Висвітлено розробку математичного, інформаційного та лінгвістичного забезпечення для систем автоматизованого проектування мікроелектромеханічних давачів кутової швидкості (МЕМС гіроскопів). Розроблено математичну модель коливань робочого органа давача кутової швидкості компонентного рівня проектування, що дало змогу дослідити вплив окремих параметрів робочого органа на технічні характеристики давача. Представлено математичну модель системи пружного підвісу давача для компонентного рівня проектування, що дала змогу дослідити вплив геометричних парметрів на його чутливість і зменшити масу та габарити системи загалом. Викладено математичну модель впливу температури на динамічні характеристики давача для компонентного рівня проектування, що дало змогу змоделювати її вплив на робочі резонансні частоти давача для різних напівпровідникових матеріалів. Запропоновано математичну модель впливу паразитних крутильних коливань робочого органа на роботоздатність давача для компонентного рівня проектування, що дозволило їх врахувати під час оцінювання значень відповідних конструктивних параметрів давача. Розроблено VHDL-AMS моделі мікроелектромеханічного давача кутової швидкості камертонної та карданної конструкцій для схемотехнічного рівня автоматизованого проектування, що дало змогу підвищити ефективність проектування. Вдосконалено електричну схему спряження МЕМС давача для схемотехнічного рівня проектування, що дало змогу зменшити рівень шумів і мінімізувати зарядовий ефект. Визначено інформаційне та лінгвістичне забезпечення наскрізного паралельного проектування МЕМС давачів кутової швидкості, що дало змогу вдосконалити бібліотеку математичних моделей та розширити функціональні можливості БД САПР за допомогою використання XML-формату.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі тривимірного магнітного поля в магнітних системах давачів лінійних переміщень (ДЛП) та ітераційні методи їх числового розрахунку, що дають змогу розрахувати їх статичні характеристики з урахуванням магнітних характеристик постійних магнітів з необхідною точністю. Запропоновано методику синтезу магнітних систем ДЛП за заданими статичними характеристиками, дозволяє оптимізувати параметри магнітних систем за критерієм мінімальної розбіжності параметрів заданої статичної характеристики та розрахункової. Задачу синтезу розв'язано за методами планування числових експериментів та на підставі регресійного аналізу, причому синтезу піддається не визначене значення поля в заданій точці, а аналітична залежність напруженості поля в робочій області ДЛП від переміщення джерела інформаційного сигналу. Розглянуто два види магніточутливих елементів, застосовуваних у датчиках: стрижневі ферозонди та модулятор, вбудований у магнітопровід ДЛП.

  Скачати повний текст

Уперше розроблено принципи визначення стану соко-стружкової суміші в екстракторі на підставі аналізу величини струму головного приводу з врахуванням інформативних параметрів: рівня соку в екстракторі та швидкості обертання транспортних шнеків, що дає змогу ідентифікувати гідродинамічний стан у кориті екстрактора без використання додаткових давачів. Запропоновано технологічний критерій оптимальності - коефіцієнт використання дифузійного потоку з метою розробки системи автоматичного керування процесом екстракції цукру з буряка, який враховує влив гідродинамічного стану об'єкта на якісні показники технологічного процесу. Удосконалено структуру системи автоматичного керування, в якій введено додатковий коригувальний зворотний зв'язок за струмом головного приводу, що забезпечує оптимальний стан соко-стружкової суміші в екстракторі з метою одержання максимального значення коефіцієнта використання дифузійного потоку. Створено систему керування процесом екстракції цукру з буряка, базуючись на принципах нечіткої логіки яка функціонує в режимі порадника, для формування оптимальних коригувальних впливів у разі зміни параметрів об'єкта.

  Скачати повний текст

Проаналізовано існуючі типи дефектів штангових глибинно-насосних установок (ШГНУ) та причини їх виникнення. Показано, що максимальної ефективності діагностування можна досягти за умови контролю чинників, які зумовлюють дефекти ШГНУ, та параметрів технологічного режиму роботи свердловини. Для вирішення поставленого завдання удосконалено динамометричний метод діагностування ШГНУ. З використанням перетворення Уолша та вейвлет-перетворення розроблено методи автоматизованого виявлення дефектів ШГНУ. Створено математичну модель коливальних процесів колони насосно-компресорних труб, що дозволяє пов'язати їх характеристики з рівнем рідини у затрубному просторі свердловини. Запропоновано метод визначення коефіцієнта тертя на підставі розрахунку плунжерних динамограм. Розроблено систему діагностування ШГНУ та конструкції вставного давача навантаження. Створено функціональну схему системи виявлення дефектів і принципові схеми її окремих вузлів, запропоновано їх програмне забезпечення. Проведено метрологічний аналіз розробленої системи діагностування та первинного перетворювача.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано шляхи підвищення точності первинних перетворювачів (ПП) рівня палива для систем контролю та керування літальних апратів (ЛА). Розроблено частотний ємнісний метод перетворення рівня палива, який забезпечує дистанційність вимірювань і стійкість до зміни діелектричної проникності палива (діелектричної рідини). Даний метод створено на базі використання частотних характерстик систем з розподіленими й зосередженими параметрами. Як коливальну систему використано довгу лінію, нагромаджену на ємнісне навантаження у вигляді ємнісного давача рівня палива. Компенсацію температурного впливу на з'єднувальний кабель здійснено за допомогою розробленого апаратно-аналітичного методу. Із використанням режимів роботи холостого ходу та короткого замикання довгої лінії у першому режимі резонансну частоту довгої лінії визначено її параметрами за ємністю давача, а у другому - лише параметрами довгої лінії, що сприяє компенсації зміни її параметрів під впливом температури. За допомогою розроблених інваріантних ПП рівня палива, що базуються на принципі інваріантності Петрова та ємнісних давачах, здійснено вимірювальне перетворення рівня палива незалежно від зміни його діелектричної проникності. Розроблено вимірювально-обчислювальну систему рівня палива, в якій використовується частотний ємнісний вимірювальний перетворювач рівня палива з інваріантним ємнісним ПП, яка покращить стійкість і керованість ЛА за рахунок підвищення точності визначення рівня палива паливної системи контролю та керування балансировкою, що зменшить вплив ефекту дисбалансу центру ваги ЛА.

  Скачати повний текст

Розроблено конструкції та технології виготовлення автодинного сенсора дециметрового діапазону частот, придатного для проведення вимірювань кінетичних параметрів у широкому температурному діапазоні тонкоплівкових напівпровідникових матеріалів у дециметровому діапазоні частот. Досягнено підвищення достовірності й ефективності вимірювань в широкому температурному діапазоні кінетичних характеристик тонкоплівкових напівпровідникових матеріалів давачів інфрачервоного діапазону. Проведено дослідження впливу схемотехнічних факторів на ефективність дефектування та можливість покращання характеристик сенсора, зокрема співідношення сигнал / шум і коефіцієнта заповнення котушки.

  Скачати повний текст

Розроблено інтегральний метод розв'язання задач нелінійного параметричного синтезу соленоїдальних джерел магнітних полів (СДМП) з регламентованою конфігурацією магнітного поля у робочій зоні щодо довільної сукупності параметрів. Розв'язано задачі врахування простих лінійних обмежень щодо геометричних параметрів СДМП, що синтезують, для забезпечення вимог до їх габаритів, а також специфічних обмежень стосовно взаємного розташування дискретних джерел поля з кінцевим поперечним перерізом для виконання умови їх неперетину. Запропоновано узагальнену методику синтезу СДМП з об'ємною робочою зоною за максимального співвідношення довжини робочої зони до довжини джерела, яка значною мірою спрощує процес проектування та передбачає розв'язання основних проблем вибору початкової конфігурації СДМП, що виникають через недостатність або надмір дискретних джерел поля у СДМП, що проектують, а також некоректного вибору їх початкової інтенсивності. Проаналізовано чутливість СДМП з об'ємною робочою зоною до зміни її геометричних параметрів та сформульовано основні вимоги до точності виготовлення. Обгрунтовано можливість застосування розробленого методу нелінійного параметричного синтезу СДМП для проектування коерцитиметрів для випробувань зразків у розімкненому ланцюзі, малогабаритних функціональних давачів лінійних переміщень з підвищеною чутливістю, вихрострумових перетворювачів дефектоскопів, пристроїв намагнічування та розмагнічування, а також систем електромагнітотерапії, що мають поліпшені характеристики.

  Скачати повний текст

Вперше для потреб пластичної хірургії запропоновано використовувати фізичний метод електричного зондування та формування викликаної різниці потенціалів з метою визначення товщини шкіри людини. Обгрунтовано математичну модель викликаної різниці потенціалів у вигляді лінійного випадкового процесу. Сформульовано та одержано результат розв'язку стохастичної змішаної краєвої задачі математичної фізики для визначення товщини шкіри людини. Одержано математичну залежність між товщиною шкіри та викликаною різницею потенціалів у вигляді градуювальної кривої. Обгрунтовано структурну схему та створено дослідний зразок інформаційно-вимірювальної системи (ІВС) для визначення товщини шкіри людини на базі використання давача, що реалізує метод електричого зондування, досліджено метрологічні характеристики системи. Результати імітаційних досліджень, впровадження дослідного зразка ІВС до клінічної практики підтвердили ефективність запропонованого наукового підходу, та створеної на його базі ІВС, для визначення товщини шкіри людини.

  Скачати повний текст

Запропоновано вдосконалений комплексний метод захисту асинхронних електродвигунів, а також синтезовано і реалізовано пристрої, які дозволяють проводити захист і контроль основних параметрів електродвигунів у пускових, аварійних та анормальних режимах. За допомогою розроблених математичних моделей здійснено можливе визначення оптимального місця встановлення давача і параметрів спрацювання струмового та температурного органів захисту. Розроблено методику контролю і комплексного захисту, відповідне програмне забезпечення.

  Скачати повний текст

Досліджено питання контролю технічного стану глибинно-насосних штангових установок (ГНШУ), які експлуатуються у викривлених свердловинах і знаходяться під дією комплексу силових чинників. Основну увагу приділено удосконаленню динамометричних методів діагностування ГНШУ. Створено узагальнену модель процесу деформування штангової колони (ШК) у свердловині з криволінійною віссю, яка базується на відновленні просторового положення її осі з урахуванням спіралевидності, наведено формулу для оцінки критичної сили, під дією якої ШК набуває спіралевидну конфігурацію. Одержано математичні співвідношення для оцінки зміни довжини колони. На базі створених моделей вперше розроблено метод контролю ШК, який дозволяє підвищити вірогідність діагностування ГНШУ та прогнозувати дефект типу "обрив штанги". Встановлено характер зміни форми динамограми внаслідок спіралевидної деформації ШК, запропоновано аналітичне представлення еталонної динамограми нормальної роботи ГНШУ. Удосконалено алгоритм її діагностування за динамограмою на базі розрахунку міри подібності між експериментальною й еталонними динамограмами різних технічних станів. Розроблено систему діагностування ГНШУ та її основний вузол - давач навантаження накладного типу. Проведено метрологічний аналіз і промислові випробування розробленої системи. Показано, що використання нового методу контролю ШК з урахуванням її спіралевидності дозволяє підвищити коефіцієнт готовності ГНШУ з 0.93 до 0.97.

  Скачати повний текст

Розроблено метод корекції характеристик підсилювального пристрою з метою реалізації шумового спряження у смузі частот з індукційним давачем сигналу. Для досягнення поставленої мети розроблено метод визначення шумових параметрів канонічної шумової моделі підсилювача. За результатами апробації створеного на його базі вимірювально-обчислювального комплексу підтверджено значне зменшення похибки у порівнянні з існуючими. Розроблено метод аналізу впливу додаткових елементів схеми підсилювача на частотні залежності його шумових параметрів. Запропоновано метод корекції характеристик даного пристрою, який за допомогою внесення додаткових коректуючих ланок до схеми дає змогу створити підсилювач, для якого оптимальна провідність давача сигналу для шумового спряження з ним у смузі частот має індуктивний характер імпедансу. Це дає змогу здійснювати шумове спряження з індукційним давачем сигналу в цій смузі. На базі розроблених методів і методик створено алгоритм спряження підсилювача з індукційним давачем сигналу в смузі частот, який визначає кроки від вибору джерела сигналу до експериментального підтвердження режиму шумового спряження, а також враховує вплив шумів наступних підсилювачів інформаційно-вимірювальних систем.

  Скачати повний текст

Запропоновано нові методи, а саме: оцінювання просторової репрезентативності інформаційного покриття території регіону з використанням джерел довгострокових даних стосовно характеристик вітру; математичного моделювання характеристики потужності вітрової енергетичної установки (ВЕУ) з системою управління потужністю комбінованого (пасивно-активного) типу; уточненого розрахунку виробітку електроенергії ВЕУ за даними первісної реєстрації швидкості вітру на метеостанціях; оцінювання точності даного розрахунку за даними щодо швидкості вітру, агрегованими відповідно до методики Всесвітньої метеорологічної організації; оцінювання виробітку електроенергії ВЕУ за умов часткового затінення давачів швидкості вітру на метеостанції. Розроблені методи та моделі застосовано для рішення даної проблеми для Криму. Одержано відповідні карти довгострокового прогнозу вітрового енергетичного потенціалу Криму з урахуванням ступеня інформаційного покриття його території джерелами даних довгострокових спостережень характеристик вітру. Розроблено прогноз розвитку вітроенергетики Криму з урахуванням вітрового енергетичного потенціалу його територій і перспектив розвитку електромережевої системи півострова.

  Скачати повний текст

Досліджено нелінійні властивості динамічних комбінованих транзисторних негатронів і реалізації пристроїв автоматики на їх базі. Розроблено нові математичні моделі нелінійного режиму роботи комбінованого негатрона на біполярному та польовому транзисторах. Під час розрахунку параметрів пристроїв автоматики з використанням таких негатронів, які працюють у режимі великого сигналу, достатньо врахувати першу та другу гармоніки сигналу, а також амплітуду імпульсу колекторного струму. Визначено Y-параметри динамічного комбінованого транзисторного негатрона у режимі великого сигналу. Розроблено математичні моделі параметричного та основного режимів роботи даного негатрона на біполярному транзисторі. Запропоновано методику оцінювання максимально досяжного значення потужності генерованих коливань, яка дозволяє розрахувати оптимальне значення провідності навантаження та максимальне значення генерованої потужності. Створено математичну модель та методику рохрахунку генератора електричних коливань, який використовує комбінований негатрон на польовому транзисторі, що дозволяє здійснювати аналіз роботи генератора залежно від величини генерованих коливань. Розроблено та досліджено пристрої авоматики на підставі нелінійних властивостей транзисторних негатронів, а саме: автогенераторні пристрої, активні перетворювачі частоти, генераторні давачі різного функціонального призначення.

  Скачати повний текст

Розглянуто нові методики розрахунку установки для контролю магнітних характеристик елементів та вузлів електродвигунів та іншого енергетичного обладнання на базі критерію квазіоднорідного магнітного поля всередині замкнутих зразків і виробів, а також універсальних магнітних перетворювачів для поопераційного технологічного контролю. Отримано співвідношення для методичної похибки, обумовленої неоднорідністю магнітного поля та нелінійністю кривих індукції і намагнічування замкнутих феромагнітних та слабомагнітних виробів. Введено поняття критерію слабої неоднорідності магнітного поля в замкнутому виробі, який полягає в порівнянні дійсної та допустимої методичної похибки. Наведено приклади відновлення квазіоднорідних характеристик феромагнітних засобів за експериментальними кривими індукції та намагнічування, які отримані в неоднорідних вздовж радіусу магнітних полях. Розроблені конструкції універсальних електромагнітних пристроїв для поопераційного контролю статорних пластин, статорів у зібраному стані та кілець підшипників. Розглянуті диференціальні давачі з високою чутливістю. Отримані вирази для розрахунку апаратурних похибок контролю магнітної індукції, намагнічування та магнітної проникності.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання раціонального вибору геометричних, кінемаатичних, масових і силових характеристик виконавчого механізму двоплечих версатів-качалок. Запропоновано шляхи покращення функціонування приводу свердловинної штангової глибиннонасосної установки (СШНУ) у разі експлуатації свердловини за умов нестаціонарності навантаження, викликаного можливою зміною параметрів газорідинної суміші, що видобувається. Розроблено математичну модель СШНУ для синтезу геометричних параметрів виконавчого механізму, розрахунку його кінематичних характеристик та оцінки зміни навантаженості вузлів верстата-качалки, моделюючи наявність газу у циліндрі глибинного насосу та витікання в його прийомній і нагнітальній частинах. Удосконалено методику розрахунку необхідної величини противаги для кривошипного, балансирного та комбінованого типів зрівноважування. Виготовлено експериментальну установку та розроблено інформаційно-вимірювальну систему, оснащену необхідними давачами та аналого-цифровим пристроєм, яка дозволяє проводити моделювання навантаження виконавчого механізму та фіксувати результати експериментів на ПЕОМ.

  Скачати повний текст

На підставі інформаційних даних щодо відмов колони насосних штанг (КНШ) "Надвірнанафтогаз" здійснено статистичний аналіз аварійності елементів КНШ і визначено вплив експлуатаційних факторів на їх довговічність. Показано значний вплив викривленості свердловин на частоту та розподіл відмов. Розроблено методику аналітичного розрахунку напружень і зусилля притискання КНШ до стінок насосно-компресорних руд (КТ) на ділянках скривлених труб. За даною методикою проаналізовано закономірності впливу профілю свердловини та параметрів КНШ на зусилля та напруження згину в НШ. Розроблено методику та необхідні засоби для дослідження впливу тертя НШ по насоснокомпресорним трубам (НКТ) на її корозійно-втомну довговічність. Зроблено висновок про позитивний вплив фрикційної складової на корозійно-втомну довговічність НШ для мало викривлених свердовин (зусилля притискання до 100 Н). Удосконалено спосіб вимірювання навантажень, діючих у верхній частині штангової колони, який дозволяє виділяти високочастотні цикли навантажень КНШ та проводити безпосередній запис результатів вимірювань для їх обробки на ПЕОМ. З застосуванням розробленого удосконаленого динамографа з індукційним давачем переміщень проведено експериментальні дослідження з метою оцінки навантаженості КНШ за експлуатаційних умов і розроблено розрахунково-експериментальний метод раціонального вибору кінематичних характеристик приводу. Удосконалено розрахункові методики оцінки впливу експлуатаційного процесу навантажування на довговічність насосних штанг, а саме, впливу багаточастотності та напружень, нижчих за межу витривалості матеріалу НШ. Запропоновано розрахунково-експериментальний метод здіснювання оцінки залишкового ресурсу КНШ за певних умов експлуатації.

  Скачати повний текст

Уперше одержано математичні моделі ферозондових давачів орієнтації (ФДО), що враховують величини: неточної установки карданних підвісів з ФДО у площину нахилу та за вертикаллю місця; відхилення осей чутливості ферозондів від взаємної ортогональності; розходження електричних параметрів кожного ферозонда, а також вплив температури навколишнього середовища. Розвинуто елементи теорії визначення азимуту та зенітного кута за допомогою ФДО завдяки використанню штучного магнітного поля кілець Гельмгольца та карданних підвісів. Розроблено новий метод одночасного визначення азимута та зенітного кута за допомогою ФДО. Розроблено принцип створення автоматичних систем управління повіркою магніточутливих давачів орієнтації, який дає змогу проводити повірку без механічного повороту ФДО на базі використання шести пар кілець Гельмгольца, три з яких компенсують навколишнє магнітне поле, а три інші взаємно ортогональні пари кілець Гельмгольца створюють штучне магнітне поле, яке імітує МПЗ та обертається, задаючи зразкові кути орієнтації.

  Скачати повний текст

Розроблено наукові основи синтезу контурних резонансних перетворювачів з індуктивними давачами, що функціонують з навантаженням у вигляді RC-моделі вологого продукту. Запропоновано класифікацію, методику дослідження та виконано дисперсійний аналіз факторів, що впливають на похибку вимірювання вологості. Одержано оцінку вкладів факторів у результуючу похибку, виявлено домінуючий характер впливу насипної маси та необхідність його придушення алгоритмічними засобами. Наведено методи, засоби для придушення та стабілізації впливаючих факторів. Запропоновано методику структурно-параметричної ідентифікації регресійних алгоритмів вимірювального перетворення та знайдено оптимальні за точністю алгоритми. На підставі проведених досліджень розроблено серійні прилади.

  Скачати повний текст

Розроблено моделі процесу збурення стороннім діелектричним тілом електромагнітного поля та створено на цій базі високоефективні пристрої та системи захисту та контролю важливих об'єктів. Проведено моделювання процесу збурення електромагнітного поля стороннім тілом, поданим системою ниток струму. Здійснено аналіз моделі давача в режимі модуляційного прийому відбитого сигналу від рухомого тіла. Досліджено вплив паразитної модуляції на параметри давача. Створено давач на базі антени-автогенератора, в якому модуляція відбитого сигналу забезпечується комутацією діаграми спрямованості. З'ясовано особливості формування чутливої зони таких давачів, керування її формою. Розроблено конструкцію двочастотних давачів на базі антен-автогенераторів. Наведено моделі випромінювального кабелю та системи двох зв'язних ліній з неоднорідністю збурення. За результатаи аналізу моделей запропоновано спосіб вирівнювання чутливості та досліджено широкосмугову систему захисту периметра з підвищеною завадостійкістю на випромінювальних кабелях. Результати теоретичних досліджень доведено експериментально.

  Скачати повний текст

Розроблено функціональні та принципові електронні схеми засобів дослідження впливу часу сканування температури у ємнісному далитометрі на точність вимірювання температурного коефіцієнта лінійного роширення (ТКЛР). Установлено, що запропоновані електронні схеми сенсорів підвищують точність вимірювання ТКЛР на 5 % у порівнянні з фантастронним та цифровим методами нагріву досліджених заразків. Запропоновано схемотехнічне рішення з використанням тонкоплівкових сенсорів температури у тепловому генераторі лінійно змінної напруги, який забезпечує лінійність і практично необмежений час сканування температури у порівнянні з цифровими та фантастронними генераторами напруги. Досліджено вплив процесу передачі деформації калібровочного п'єзоелементу на величину зміни ємності давача. Розроблено математичну модель, яка дозволяє враховувати вплив пружних властивостей елементів конструкції на результати вимірювання ТКРЛ. Створено математичну модель лінеаризації залежності опору тонкоплівкового сенсора від швидкості потоку повітряних мас. Запропонована модель спрощує схемотехнічні рішення та програмні засоби автоматизованого дослідження потоків.

  Скачати повний текст