранных параметров привода. На последнем этапе проводится исследование модели и анализ результатов моделирования.

Выводы: использование математического моделирования позволяет определить кинематическую погрешность ШВП и повысить точность позиционирования исполнительного органа. При этом модель привода подачи рассматривалась как многомассовая система, учитывались жесткостные характеристики входящих в состав элементов. Результаты работы могут применяться на этапах проектирования привода подачи, для выбора оптимальных характеристик и как следствие, повышения точности позиционирования исполнительного органа станка с ЧПУ.

Механика, конструирование и управление, машиностроительная компьютерная графика

СТАТИЧЕСКИЙ И ДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СТЕРЖНЕВОЙ

КОНСТРУКЦИИ НА ПРИМЕРЕ ФЕРМЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО

МОСТА СРЕДСТВАМИ SOLIDWORKS

Автор: Кузнецов Константин Сергеевич, класс 11- ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: к.т.н., преподаватель МГТУ «СТАНКИН»

При проектировании конструкций из металла, которые во время эксплуатации подвергаются разнообразным нагрузкам, необходимо проводить ряд расчетов с целью определения их работоспособности. Эти расчеты можно разделить на статический, при котором исследуется жесткость конструкции, и динамический - где рассматриваются формы колебаний конструкции на собственных частотах.

Таким образом, основной областью исследования данной работы являются статические (жесткость и запас прочности) и динамические свойства конструкции (формы колебаний и собственные частоты).

Предметом исследования и примером такой конструкции является стержневая модель фермы железнодорожного моста.

Целью работы было исследовать с помощью моделирования возможности повышения статических и динамических свойств конструкции железнодорожного моста путем ее модернизации, добавления новых элементов или изменения геометрии имеющихся.

В работе создана трехмерная твердотельная модель базового варианта конструкции железнодорожного моста. Так как конструкция представляет собой набор стержней, изменялось их количество, расположение и форма сечения. Построение модели и математическое моделирование проводилось средствами пакета SolidWorks. Выполнен статический анализ модельных экспериментов, на основе которого определены и изменены наиболее слабые элементы. Построены эпюры деформированного состояния, проведен динамический анализ, определены собственные частоты конструкции, рассмотрены формы колебаний, при необходимости внесены дополнительные изменения в конструкцию.

Робототехника

РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО

СБОРАИ АНАЛИЗА ТОПОГРАФИЧЕСКИХ ДАННЫХ НА БАЗЕ РОБОТА

НА ДВИЖУЩЕЙСЯ ПЛАТФОРМЕ

Автор: Гавриков Дмитрий Александрович, класс 11- ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: учитель информатики, преподаватель МГТУ «СТАНКИН», к.т.н. Глубоков Александр Владимирович В основу проекта легло практическое изучение возможностей проведения топографического анализа и составления карт различных местностей с применением современных технологий. Не секрет, что в данном виде деятельности автоматизация просто необходима: только использование различных технических средств может обеспечить точность при построении карт, а в непригодных для человека средах это и вовсе возможно только с их применением.

Основной целью работы стала разработка комплексного решения для построения карты местности в условиях управляемой экспериментальной среды (лабиринта). В состав системы входят:

• Функционирующая модель робота на движущейся платформе под управлением аппаратной вычислительной платы ArduinoUno, осуществляющая сбор информации об окружающей местности. В качестве сенсорной базы используются дальномеры, установленные на сервоприводы для обеспечения углового обзора.

• Программное обеспечение, организующее управление моделью и передачу собранных данных на ПК.

Среда разработки: ArduinoIDE, язык программирования: Processing • Программное обеспечение для ПК, производящее анализ полученных данных и непосредственно формирующее карту местности в реальном времени. Предоставляет также дополнительные возможности, такие как ручное управление моделью, составление карты по заранее собранным данным, демонстрационный режим, в котором деятельность модели имитируется самой программой, и некоторые другие.

Среда разработки: MSVisualStudio, язык программирования: C# Работа выполнена на стыке информатики (создание программного обеспечения), физики (кинематические расчёты, связанные с нахождением положения модели в пространстве) и математического анализа (механизм построения карты).

Для создания модели была тщательно подобрана элементная база, а также достаточно полно изучен принцип работы каждого из используемых модулей.

Помимо этого, теоретически рассмотрены возможные усовершенствования, применение которых позволило бы использовать модель не только в экспериментальной среде (лабиринте), но и на практике, являющиеся, однако, Робототехника крайне дорогостоящими и недоступными для приобретения в рамках данного проекта.

Основным результатом проделанной работы является авторский алгоритм построения топографической карты местности исходя из данных, полученных от дальномеров модели и кинематических расчётов ее положения в пространстве.

КОНСТРУИРОВАНИЕ МАШИНКИ-РОБОТА НА ПЛАТФОРМЕ ARDUINO

Автор: Колоколов Александр Андреевич, класс 11- ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: доцент кафедры РиМ МГТУ "СТАНКИН", к.т.н.

Предметом исследования является создание программного обеспечения для управления колесной платформой мобильного робота с помощью контроллера Arduino duemilanove 2009 ATMEGA 328P.

Цель работы:

обеспечение для управления колесной платформой мобильного робота.

Ход работы:

1) Анализ литературных источников.

2) Разработка алгоритма управления роботом.

3) Конструирование робота.

4) Создание программного обеспечения для контроллера Arduino duemilanove 2009 ATMEGA 328P на языке Processing.

Для изучения методов программирования и технических характеристик микроконтроллера использовалась книга У. Соммер «Программирование микроконтроллерных плат Arduino/Freeduino» изд. «Электроника» 2009 г. В данном источнике изложена вся необходимая информация для осуществления поставленной цели, а именно: описание электронных компонентов и принципов их работы, принцип программирования микроконтроллеров.

Результат работы. Создана колесная платформа мобильного робота с ультразвуковым дальномером для объезда препятствий.

Робототехника

РАСПОЛОЖЕНИЕ ГИДРОПРИВОДОВ В МАНИПУЛЯТОРЕ

Автор: Костюков Алексей Михайлович, класс 11- ГБОУ многопрофильный технический лицей №

Научный руководитель: инженер кафедры “Гидромеханика, гидромашины и гидропневмоавтоматика” МГТУ им. Н.Э.Баумана Целью работы является написание программы для анализа и подбора наилучших положений гидропривода в манипуляторе в зависимости от входных параметров. Наилучшим положением гидропривода является то, при котором он дает наибольший момент силы.

Основным объектом исследований была система, состоящая из двухзвенного манипулятора и гидропривода. Задача состояла в том, чтобы определить, как влияет положение гидропривода на рабочие характеристики манипулятора. Данное исследование очень актуально в промышленных сферах, так как если можно будет наилучшим образом закрепить гидропривод в манипуляторе, рассматриваемая система будет давать наиболее эффективную работу, а именно относительно интересующего нас фактора, грузоподъемности.

В ходе работы была написана программа в Mathcad, которая на основе входных параметров помогает найти наилучшее положение гидропривода. В качестве входных данных были использованы: сила, вырабатываемая гидроприводом, длина поршня, а также расстояния от крепления звена манипулятора до креплений гидропривода(x1,x2). Принцип нахождения наилучшего положения гидропривода заключается в том, чтобы найти наибольший момент силы, производимый данным гидроприводом. Именно этот показатель позволит нам получить наибольшую грузоподъемность манипулятора, что нас и интересует. Программа перебирает все возможные положения крепления гидропривода, основанные на входных данных, и находит максимальный момент силы при данном креплении и выдвинутости поршня гидропривода. Итак, перебрав все положения гидропривода, программа находит для каждого положения привода наибольший момент.

Конечным результатом является матрица, в ячейки которой выводятся максимальные моменты силы для каждого положения привода.

Выводы. В конечном итоге создана программа, позволяющая строить график поверхности, на основе которого делается главный вывод о том, что чем дальше закреплен гидропривод от крепления звена манипулятора, тем наибольшее большой момент силы он создает, что впоследствии дает нам наибольшую грузоподъемность. В итоге, в том месте, где гидропривод дает наибольший момент силы, мы и будем закреплять его, так как это положение является наилучшим.

Робототехника

ГЕНЕРАТОР ДОЛГОВРЕМЕННОЙ ЛИНЕЙНОЙ РАЗВЕРТКИ НА

МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ

Автор: Лиман Дмитрий Алексеевич, 11 класс Руководитель: старший преподаватель, НИЯУ МИФИ Одним из методов измерения параметров диэлектриков и высокоомных широкозонных полупроводников является метод термостимулированных токов, суть которого заключается в следующем: образец при температуре Т засвечивается в течение некоторого времени светом с энергией квантов, близкой к ширине запрещенной зоны, что приводит к изменению зарядовых состояний глубоких уровней. После этого образец, к которому приложено испытательное напряжение, нагревается до температуры Т2 с помощью нагревателя по линейному закону. При этом разрядка уровней приводит к возникновению тока в цепи образца в виде последовательности пиков, по амплитуде и положению которых можно определить такие параметры, как:

концентрация и глубина залегания в запрещенной зоне примесных уровней.

Для получения температурной развёртки нагреватель должен быть подключен к устройству управления, которое состоит из генератора линейной развёртки, в качестве задатчика температуры, датчика температуры (термопара) и системы авторегулирования с обратной связью по температуре.

Целью данной работы является разработка и изготовление макета генератора линейной развертки с диапазоном выходного напряжения 0 5 В и тремя временными диапазонами: 30, 60 и 120 мин. Сформировать долговременную развертку можно двумя способами: аналоговым и цифровым.

Однако аналоговый способ не удобен по ряду технических причин, поэтому был выбран цифровой.

Осуществить подобный генератор рациональней всего с помощью особого класса электронных приборов, называемых микроконтроллерами.

которого входят сетевой трансформатор, диодный мост VD1-VD4, Робототехника сглаживающий фильтр С1, интегральный стабилизатор 7805 (на схеме не показаны). Выбор скорости развертки осуществляется нажатием кнопок SB1SB3, при этом зажигается соответствующий светодиод. Нажатие подтверждается коротким звуковым сигналом. Широтно-импульсно модулированный (ШИМ) сигнал с микросхемы подается на вход фильтра нижних частот, с выхода которого снимается сигнал развертки. По окончании развертки выходное напряжение сбрасывается до нуля, что также сопровождается звуковым сигналом, и система ждет следующей команды. Для экстренной остановки измерения и перезапуска микроконтроллера нажимается кнопка SB4 (Reset).

Программа для микроконтроллера написана в среде компилятора MPLAB IDE v8.30 и отлаживалась с помощью симулятора Proteus 7.7 SP2. Память микросхемы прошивалась программатором Velleman 111.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОБИЛЬНОГО РОБОТА

Автор: Мелешников Андрей Михайлович, класс 11- ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: доцент кафедры РиМ МГТУ “Станкин” к.т.н.

Предметом исследования является возможность использования AVR микроконтроллера семейства Mega в простейших роботах с фотодатчиком.

Цель работы - создание простейшего мобильного робота, предложенного на сайте myrobot.ru. Робот должен уметь двигаться в пределах области, ограниченной черной линией.

Для изучения микроконтроллера и его технических характеристик, использовалась книга Евстифеева Ф.В. “Микроконтроллеры AVR семейства Mega”. Схема устройства и программный код взяты с сайта myrobot.ru. Для компиляции программного кода и прошивки микроконтроллера использовалась среда разработки WinAVR.

Для реализации принципиальной схемы робота, опубликованной на сайте myrobot.ru, было выполнено:

1) Адаптирована схема устройства робота.

Осуществлены сборка и пайка элементов на плату.

Сделана прошивка микроконтроллера.

В робот вмонтирован датчик границы, который был сделан из фототранзистора и яркого светодиода. Принцип работы датчика границы основан на свойстве поверхностей по-разному отражать падающий на них свет.

Робототехника Черные или темные поверхности отражают свет намного хуже, чем белые или светлые. Улавливая отраженный свет, робот сможет определять тип поверхности, находящейся под датчиком. Свет от светодиода отражается от поверхности и улавливается фототранзистором. При срабатывании фототранзистора на выходе формируется сигнал низкого уровня, который и подается на один из свободных входов микроконтроллера.

Результат работы. Был создан простейший мобильный робот, способный двигаться в пределах области, ограниченной черной линией. Робот создан на базе микроконтроллера ATmega8 и драйвера управления двигателями L293D.

РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ УПРАВЛЕНИЯ ДИОДНОЙ ГИРЛЯНДОЙ

НА БАЗЕ ПРОГРАММИРУЕМОГО ЛОГИЧЕСКОГО

Автор: Назина Валерия Валерьевна, 11 класс Руководитель: к.т.н., доцент МГТУ «Станкин» Нежметдинов Р.А.

Целью работы над проектом было изучение возможностей программируемых логических контроллеров (ПЛК) и особенностей их применения в проектах автоматизации. ПЛК уже десятилетия являются неотъемлемой частью систем автоматизации предприятий и систем управления технологическими процессами. Спектр приложений, в которых используют логические контроллеры, достаточно широк.

Программируемые логические контроллеры представляют собой микропроцессорные устройства, предназначенные для выполнения циклических алгоритмов управления. Принцип работы ПЛК заключается в сборе и обработке данных по прикладной программе пользователя с выдачей управляющих сигналов на исполнительные устройства. Такое устройство может заменить сотни электромеханических реле. Реализация функций логических контроллеров не аппаратно, а программно, позволяет постоянно адаптировать их к работе в новых условиях с минимальными усилиями и затратами. В данной работе рассмотрена возможность их применения для автоматизации диодных гирлянд, которые используются в рекламных конструкциях и для декорирования помещений [1].

Для реализации проекта применялись автономные ПЛК отечественного производства Робокон-1456, для программирования которых используется среда разработки управляющих программ «Adept.DL» [2].

Робототехника Разработано пять алгоритмов световой индикации диодной гирлянды, реализация которых осуществлялась на языке программирования FB (FunctionalBlocks, функциональные блоки).

В ходе работы удалось получить теоретические сведения о работе программируемых логических контроллеров в системах автоматизации и осуществить практическую реализацию циклических алгоритмов работы объектов управления.

Литература.

1. Петров И.В., "Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования" - М.:СОЛОН-Пресс, 2004.

2. Adept.DL – руководство пользователя, 2010 ООО РОБОКОН».

РАЗРАБОТКА МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ И СИЛОВОЙ ЧАСТЕЙ

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МОБИЛЬНОЙ КОЛЁСНОЙ ПЛАТФОРМЫ

Автор: Новиков Владимир Викторович, класс11-1, ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: к.т.н., доцент кафедры «Робототехника и мехатроника»

МГТУ «Станкин» Поливанов Александр Юрьевич Предметом исследования является мобильная колёсная платформа, её микропроцессорная и силовая часть системы управления. При этом важно наличие у платформы двух двигателей и сенсоров для обнаружения препятствий.

Целью работы является разработка микропроцессорной и силовой частей системы управления мобильной колёсной платформы. Микропроцессорная часть системы управления колёсной платформы предусматривается на базеMCS-51. Причина выбора этого микроконтроллера:

- доступность литературы и технической документации;

- простота встраивания.

Выполнен анализ литературных источников о:1) системах управления мобильными колёсными платформами, 2) микроконтроллере MCS-51, 3) силовых частях, приводящих в движение роботов. Использовалась литература:

Ю. Г. Мартыненко. «Управление движением мобильных колёсных роботов».

Центр новых информационных технологий МГУ, Изд. дом «Открытые системы», 2005. При изучении технических характеристик микроконтроллера MCS-51 использовалась следующая литература: А.В.Фрунзе.

«Микроконтроллеры? Это же просто». Изд.дом «Додэка-ХХI», 2007, А. В.

Бабарыкин». Однокристальные микро ЭВМ», справочник. Изд. МИКАП, 1994.При изучении силовых частей, приводящих в движение роботов, использовались публикации в интернете.

Робототехника В процессе анализа данной литературы собран необходимый для решения поставленной задачи материал, а именно: описание, технические характеристики, принцип действия составляющих мобильной колёсной платформы.

Этапы выполненной практической работы:

1.Разработка микропроцессорной системы управления мобильной колёсной платформы на основе микроконтроллера MCS-51.

2.Разработка силовой части системы управления мобильной колёсной платформы.

3.Конструирование мобильной колёсной платформы.

4.Конструирование системы управления мобильной колёсной платформы на основе микроконтроллера MCS-51.

5.Конструирование силовой части системы управления мобильной колёсной платформы.

6.Проведение испытаний мобильной колёсной платформы.

Результат работы. Сконструированная микропроцессорная и силовая части системы управления совместно с программным обеспечением позволяет приводить робота (мобильной колёсной платформы) в движение. Результаты, полученные в ходе испытаний, позволяют предположить, что такие системы можно использовать для конструирования и других видов платформ.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДНО-ПЕРЕПАДНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ДРОССЕЛЕЙ

Автор: Панасенков Дмитрий Александрович, класс 11- ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: преподаватель кафедры Э-10МГТУ им. Н.Э.Баумана Предмет исследования: Пневматика.

Целью работы было выполнить эксперимент по определению расходноперепадных характеристик двух пневматических дросселей и выявить на полученных характеристиках участков достижения звуковой скорости, на которых расход воздуха, протекающего через дроссель, становится независимым от перепада давлений. Также интерес представляет исследование влияния на характеристики изменения формы дроссельного отверстия.

Теоритической частью проектной деятельности являлось исследование научной литературы, связанной с пневматическими приводами, физической основой пневмосистем, исполнительной подсистемой, состоящей из пневматических цилиндров, поворотных пневматических двигателей, специальных пневматических исполнительных устройств. Рассматривались Робототехника направляющие и регулирующие подсистемы, информационные подсистемы и логико-вычислительные подсистемы.

Работа состояла из следующих этапов:

1). Экспериментальное определение на определённом участке пневмо цепи, в данном случае этим участком является дроссель, давления на входе и на выходе из дроссельного отверстия. Измерение давления выполнялось при помощи монометров. Измерение расхода воздуха на выходе из дросселя, то есть измерение того количества сжатого воздуха, которое проходит через дроссельное отверстие за единицу времени, выполнялось расходомером.

2). Сборка пневмосхем, в которые входили цилиндры, поршни и распределители, при подключении которых можно относительно точно измерить расход воздуха.

3). Анализ построенных графиков, данные которых были получены в ходе эксперимента.

Выводы. Анализируя график отношения давления на входе и на выходе из дроссельного отверстия к расходу воздуха, данные которого были получены на практике, можно сказать, что при достижении звуковой скорости расход становится независимым от перепада давления на входе и выходе из дросселя и, следовательно, теория является верной. При измерении давления на выходе и на входе из разных дросселей, были найдены критические точки давления, то есть те значения давлений, при которых поток воздуха достигал скорость звука.

Значения давлений в этих критических точках равны примерно 0.015 кг/см2 в одном дросселе и 0.008 кг/см2 в другом (дроссели отличаются формой отверстия). Из полученных данных можно сделать вывод, что от формы дроссельного отверстия зависит расход воздуха на выходе из дросселя.

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ И ПРОГРАММНОГО

ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МОБИЛЬНОЙ КОЛЕСНОЙ

ПЛАТФОРМОЙ

Автор: Сидоров Артем Павлович, класс 11- ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: доцент кафедры «Робототехника и мехатроника», к.т.н.

Предметом исследования является микроконтроллер семейства MCS-51 и разработанное для него программное обеспечение для управления колесной платформой мобильного робота. При этом вид мобильной платформы не играет особого значения. Важно только наличие у платформы двух двигателей и сенсоров для обнаружения препятствий.

Робототехника Целью работы является разработка алгоритма управления и программного обеспечения для управления мобильной колесной платформой.

Ход работы: 1) Разработка наиболее подходящего алгоритма управления роботом, посредством теоретического анализа литературных источников. 2) Разработка программного обеспечения для микроконтроллера семейства MCSпозволяющего управлять мобильной колесной платформой. 3) Используя отладчик ассемблерных программ, отладить программное обеспечение микроконтроллера. 4) Реализация разработанного программного обеспечения на мобильной колесной платформе или ее модели.

Методы: Для изучения методов программирования и технических характеристик микроконтроллера, использовалась следующая литература: А.В.

Фрунзе “Микроконтроллеры? Это же просто!”, А.В. Боборыкин “Однокристальные микро ЭВМ”. В данных книгах изложена вся необходимая информация для осуществления поставленной цели, а именно: описание электронных компонентов и принципов их работы, принцип программирования микроконтроллеров.

Для отладки ассемблерной программы используется среда Pinnacle 52, которая позволяет проверить работоспособность ассемблерного кода без использования аппаратной части.

Результат работы: Разработанный алгоритм и программное обеспечение для управления мобильной колесной платформой обеспечивают качественное адаптивное управление мобильной платформой с минимальным участием человека-оператора. Реализованное программное обеспечение на мобильной платформе или ее модели, позволит ей объезжать внешние препятствия без участия человека-оператора. Кроме того, предполагается, что полученные в ходе работы результаты можно использовать для построения других видов платформ.

РОБОТ-СПАСАТЕЛЬ

ГБОУ многопрофильный технический лицей №1501.

Руководитель: преподаватель кафедры рк-10 МГТУ им. Н.Э. Баумана В настоящее время довольно актуальна тема замены человека роботом на жизненно опасных работах. Глубоководное погружение, местность, непригодная для дыхания, спасательные работы – для всего этого ведётся активное конструирование роботов, которые помогают избежать человеческих жертв в ситуациях, когда нужно действовать в подобных неблагоприятных для человека средах. Темой своей работы я избрал робота-спасателя потому, что являясь весьма актуальной, она также позволяет выбирать из широкого спектра назначений для будущего робота. Например, робот, способный оказывать Робототехника людям помощь в тушении пожаров, или при ликвидации завалов.

Целью своей работы я поставил создание не дорогого робота, способного самостоятельно передвигаться на огонь, способного выбираться из под завала, а также имеющего возможность сменять одну несущую его конструкцию на другую максимально просто. Для выполнения поставленной цели мне пришлось решить несколько различных задач, а именно:

Определение наиболее надёжного способа передвижения в условиях сложного ландшафта (завал, обгоревшее здание, шахта).

Выбор способа определения того, где находится возгорание.

Возможность смены одной несущей конструкции для робота на другую как можно более простым способом.

Возможность простого перепрограммирования робота для выполнения более конкретизированных задач.

Методы решения. Большинство подобных роботов, рассчитанных на помощь спасателям в жизненно опасных ситуациях, не имеют возможности смены способа передвижения, а также управляются дистанционно и не имеют возможности передвигаться самостоятельно, без команд оператора. Путём применения платформы Arduino Uno, расширения к платформе Motor Shield, а также датчиков и составных компонентов, эти задачи были мною решены.

Чтобы обеспечить робота возможностью мобильной смены одной несущей его конструкции на другую, было приобретено специальное расширение для платформы, на которой программировалось его движение. Это расширение, имеющее название “Motor Shield”, позволяет в течение пары минут сменить тип или платформу передвижения робота при наличии только контактов, на которые подаётся напряжение для питания двигателей или движков, а также источника тока, обладающего достаточным напряжением. “Motor Shield” также имеет свои ограничения на подаваемое напряжение, но максимально разрешённого напряжения вполне хватает для того чтобы запитать большинство электродвигателей средних мощностей (до 20 В).

Чтобы определить, куда ехать, мой робот использует датчики, направленные в четыре различные стороны, определяющие в какую из сторон нужно ехать.

При помощи breadboard (платформы, позволяющей собирать электрические схемы без помощи пайки), была собрана схема, позволяющая получать данные с четырёх фоторезисторов, подключённых к Ардуино.

Каждый из фоторезисторов направлен в одну из четырёх сторон и показывает освещённость с данной стороны машинки. Такой способ определения огня хорошо подходит для закрытых помещений без открытого доступа дневного света, что соответствует требованиям к роботу, так как источник возгорания, к которому есть открытый доступ, не представляет большой сложности для тушения. Благодаря breadboard, вся конструкция обладает мобильностью и не нуждается в пайке. Это позволяет в любой момент снять устройство с одной движущейся платформы и установить на другую, к примеру, более мощную, в зависимости от потребности.

Робототехника Вторым этапом действий робота, после обнаружения цели, являются те действия, ради которых он и должен был добраться до цели. В случае с пожаротушением это остановка вблизи от очага возгорания и выпускание противопожарной пены. Чтобы определить, когда нужно остановиться, мною был дополнительно включён в цепь терморезистор и дальномер.

Выводы. В данной работе были рассмотрены некоторые возможности для развития робототехники, в частности, позволяющие спасать человеческие жизни. Мною был разработан и спроектирован прототип робота-спасателя, умеющего находить очаги возгорания, возвращаться из завалов, а также способного подстраиваться под конкретный тип перемещающей его платформы. Также этого робота несложно научить новым задачам, или усовершенствовать алгоритмы выполнения уже имеющихся.

Имея нужные датчики, breadboard, Arduino Uno, а также возможность программировать на основе данного прототипа может быть создан самостоятельный робот-спасатель, способный выполнять большее количество функций также без участия человека.

К уже имеющемуся прототипу можно добавить такие функции как:

Измерение расстояний до предметов в большем диапазоне, чем по прямой (приблизительно 60 градусов).

Вычисление оптимального пути на основе данных о предметах перед роботом (объезд препятствий).

Занесение пройденного роботом пути в память платформы, составление карты на основе этих данных.

Установка робота на более мощную движущуюся платформу для установки на неё необходимого оборудования, например, для пожаротушения.

Обладая такими качествами, как работа без оператора, данный робот также не будет уступать по своим другим характеристикам иным роботампожарникам или подобным ему роботам-спасателям.

Информационные технологии

СИНТЕЗАТОР ГИТАРНЫХ ТАБУЛАТУР

Автор: Антропов Иван Сергеевич, класс 11- ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: к.т.н., преподаватель МГТУ «Станкин»

Область исследования. Программная модуляция звуковых частот.

Цель работы. Создание работоспособного программного продукта на высокоуровневом языке Java для программной модуляции звука на основе гитарных табулатур.

Задача работы. Изучение возможностей языка Java и последующее использование их на практике.

Описание работы. Большинство начинающих гитаристов при работе с композицией в первый раз не в состоянии представить звучание песни.

Данная работа заключается в разработке программного продукта, призванного помочь начинающим гитаристам преодолеть эту проблему. Взяв за основу возможности языка Java и библиотеки Jfugue, я создал программу для перевода гитарных табулатур в ноты и их последующего воспроизведения.

Библиотека Jfugue необходима для дополнительного расширения возможностей языка программирования Java. Она предоставляет базовые возможности по воспроизведению нот. Для написания рабочего алгоритма потребовалось изучение базовой музыкальной теории.

ИГРОВЫЕ КОЛЛИЗИИ

ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: учитель информатики, преподаватель МГТУ «СТАНКИН», к.т.н. Глубоков Александр Владимирович Область исследования. Моделирование физики реального мира в игровом мире.

Цель работы. Создать компьютерную модель удара, исследовать возможности обнаружения коллизий (столкновений) объектов.

Аспекты работы:

Законы сохранения импульса и энергии.

Характеристика ударов Методы обнаружения коллизий Практическая реализация.

Информационные технологии Описание работы.

После создания некоторого каркаса компьютерной игры, возникает необходимость добавить действие в игровой мир. Даже когда есть база игры без обработки коллизий объекты мира не смогут взаимодействовать друг с другом.

Яблоко, соприкоснувшись с землей, не престанет падать. Пуля, выпущенная в цель, пройдет сквозь неё, не задев последнюю. Для всего этого необходимо обрабатывать взаимодействия объектов.

Для этого необходимы знания многих тем школьного курса. Координатновекторный метод используется для хранения объектов, измерения расстояний между ними. При помощи курса планиметрии (если говорить о трехмерной графике, то добавляется стереометрия) определяются вероятные точки пересечения, характер пересечений. Для описания движения в поле тяжести не обойтись без навыка решать кинематические задачи. В простейшем случае, в качестве модели столкновения используются модели упругого и абсолютно неупругих ударов. Законы сохранения импульса и энергии так же помогают создавать модель реальности.

В данной работе разработаны и реализованы модели для нахождения коллизий. Разобраны основные модели ударов и предоставлены в виде, удобном для использования в конечном программном продукте.

Главный результат работы. Представлена игра Touchanoid, реализующая решения рассмотренных проблем.

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ГЕНЕРАЦИИ

ПРОГРАММНОГО КОДА

Автор: Гершойг Антон Александрович, класс 11- ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: доцент кафедры управления и информатики в технических системах МГТУ «СТАНКИН», к.т.н. Чеканин Владислав При изучении основ алгоритмизации и программирования у обучающихся возникают некоторые трудности, связанные с использованием выбранного языка программирования. В результате при разработке и реализации алгоритмов обучающиеся тратят много времени на изучение набора используемых операторов языка программирования, ключевых слов языка, правил построения программного кода, синтаксиса языка, правил построения выражений, структуры программы и пр. Разработанная прикладная обучающая Информационные технологии программа генерирует в автоматическом режиме программный код на языке С/С++, что позволяет обучающимся, обладающими минимальными навыками программирования на алгоритмическом языке высокого уровня, сосредоточиться на разработке алгоритмической составляющей программы.

Выполнение любого алгоритма можно свести к последовательному вызову следующих простых и вложенных блоков: начало/конец, ввод/вывод, цикл, условие и процесс. Используя эти блоки, можно записывать алгоритм решения практически любой по сложности задачи. В основу работы разработанной системы автоматической генерации программного кода положен алгоритм программного управления этими блоками. Разработанная система, в зависимости от того, какие блоки были выбраны и в какой последовательности они вызываются, добавляет в генерируемый программный код соответствующие операторы языка программирования.

Основные возможности системы:

генерация программного кода по набору вызванных блоков произвольного уровня вложенности;

включение в текст программы стандартных функций языка программирования С/С++ (sin(), cos(), rand() и пр.);

автоматическое добавление в программный код соответствующих библиотек при вызове функций (библиотека стандартного вводавывода iostream.h, библиотека математических функций math.h и пр.);

управление переменными программы с помощью встроенного редактора переменных, позволяющего описывать знаковые и беззнаковые переменные и константы различных типов, а также одномерные и двухмерные массивы;

визуализация программного кода в виде структурограммы (диаграммы Насси-Шнейдермана), отображающей последовательность вызовов использованных программных блоков;

запуск созданной программы на исполнение и проверка корректности созданного программного кода.

Разработанная программа генерирует программный код на языке программирования С/С++ без использования указателей, пользовательских функций и методов объектно-ориентированного программирования. Программа протестирована на простейших алгоритмических задачах, таких как сортировка одномерного массива, поиск максимального/минимального элемента массива, нахождение корней квадратного уравнения и др. Наглядность и простота использования разработанной программы делают ее применимой для обучения началам программирования на алгоритмическом языке высокого уровня, в частности, на языке С/С++.

Информационные технологии

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПРОГРАММНЫХ РЕАЛИЗАЦИЙ

СТАНДАРТОВ ХЭШИРОВАНИЯ ГОСТ Р 34.11-94 И SHA- Автор: Гузей Андрей Александрович, класс 11- ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: доцент кафедры ИУ-8 МГТУ им. Баумана, к.ф.-м.н., Лебедев Анатолий Николавевич Область исследования: криптографический анализ.

Предмет исследования: исследование и сравнение алгоритмов хэширования SHA-3 и GOST 34-11.94 как криптографических (свойство лавинности изменения битового представления хэш-кода при небольшом изменении исходного сообщения, свойство равновероятности появления битов в каждой позиции хэш-кода), так и эксплуатационных (латентность алгоритма и его пропускная способность).

Цель и задачи работы: Исследование применимости алгоритмов к задачам практической криптографии; исследование эффективной реализуемости алгоритмов на языках высокого уровня для применения в практических приложениях; сравнение производительности алгоритмов SHA- и GOST 34-11.94 при их реализации на языке высокого уровня; статистический анализ таких свойств алгоритмов как лавинность и равномерность появления битов.

Описание работы: Поскольку алгоритм SHA-3 утвержден только в октябре 2012 года, в отечественной и зарубежной литературе еще нет исследования криптографических свойств данного алгоритма. В работе рассматриваются алгоритм Keccak, послуживший основой для SHA- (источник: http://keccak.noekeon.org), алгоритм GOST 34.11-94 (источник:

gost34.11-94.pdf), а также алгоритм GOST 28147.89, который используется в http://protect.gost.ru/document.aspx?control=7&id=139177).

Выполнен сравнителный анализ алгоритмов. Созданы классы языка C++, реализующие алгоритмы SHA-3 и GOST 34-11.94.

Компьютерный продукт: 1). Создана библиотека tcrypto.dll, реализованная на языке C++ и использующая разработанные классы SHA3 и GOSTHash; 2). Написана программа на языке C#, использующая библиотеку tcrypto.dll, иллюстрирующая криптографические свойства алгоритмов и определяющая латентность и пропускную способность алгоритмов.

Главный результат: Моя реализация алгоритмов SHA-3 и GOST 34-11. показала хорошие результаты при анализе их свойств лавинности и равномерности распределения бит.

Что нового сделано, получено или применено: впервые проведён сравнительный анализ алгоритмов: нового SHA-3 и GOST 34-11.94. Показано, что можно использовать SHA3-3 как весьма эффективный и надёжный алгоритм хеширования.

Информационные технологии

РАЗРАБОТКА СЕРВИСА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И ОБРАБОТКИ

ФОТОГРАФИЙ ДОКУМЕНТОВ

Автор: Иванкин Фёдор Андреевич, класс 11- ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: к.т.н., доцент кафедры «УИТС», МГТУ «Станкин»

Область исследования: обработка растровых изображений, программные средства повышения качества изображений, создание веб-приложений.

Предмет исследования: информационные технологии и веб-технологии, технологии обработки растровых изображений, веб-сервисы.

Цель работы: создание веб-сервиса, обеспечивающего улучшение качества фотографий документов, их обработку и хранение.

Для решения поставленной задачи я выбрал язык программирования Python. Для его освоения я прочитал учебники: “Язык программирования Python”, автор Р.А.Сузи. В качестве средства обработки изображений была выбрана библиотека OpenCV. Для ее изучения я использовал материалы:

OpenCVtutorial, OpenCVdocumentation. Для изучения средств создания вебприложений на языке Python я использовал учебные материалы по стандартам CGI и WSGI.

Разработано программное обеспечение, повышающее качество фотографий документов путем выравнивания освещения и устраняющее дефекты снимка.

Для предоставления пользователю интерфейса было разработано вебприложение обеспечивающее возможность загрузки документов, их обработки и хранения.

В качестве алгоритма обработки изображения использовалось размытие фильтром Гаусса с последующим делением оригинала на полученное размытое изображение. Также использовались алгоритмы цветовой коррекции.

При создании веб-интерфейса использовался стандарт WSGI для взаимодействия между Python-программой и веб-сервером.

В результате было создано веб-приложение, которое облегчает обработку и публикацию фотографий документов, снятых на камеры мобильных телефонов и прочих портативных устройств.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЯЗЫКА ПРОГРАММИРОВАНИЯ DELPHI

ДЛЯ СОЗДАНИЯ ИГРОВЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ НА ПРИМЕРЕ ИГРЫ

«ЯПОНСКИЕ КРОССВОРДЫ»

ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: учитель информатики Никишечкина Ольга Владимировна Информационные технологии Область исследования. Компьютерные игры и возможности их реализации в объектно-ориентированной среде программирования Turbo Delphi.

Цель работы. Создание игровой программы - приложения «Японские кроссворды» с целью увлечения программированием, как альтернативы использованию готовых игровых программ.

Задачи работы:

изучение предметной области;

разработка алгоритма работы программного продукта;

разработка интерфейса и отладка программного продукта.

Приложение «Японские кроссворды»

– это компьютерная версия известной и очень популярной головоломки, пришедшей к нам из Японии.

Правила игры В игровом поле нужно нарисовать зашифрованную картинку.

Сверху и слева от картинки находятся две числовые полосы – это условия головоломки, основываясь на которых необходимо выполнить задачу головоломки – разгадать зашифрованную картинку с количества клеток в строках и столбцах.

Главное меню приложения «Японские кроссворды» содержит названия кроссвордов с подпунктами:

«Разгадать», при выборе которого появляется чистое игровое поле с условиями головоломки (цифрами вверху и слева, определяющими, сколько клеток и в какой последовательности надо закрасить). Игрок может рисовать картинку двумя способами: щелчком левой кнопки мыши по клеткам поля игры или проведением мыши по полю при нажатой левой клавиши. Стирание картинки в клетках поля производится аналогичным способом, только при нажатии правой кнопки мыши;

«Подсказка» состоит из двух подпунктов: «Показать», при выборе которого показывается мини-картинка разгадываемого изображения, и «Спрятать», при выборе которого мини-картинка разгадываемого изображения прячется;

«Проверить» - проверка правильности решения данного кроссворда с выводом соответствующего сообщения;

«Показать картинку», при выборе которого на игровом поле показывается разгадываемое изображение, которое загружается из текстового файла.

Информационные технологии Прорисовка изображения берется из текстового файла и хранится в двумерном массиве. Производится подсчет количества закрашенных клеток в строках и столбцах и вывод этого количества в соответствующие числовые полосы в поле игры. Все действия программируются с использованием собственных процедур.

Работа демонстрирует графические возможности среды объектноориентированного программирования Delphi, использует разные события мыши и содержит обработку двумерных массивов.

Главный результат работы В работе показаны возможности и удобство использования среды объектно-ориентированного программирования Delphi 7.0 для разработки игровых приложений.

Работа выполнялась с увлечением в течение всего времени, и в результате были приобретены новые знания и навыки объектно-ориентированного программирования, что будет чрезвычайно полезно при будущей профессиональной деятельности.

РЕШЕНИЕ СИСТЕМ ЛИНЕЙНЫХ УРАВНЕНИЙ

РАЗЛИЧНЫМИ МЕТОДАМИ

Автор: Мартынов Алексей Николаевич, класс 11- ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: к.т.н. доцент кафедры информационных систем МГТУ “СТАНКИН” Иванова Светлана Михайловна Область исследования: информационные технологии.

Предмет исследования. Разработка программного обеспечения для ПК на основе различных численных методов решения систем линейных алгебраических уравнений с целью установить наиболее эффективный, с точки зрения быстродействия, метод. Проблема актуальна как для студентов первого и второго курсов, так и для школьников, занимающихся углубленным изучением математики в специализированных лицеях и гимназиях, так как решение данных систем уравнений вручную требует больших затрат времени.

Цель работы: проанализировать эффективность различных методов решения систем линейных алгебраических уравнений, таких как метод Халецкого, Гаусса и Крамера.

Задачи работы:

1. Сравнить вышеперечисленные методы решений систем линейных алгебраических уравнений Информационные технологии 2. Создать программы на языке программирования Delphi, реализующие данные методы решений систем линейных алгебраических уравнений в электронном виде.

В данной работе мною были рассмотрены методы решений систем уравнений Халецкого, Гаусса, Крамера. Написана программа на языке программирования Delphi, которая реализует эти методы.

Результаты работы программ показывают, что на современных компьютерах под управлением операционных систем семейства Windows времена получения решения одной и той же задачи практически неотличимы для трёх использованных методов.

РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ПРОЦЕДУРЫ ПРОВЕРКИ

ИНФОРМАЦИОННОЙ СВЯЗАННОСТИ В МОДЕЛЬНОМ

ПРЕДСТАВЛЕНИИ ПРЕДМЕТНОЙ ЗАДАЧИ НА НАЧАЛЬНОМ

ЭТАПЕ ЕЁ АВТОМАТИЗАЦИИ

Автор: Пахомова Ксения Игоревна, 11А класс Руководитель: д.т.н., профессор кафедры ИТиВС МГТУ «Станкин»

Областью исследований в этой работе являются базы данных и систематизация их заполнения и управления.

Предметом исследования стали различные системы предметных действий на начальном этапе автоматизации процессов. Тематика работы связана с областью информационных технологий, а именно связана с проблемой взаимодействия предметных специалистов и программистов на начальном этапе автоматизации предметных задач.

Цель работы: сформировать структуру данных для хранения и вывода информации о действиях предметной задачи.

Теоретическая часть работы включает:

Изучение правил формирования фиксации модели предметной задачи.

Разработка алгоритма получения информационного описания сложных предметных действий на основе описания простых действий.

Разработка структуры данных для хранения и обработки описаний.

Разработка формы выдачи результатов.

Практическая часть работы включает:

Изучение работы СУБД Access.

Формирование структуры данных для хранения информации.

Разработка программы разработки описаний.

Подготовка текстовых заданий.

Информационные технологии Проверка работы программы на текстовых примерах.

В качестве литературных источников использовались, в основном, книги:

Волкова Г.Д. Методология автоматизации проектно-конструкторской деятельности в машиностроении. Учебное пособие//М.: Издательский центр МГТУ "Станкин".- 2000г., 81с. и Лори Ульрих Фуллер, Кен Кук, Джон Кауфельд, Microsoft Office Access 2007 для "чайников".

Было выполнено формирование модельных представлений для нескольких примеров, включая задачу «Нахождение корней для всех квадратных уравнений».

После изучения СУБД Access была создана база данных, в которой были созданы формы для заполнения и управления таблицами. Позже в эти таблицы были занесены данные о различных предметных задачах. Были созданы различные запросы и отчеты для проверки работы базы данных.

В результате выполнения указанной разработки можно проводить информационный анализ системы предметных действий, хранить полученные описания и извлекать их по любому сложному предметному действию.

Данные разработки могут применяться в исследованиях в области математики, экономики и статистики.

СОЗДАНИЕ МОДИФИКАЦИИ ИГР В HPL ENGINE

Автор: Письменная Дарья Алексеевна, класс 11- ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: учитель информатики Никишечкина Ольга Владимировна Область, предмет Создание игр на основе уже существующих (модификаций) и изучение подобных движков для игр и программ для моделирования.

Цель работы. Создание двух или более уровней модификации игры с помощью программы HPL2engine, предоставляемой разработчиками, где в одном уровне будут присутствовать нестандартные модели. Проведение сравнительного анализа движка HPL2 с GoldSource (а также с более новым Source) и Unity.

Теоретическая часть работы включала:

1. Исследование программы для создания уровней(HPL2engine level editor).

2. Исследование программы для моделирования(3DsMax 2011).

3. Изучение использования программ для данного движка:

http://wiki.frictionalgames.com/hpl2/start.

4. Сравнение с GoldSource(Source) и Unity (истории создания, функций, популярности и т.п.) по материалам сайтов http://source.valvesoftware.com/ и http://unity3d.com/.

Информационные технологии 5. Выявление преимуществ и недостатков движка от frictional games.

Практическая часть работы включала:

1. Использование функций программ.

2. Создание начального уровня:

- программирование функций карты;

- работа со стандартными моделями.

3. Работа со звуком и предметами (записками, ключами). Работа со светом.

4. Создание новых моделей. Создание нового уровня. Работа с картой.

5. Возможно создание открытого пространства при помощи новых текстур и при использовании не рассчитанной на это игры.

Описание игровой программы:

1. HPL Engine (сокращённо HPL) — игровой движок, разработанный компанией Frictional использования в собственных проектах. Характерной частью движка является взаимодействие с предметами.

или Source — игровой движок, разработанный корпорацией Valve.

Его особенностями считаются гибкость, синхронизация движения губ с речью, технология выражения эмоций и система физики, работающая по сети. Gold Source является более старой версией движка (впервые использовался в 1998 году).

3. Unity — это инструмент для разработки двух- и трёхмерных приложений и игр и поддерживает множество операционных систем. Последнее время стал очень популярен из-за своих свойств.

Выводы. Были созданы уровни игры при параллельном изучении требуемых программ и прочих движков. Впоследствии возможно развитие данной деятельности.

СОЗДАНИЕ ИГРОВОГО ПРИЛОЖЕНИЯ «ЗМЕЙКА»

В СРЕДЕ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ

TURBO DELPHI

ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: учитель информатики Никишечкина Ольга Владимировна Информационные технологии Область исследования. Компьютерные игры и возможности их реализации в объектно-ориентированной среде программирования Turbo Delphi.

Цель работы. Создание игрового приложения «Змейка», как альтернативы использования готовых игровых программ.

Задачи работы:

изучение предметной области;

разработка алгоритма работы программного продукта;

разработка интерфейса и отладка программного продукта.

Описание работы По полю, состоящему из пустых и закрашенных клеток – забора, перемещается змея (5 квадратов). Управление движением змеи осуществляется с помощью соответствующих клавиш со стрелками на клавиатуре. На поле в произвольной клетке появляется яблоко. Змея должна съесть как можно больше яблок и при этом не врезаться в забор. При съедании яблока змея увеличивается (количество квадратов увеличивается на 1). При столкновении с забором игра заканчивается и начинается новая игра.

Главное меню приложения содержит пункты:

«Игра» с подпунктами «Новая игра», «Пауза», «Продолжить» и «Выход»;

«Карта» с подпунктами «Редактировать», при выборе которого можно нарисовать или стереть препятствия вручную, и «Выбрать карту», при выборе которого карта загружается из текстового файла.

«Уровень сложности» с подпунктами «Легкий», «Средний», «Сложный», при выборе которых меняется скорость движения змейки.

В нижней части приложения находится статусная строка, отображающая количество очков и длину змейки в данный момент.

Работа имеет конкретное практическое значение. Разработанный программный продукт доведен до эксплуатационного состояния и может использоваться на практически любом компьютере.

Работа демонстрирует графические возможности среды объектноориентированного программирования Delphi, использует разные события клавиатуры и мыши и содержит обработку двумерных массивов.

Главный результат работы. В работе показаны возможности и удобство использования среды объектно-ориентированного программирования Delphi 7. для разработки игровых приложений. В ходе работы над приложением для Информационные технологии решения поставленных задач автором были получены новые знания и навыки объектно-ориентированного программирования.

СОЗДАНИЕ ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА В СРЕДЕ TURBO DELPHI

ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЕГЭ В КОМПЬЮТЕРНОЙ ФОРМЕ

ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: учитель информатики Никишечкина Ольга Владимировна Цель работы. Разработать проект для проведения ЕГЭ по информатике в компьютерной форме.

Задачи работы:

разработка алгоритма работы программного продукта;

разработка интерфейса и отладка программного продукта.

Описание работы.

максимально приближен по дизайну и возможностям к существующей программе для проведения ЕГЭ в компьютерной форме.

Содержит формы для вариантов А, В и С.

В варианте В реализована возможность интеграции электронных таблиц Excel в Delphi для решения задач В12-В14.

При решении задач варианта С, программа пишется на языке Pascal, отлаживается, а потом заносится в протокол в виде текста.

В конце тестирования автоматически создается текстовый файл, имя которого такое же, как имя тестируемого ученика, в который записываются результаты тестирования с комментариями о правильности ответа.

Информационные технологии Информационные технологии в науке и технике

ОРТОРЕКУРСИВНОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ

Автор: Айсин Юнис Ринатович, класс 11- ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: учитель математики Моисеев Дмитрий Владимирович Областями исследования являются теория аппроксимации, теория ортогональных рядов и элементы функционального анализа. Предметом исследования является аналитически заданная, дифференцируемая и интегрируемая с квадратом функция, определенная на отрезке. Объект исследования — орторекурсивное разложение функции, определяемое как следующей схеме. Положим r0 f и рекурсивно определим последовательность Цель исследования — сравнительный анализ орторекурсивного разложения функции и классического разложения в ряд Фурье Перед автором были поставлены следующие задачи:

Получить общее представление о системах функций (в том числе, о некоторых конкретных ортогональных системах) и о классическом ряде Фурье;

ознакомиться, анализируя литературные источники, с определением и основными свойствами орторекурсивной схемы разложения функции;

разработать эффективный алгоритм орторекурсивного разложения функции;

практическая реализация алгоритма и создание компьютерной программы, позволяющей эффективно осуществлять орторекурсивное разложение функции и классическое разложение в ряд Фурье.

Общие представления о функциональных пространствах и ряде Фурье автор получил из «Элементов теории функций и функционального анализа»

А. Н. Колмогорова и С. В. Фомина, а также из «Теории функций вещественной переменной» И. П. Натансона. Определение орторекурсивного разложения, а также некоторые его свойства подробно описаны в цикле статей 2000-2005 гг.

В. В. Галатенко, А. Ю. Кудрявцева и Т. П. Лукашенко.

Ознакомившись с названными статьями и монографиями, было принято решение проводить сравнение орторекурсивного разложения функции и Фурьеразложения, сопоставляя их по следующим параметрам:

устойчивость к ошибкам вычислений коэффициентов и погрешности определения исходной функции, Информационные технологии скорость сходимости ряда, понимаемая как количество членов ряда, обеспечивающих достижение наперед заданной точности разложения, способность «сглаживать» анализируемую функцию, вычислительная эффективность.

Проведенный сравнительный анализ показал, что, помимо привлекательной возможности раскладывать функции в формальный ряд по неортогональным системам, обеспечиваемой орторекурсивным разложением, данное разложение устойчиво как к ошибкам вычисления коэффициентов разложения, так и к ошибкам вычисления значений раскладываемой функции, а также может быть использовано для «сглаживания» раскладываемой функции.

Разработанную автором библиотеку функций можно использовать в любых программных продуктах, осуществляющих, к примеру, частотный анализ и обработку сигналов различной природы.

РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ ПОИСКА ОПТИМАЛЬНОГО И

КРАТЧАЙШЕГО МАРШРУТОВ В КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЯХ

Автор: Болашев Кирилл Вячеславович, класс 11- ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: преподаватель информатики В настоящее время компьютерные сети стали неотъемлемой частью нашей жизни, мы встречаем их повсюду – провайдер, проводящий интернет до дома, по сути, оперирует большой компьютерной сетью; небольшая домашняя сеть из ноутбука и «основного» настольного компьютера, с которого мы передаем данные с одного на другой – маленькая компьютерная сеть внутри большой сети провайдера. Корпоративные сети компаний, беспроводные сети в кафе и, конечно же, сеть, объединяющая большинство этих, более маленьких сетей, Интернет – все эти вещи так или иначе соединяют какое-то количество компьютеров в одну сеть, где совершается обмен пакетами между компьютерами.

При большом количестве компьютеров, находящихся в сети, из-за невозможности или неудобства связать их вместе через один коммутатор, возникает надобность разделять сеть на подсети, при этом соединяя их между собой маршрутизатором, осуществляющего маршрутизацию пакетов, т.е.

определение корректного маршрута пакета для гарантированной доставки его в нужную подсеть.

Однако, при дальнейшем расширении сети, где будет использоваться не один и не два, а большее количество маршрутизаторов, доставка пакета Информационные технологии становится все более и более сложной задачей. Мы представляем нашу сеть как граф, где каждая вершина графа – маршрутизатор, «представляющий» какую-то сеть. Протоколы динамической маршрутизации (RIP, OSPF), осуществляющие маршрутизацию без вмешивания пользователя, для определения всех кратчайших маршрутов используют алгоритмы поиска кратчайшего пути по графу – алгоритм Дейсктры, алгоритм Беллмана-Форда.

Целью работы являлся анализ работы этих алгоритмов и последующее написание программы на ЯП Java с текстовым интерфейсом, реализующей эти два алгоритма и алгоритм Флойда-Уоршелла. Благодаря использованию языка программирования Java, созданная программа может запуститься на большинстве современных систем, имеющих консоль (Linux, MacOS, BSD, Windows). Тестирование программы проводилось на ОС Windows 7.

АНТИВИРУСНАЯ ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИОННЫХ

РЕСУРСОВ В ИНТЕРНЕТЕ

Автор: Волкова Валентина Николаевна, 10 класс Руководители: доцент МГТУ СТАНКИН, к.т.н. Суханова Наталия Вячеславовна, зам. директора школы Филимонова Надежда Васильевна Областью исследования данной работы являются средства защиты информационных ресурсов и систем от вирусных атак, с использованием передачи данных по сети Интернет.

Предметом исследования является алгоритм прогнозирования риска вирусной атаки при передаче данных по сети Интернет.

Целью работы является совершенствование алгоритмов антивирусной защиты информации.

Задачи:

1. Анализ методов защиты информации в Интернете (криптографическая защита, межсетевые экраны, антивирусной защиты).

2. Сравнение алгоритмов защиты информации с использованием прогнозирования вирусной атаки по сети Интернет 3. Использование алгоритма прогнозирования вирусной атаки для защиты данных пользователей Интернета.

4. Оценка эффективности антивирусной защиты данных пользователей Интернета.

Главным результатом работы является повышение эффективности антивирусной защиты данных пользователей Интернета.

Информационные технологии Главный практический результат работы - разработана программа для оценки риска вирусной атаки через Интернет и антивирусной защиты данных пользователей Интернета.

СЕЧЕНИЕ В ПИРАМИДЕ В ПОМОЩЬ КОНСТРУКТОРУ

Авторы: Ворожейкина Анна Викторовна, Руководитель: к.т.н., учитель математики, доцент кафедры ИС МГТУ «СТАНКИН» Иванова Светлана Михайловна Работа посвящена проблеме визуального представления комплиментарной цепи ДНК. Так как данная тема является довольно сложной для понимания, то мы решили создать программу, демонстрирующую процесс репликации ДНК.

Эта программа поможет понять принцип комплиментарности на наглядном примере, ведь, как известно, интерактивные методы обучения являются важной составляющей в процессе понимания и запоминания информации.

Таким образом, целью нашей работы было создание программы, которая строит комплиментарную цепь, соответствующую последовательности нуклеотидов.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

изучить информацию о молекуле ДНК и явлениях, связанных с ней;

выбрать программную среду, которая удовлетворяет условиям создания программы;

создание непосредственно программного продукта для построения комплиментарной цепи.

При изучении информации, представленной в различных учебниках, а также дополнительных материалов из сети Internet, мы изучили процесс репликации ДНК и принципы, по которым он происходит. Мы выяснили, что основополагающим свойством в процессе репликации является свойство комплиментарности. При этом каждой последовательности нуклеотидов соответствует определенная комплиментарная цепь.

При выборе программной среды мы использовали язык Free Pascal, так как он достаточно технологичен и удобен в использовании. С его помощью мы создали "скелет" программы и убедились в его работоспособности. Однако Free Pascal не давал тот уровень наглядности, который нам необходим. Поэтому мы решили использовать среду Delphi 7. Языком представления в этой среде является Pascal, но она позволяет провести необходимую визуализацию данных.

Информационные технологии При написании программы мы решили не ограничиваться только построением комплиментарных связей, но, дополнительно, выводить графическое изображение цепочки ДНК.

В результате нам удалось создать программу, отображающую процесс построения комплементарных цепей ДНК. Пользователю необходимо ввести последовательность нуклеотидов вида аденин – а, цитозин - ц, гуанин - г, тимин – т. Получив данные, программа выстраивает и выводит комплиментарные связи.

Данный программный продукт может быть использован как при самостоятельном изучении темы, так и при проведении уроков в учебных заведениях или при реализации электронного обучения.

В будущем мы бы хотели продолжить развитие этого проекта с использованием более совершенной технической базы. Также мы бы хотели добавить возможность моделирования в программе и других процессов, связанных с ДНК и РНК.

ФРАКТАЛЬНЫЕ МНОЖЕСТВА МАНДЕЛЬБРОТА И ЖЮЛИА

ГБОУ многопрофильный технический лицей № Руководитель: Борискина Юлия Марковна, учитель информатики и

ИКТ МИОО

Цель: написание (разработка) программы на языке Delphi для построения множеств Мандельброта и Жюлиа; сравнение полученных отображений множеств в результате выполнения разработанной программы с теорией и анализ программы.

Задачи:

1. Провести поиск информации по теме теория фракталов различными поисковыми системами Интернет.

2. Изучить теоретический материал и проанализировать литературу по теме исследования.

3. Систематизировать полученную информацию, классифицировать виды фракталов.

4. Ознакомиться с математическим обоснованием графической интерпретации фрактальных образов.

5. Написать программы на языке Delphi для построения множеств Мандельброта и Жюлиа.

6. Сравнить полученные отображения множеств и рисунки из теории.