Розроблено компонентні склади шлакотвірних сумішей (ШУС) для безперервного розливання слябів з підвищеною швидкістю (1,4 м/хв) на основі вітчизняних вторинних відходів шляхом експериментального та теоретичного дослідження їх властивостей, а також умов роботи сумішей в кристалізаторі слябової МБЛЗ. Удосконалено методику вимірювання в'язкості шлаку шляхом створення електроротаційного віскозиметра на базі мікроконтролера ATMEGA8, що дозолило через стандартний інтерфейс RS-232 передавати реєстровані сигнали безпосередньо до комп'ютера й обробляти їх за допомогою оригінального програмного забезпечення. Вперше з метою підвищення точності вимірювання температури використано принципи подвійної інтеграції сигналу термопари та компенсації напруги зміщення операційного підсилювача. Розроблено новий спосіб визначення кількості кристалічної фази, що виділилася у затверділій ШУС, який дозволяє відразу після експерименту з визначення в'язкості рідкої ШУС одержувати інформацію про її здатність кристалізуватися у процесі твердіння. Показано, що підвисання зливка у кристалізаторі з подальшим утворенням прориву металу може бути викликане перешкодою затікання рідкого шлаку в зазор між зливком і кристалізатором у результаті інтенсивного газовиділення за умови високого вмісту водню у металі.

  Скачати повний текст

У дисертаційній роботі поставлена та вирішена актуальна задача зменшення обсягу пам'яті для зберігання корельованих даних шляхом розробки методів та засобів цифрової обробки інформації на основі трійкових симетричних перетворень. Проаналізовано галузі застосування ортогональних і вейвлет-перетворень, переваги та недоліки існуючих базисів таких перетворень і відповідних засобів цифрової обробки інформації. Запропоновано систему ортогоналізованих добутків трійкових симетричних функцій та трійкове симетричне ортогональне перетворення на її основі. Для запропонованого перетворення розроблено швидкий алгоритм. Запропоновано трійковий симетричний материнський вейвлет та неперервне трійкове симетричне вейвлет-перетворення на його основі. Запропоновано застосування допоміжного трійкового симетричного материнського вейвлета для реалізації дискретного трійкового симетричного вейвлет-перетворення та його фільтрової форми. Розроблено та здійснено моделювання спеціалізованого процесора для трійкового симетричного ортогонального перетворення на основі ПЛІС. Розроблено та здійснено апаратну реалізацію спеціалізованого процесора для дискретного трійкового симетричного вейвлет-перетворення на основі мікроконтролера. Доведено, що застосування запропонованих методів та засобів цифрової обробки інформації забезпечило зменшення обсягу пам'яті, необхідного для зберігання корельованих даних, у комп'ютеризованих технічних системах.^UIn this thesis, an actual task of reducing the amount of memory for storage of the correlated data by developing methods and devices of digital information processing based on symmetric ternary transforms was presented and solved. Application areas of orthogonal and wavelet transforms with advantages and disadvantages of existing bases of such transforms and corresponding devices of digital information processing are analyzed. System of orthogonalized products of symmetric ternary functions and discrete symmetric ternary orthogonal transform on its basis are proposed. Fast algorithm is developed for the introduced transform. Symmetric ternary mother wavelet and continuous symmetric ternary wavelet transform on its basis are proposed. The use of an auxiliary symmetric ternary mother wavelet is proposed for synthesis of the discrete symmetric ternary wavelet transform and its filter form. Device of the symmetric ternary orthogonal transform based on the FPGA is developed and simulated. Device of the discrete symmetric ternary wavelet transform based on the microcontroller is developed and implemented. It is proved that application of the introduced methods and devices for digital information processing provides reduction of memory required for storage of the correlated data in computerized technical systems.

Розроблено шумову модель алгоритму пари дзеркальних фільтрів дискретного вейвлет-перетворення (ДВП). Проведено експериментальні дослідження для реальних сигналів і зображень, на підставі їх результатів розроблено методику вибору розрядності коефіцієнтів фільтрів і арифметичних операцій залежно від допустимого рівня погрішності квантування. Запропоновано методику проектування ліфтингового алгоритму з урахуванням погрішностей обчислень. Розроблено шумову модель ліфтингового алгоритму ДВП. Проведено експериментальні дослідження для реальних сигналів і зображень, на підставі яких розроблено методику вибору розрядності коефіцієнта фільтрів і арифметичних операцій залежно від допустимого рівня шумів квантування. У порівняльному аспекті проаналізовано ліфтинговий алгоритм пари дзеркальних фільтрів з урахуванням квантування коефіцієнтів фільтрів і результатів арифметичних операцій. Розроблено програму реалізації ліфтингового алгоритму на мікроконтролерах, яка передбачає реалізацію операцій множення з накопиченням, замінених простими командами зрушення та складання. В них речові коефіцієнти наведені у вигляді раціональних дробів. На підставі результатів проведених експериментальних досліджень доведено можливість реалізації ДВП на мікроконтролерах.

  Скачати повний текст

Запропоновано під час модернізації вузлів управління даних систем використовувати сучасну напівпровідникову елементну базу. Показано, що нові схемні рішення можуть реалізовувати асинхронний спосіб керування за стабілізації напруги низьковольтних кіл електрорухомого складу. Для визначення умов реалізації даного способу керування вдосконалено математичну модель процесу регулювання напругою низьковольтних кіл електрорухомого складу з використанням в колах вузла керування сучасних мікроконтролерів і силових напівпровідникових приладів.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена удосконаленню методів обчислення елементарних функцій, які на сьогоднішній день використовуються переважно у цифрових апаратних засобах напівпровідникової техніки. Основні завдання в дослідженні полягали у підвищенні швидкодії алгоритмів шляхом оптимізації використовуваних структур для досягнення нижчих значень латентності (і, відповідно, кількості тактів), а також покращення показників ресурсоємності при реалізації алгоритмів за допомогою апаратних засобів. Запропоновані методи були реалізовані як на програмному рівні для процесорних архітектур різного рівня складності, так і з допомогою програмованих логічних інтегральних схем, що, в свою чергу, дозволяє здійснити портування розроблених методів у інтегральну схему. Описані пропоновані методи, способи їх одержання та представлення у вигляді схем та графіків. Показано переваги та слабкі місця методів, що виникають чи можуть виникнути в тій чи іншій конфігурації кінцевого обладнання чи готового продукту. Подано способи, за допомогою яких стає можливим прискорити або спростити існуючі методи обчислень, підвищивши їх швидкодію чи зменшивши латентність та ресурсоємність. Описано процес виведення залежностей та формул. Наведено блок-схеми алгоритмів, гістограми розподілу результатів. Запропоновані нові підходи та шляхи обчислення функцій, наведені їх логічні схеми та здійснено зіставлення точності обчислень залежно від складності реалізації вибраного методу. Значну увагу приділено методу CORDIC, за допомогою якого можна обчислювати такі функції, як: синус, косинус, тангенс, експоненту, квадратний корінь, гіперболічні та обернені тригонометричні функції. Враховуючи, що найбільший інтерес із представлених функцій становить обчислення синуса та косинуса, під час практичної реалізації методів залежно від контексту поставленої задачі для демонстрації роботи використовуються саме ці функції. При використанні класичних методів точність обчислень залежить від розрядності операндів та кількості здійснених ітерацій. При невеликих кількостях ітерацій всі вхідні та вихідні значення можна задавати у вигляді таблиці, розміщеної в пам'яті. Також враховуємо, що у переважній більшості пристроїв доступним є деякий, хоч і незначний обсяг пам'яті, який можна використати для прискорення роботи більшості методів. Причому ефект буде відчутним і у випадку, якщо обсяг виділеної пам'яті становить сотні чи навіть десятки байт (оперативної чи флеш пам'яті у випадку використання мікроконтролера). Автором запропоновано нові методи знакозмінного та беззнакового перекодування вхідного аргументу, які дають змогу гнучко змінювати обсяг пам'яті, число ітерацій і, відповідно, апаратні затрати. Здійснюється апаратна реалізація розглянутих методів на платформах ПЛІС. Аналізується доступна на сьогодні апаратна база для їх імплементації від виробників Intel (Аltera) та Xilinx. Розглянуті особливості вибраних ПЛІС, специфіка апаратної реалізації алгоритмів, зокрема, вплив архітектури та інтегрованих блоків ПЛІС на функціональність реалізованих методів. Наведені схеми пропонованих алгоритмів на рівні регістрових передач та вентильного рівня на етапі їх розміщення (фітінгу) в кристалі. Розглянуто способи оптимізації алгоритмів в умовах використання конкретної платформи та залежно від версії та налаштувань середовищ розробки. Наведені результати імплементації методів безпосередньо в ПЛІС з оцінкою їх вихідних характеристик, таких, як максимальна тактова частота, ресурсоємність та енергозатратність. Верифікація коректності функціонування алгоритмів здійснюється як за допомогою імітаційного моделювання, так і після заміру фізичних показників та даних, отриманих в процесі тестування запрограмованої ПЛІС. Значну увагу приділено модифікованому методу знакозмінного перекодування - беззнакове перекодування, в якому всі аргументи приймають лише додатні величини, що дозволяє спростити реалізацію алгоритму та необхідні для цього апаратні ресурси зі збереженням переваг підходу перекодування. Основним параметром, що демонструє переваги пропонованого алгоритму, є латентність, яка оберненопропорційна тактовій частоті та залежить від кількості тактів, необхідних для обчислення функції. Кількість тактів, у свою чергу, може змінюватись завдяки змінам розміру виділеної пам'яті. Порівняння результатів методу перекодування для платформи Xilinx здійснено із пропонованою виробником імплементацією IP бібліотеки CORIDC. Для платформи Intel порівняння здійснювалось із вбудованою мегафункцією.^UThe dissertation is devoted to the improvement of methods for calculating elementary functions, which today are used mainly in semiconductor equipment. The main tasks in the study were to increase the speed of algorithms by optimizing the structures used to achieve lower latency (and, consequently, the number of cycles), as well as improving the resource-intensity indices when implementing algorithms using hardware. The proposed methods were implemented at the software level for processor architectures of different complexity levels, and with the help of programmable logic integrated circuits, which allows the porting of the developed methods to the system on a chip. The advantages and weaknesses of the methods that appear or may arise in one or another configuration of the final equipment or in the final product are shown. The ways in which it is possible to accelerate or simplify existing computational methods, increase their speed, or reduce latency and resource intensity is represented. The process of deducing dependencies and formulas is described. The block diagrams of algorithms, results distribution gistographs are presented. New approaches and ways of calculation of functions are offered, their logic diagrams are represented and the comparison of the accuracy of calculations is carried out depending on the complexity of the implementation of the chosen method. Considerable attention is paid to the CORDIC method by which one it is possible to compute functions such as sinus, cosine, tangent, exponent, square root, hyperbolic and inverse trigonometric functions. Taking into account that the great interest in the presented functions is the calculation of sinus and cosine in the practical implementation of methods depending on the context of the problem, the functions used to demonstrate the work are done. When we using classical methods, the accuracy of calculations depends on the number of operands and the number of iterations performed. In small quantities of iterations, all input and output values can be set in the form of a table placed in memory. Given that, for the vast majority of devices, some memory, though insignificant, is available, can be used to accelerate the CORDIC method. Moreover, the effect will be noticeable if the volume of allocated memory is hundreds or even dozens of bytes (operating or flash memory in the case of microcontroller). The author proposes a new method for the conversion of the input argument into an alternate, which allows flexible change of the memory for the look-up table and the number of iterations. The hardware implementation of the considered methods on the FPGA platforms is carried out. Analyzed the available hardware base for their implementation from Intel (Altera) and Xilinx manufacturers. The features of selected FPGAs, the specifics of the hardware implementation of algorithms, in particular, the influence of architecture and integrated FPGA blocks on the functionality of the implemented methods are considered. The schemes of the offered algorithms on the level of register gears and the low level at the stage of their placement (fitting) in the crystal are given. The methods of optimization of algorithms in terms of use a specific platform and depending on the version and settings of the development environment are considered. The results of impetence of methods directly in the FPGA with the estimation of their initial characteristics, such as the maximum clock frequency, resource intensity and energy consumption are given. The verification of correctness of algorithms functioning is carried out both by means of simulation modeling, and after measurement of physical indicators and data obtained during the testing of the programmed FPGA. Considerable attention is paid to the modified method of alternating transcoding - unsigned transcoding, in which all arguments take only positive values, allow simplification of the implementation of the algorithm, and necessary hardware resources for this, while preserving the advantages of the transcoding approach. The main parameter demonstrating the advantages of the proposed algorithm is the latency, which is inversely proportional to the clock frequency, and depends on the number of steps required to calculate the function. The number of cycles, in turn, may change due to the change in the size of the allocated memory. Comparison of the results of the undocumented conversion method for the Xilinx platform was carried out with the proposed implementation by the CORIDC IP library. For the Intel prototype, a comparison was made with the built-in megafunction.

Розроблено нові структури базових процесорів, процесорних ядер на базі однокристальних мікроконтролерів і процесорів опрацювання сигналів із вмонтованими вузлами діагностики й обміну інформацією. Запропоновано процедуру обміну між процесорами, що базується на використанні методу аналізу стану шини адреси та організацію процесу діагностики шляхом перевірки виконання комплексного алгоритму роботи процесора у режимі реального часу. Удосконалено алгоритм виконання базових операцій: піднесення до степеня, сортування чисел, обчислення модуля комплексного числа, на основі яких розроблено нові структури апаратних вузлів розширення функцій. Основні результати упроваджено у виробництво і захищено авторськими свідоцтвами на винаходи. Їх застосування покращує технічні характеристики, зменшує час і вартість проектування систем і процесорів керування та опрацювання інформації.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена вирішенню науково-технічної проблеми розвитку теорії та методів аналізу динамічних режимів електромеханічних систем на основі застосування числових методів та аналізу їх впливу на характеристики електромеханічних систем.У роботі досліджено вплив числових методів розв’язування звичайних диференціальних рівнянь на поведінку цифрової моделі з коригуванням методів шляхом вибору відповідного кроку інтегрування. У цифрових системах реального часу, якими є електромеханічні системи, крок інтегрування є фіксованим і наперед заданим, що також має певний вплив на поведінку системи. Тому, з погляду задач електроенергетики та електромеханіки, актуальним залишається вивчення впливу різних підходів та методів на систему, яка моделюється та досліджується, як прототип реальних систем для побутового чи промислового застосування.У розділі 1 «Аналіз стану проблеми, постановка задачі досліджень» виконано аналіз літературних джерел за тематикою роботи. Розглянуто теоретичні засади числових методів, їх застосування та реалізація. Наведено основні відомості про використання числових методів на основі існуючих досліджень та публікацій. У розділі 2 «Аналіз числових методів інтегрування як елементів цифрових систем» наведено методи аналізу поведінки числових методів, підходи до їх вивчення та реалізації. Під час аналізу числових методів, які базуються на принципі інтегрування проаналізовано їхні переваги, недоліки та підходи до виключення, або навпаки подальшого використання для досліджень. Проведені дослідження їх ефективності, стійкості та відповідності задачам електромеханіки. виконано дослідження для дискретизації цифрових систем керування за допомогою числових методів. Для цього, їх розглянуто як цифрові фільтри, які є складовою частиною цифрової системи. Аналіз таких цифрових фільтрів реалізовано за допомогою z-перетворень. У процесі досліджень було з’ясовано, що кожен числовий метод (як цифровий фільтр) починає від себе додавати вплив на результуючу цифрової моделі, тобто, на поведінку моделі накладається поведінка числового методу. В якості одного способу виявлення цього явища обрано класичний метод частотних характеристик, а також запропоновано для аналізу використати розподіл нулів/полюсів дискретної системи на комплексній площині. За допомогою останнього методу було отримано наочний результат накладання поведінки числових методів на поведінку моделі. Поява нових додаткових нулів та полюсів дискретної системи порівняно з неперервним прототипом відчутно ускладнює результуючу цифрову модель системи. Таким чином, проведені дослідження показали доцільність використання числових методів низьких порядків з метою збереження кількості нулів/полюсів.У розділі 3 «Метод відповідності нулів і полюсів як раціональний метод синтезу цифрових систем» досліджено ефективність застосування z-перетворення, а саме – методу відображення нулів/полюсів, для створення моделей реального часу. Здійснено ретроспективний аналіз засад виникнення методу та описано основні принципи його реалізації і застосування. Вивчено ефективність реалізації методу відображення нулів і полюсів для аналізу електромеханічних систем. На прикладі моделювання динамічних ланок першого та другого порядків наведено спосіб застосування методів, переваги та нюанси такого застосування. Зроблено узагальнюючий висновок про те, що Z-перетворення дає змогу отримати прості та ефективні рекурентні формули моделювання на основі методу відображення полюс/нуль.У розділі 4 «Експериментальні дослідження. Верифікація результатів» описано розроблені здобувачкою комп’ютерні моделі електротехнічних систем. На їх основі було проведено експериментальні дослідження та наведено результати експерименту з мікроконтролером.У процесі виконання досліджень за темою дисертації було з’ясовано, що кожен числовий метод (як цифровий фільтр) починає вносити вплив на результуючу цифрову модель. Таким чином, зроблено висновок, що на поведінку моделі накладається поведінка числового методу. В якості одного зі способів виявлення цього явища обрано класичний метод частотних характеристик, а також запропоновано використати розподіл нулів/полюсів дискретної системи на комплексній площині для проведення аналізу. На останньому і було отримано наочний результат накладання поведінки числових методів на поведінку моделі. Поява нових додаткових нулів та полюсів дискретної системи порівняно з неперервним прототипом відчутно ускладнює результуючу цифрову модель системи. Отримані в процесі виконання досліджень результати дозволять здійснювати моделювання досліджуваних електромеханічних систем із вищою точністю.^UThe dissertation is devoted to the solution of the scientific and technical problem of the theory and methods development to analyze dynamic modes of electromechanical systems based on the application of numerical methods and analysis of their influence on the characteristics of electromechanical systems.The PhD thesis is devoted to the investigaton of the influence of numerical methods of ordinary differential equations solving based on the behavior of a digital model with its adjustment by choosing the appropriate integration step. In real-time digital systems, such as electromechanical systems, the integration step is fixed and predetermined that also has some influence on the behavior of the system. Therefore, from the point of view of the tasks of electric power engineering and electromechanics, it remains expedient to conduct a research of the influence of various approaches and methods on the system, which is modeled and studied as a prototype of real systems for domestic or industrial use.In the Chapter 1 "Analysis of the state of the problem, formulation of the research problem" the analysis of literary sources connected with the topic of the work is conducted. The theoretical base of numerical methods, their application and implementation are considered. The basic information about the numerical methods usage based on existing research and publications has been analyzed. Chapter 2, "Analysis of Numerical Methods of Integration as Elements of Digital Systems," presents methods intended for analyzing the behavior of numerical methods, and implementation. In the analysis of numerical methods based on the principle of integration, their advantages, disadvantages, and approaches for their further usage are presented. Their efficiency, stability, and relevance to electromechanics problems are investigated. The explicit Adams formulas are analyzed for the discretization of digital control systems using numerical methods. For this purpose, they are considered as digital filters that are an integral part of a digital system. The analysis of such digital filters was implemented using z-transforms. During the research conducting, it was found that each numerical method (as a digital filter) causes its own influence on the resulting digital model, that is, the behavior of the model is superimposed on the behavior of the numerical method. The classical method of frequency response was chosen as one way to detect this phenomenon. It was also proposed to use the distribution of zeros/poles of a discrete system on the complex plane for analysis. In fact, the last one was used to obtain an evident result of the superposition of the behavior of numerical methods on the behavior of the model. The emergence of new additional zeros and poles of the discrete system compared to the continuous prototype significantly complicates the resulting digital model of the system. Thus, the studies have shown that it is advisable to use low-order numerical methods to keep the number of zeros/poles.Chapter 3, "The Method of Zeroes and Poles Matching as a Rational Method for Digital Systems Synthesizing," investigates the effectiveness of the z-transform using, namely, the method of zeroes/poles mapping, to create real-time models. The historical foundations of the method and its basic principles of implementation and application are analyzed. The effectiveness of the implementation of the zero-pole mapping method for the analysis of electromechanical systems is studied. In the Chapter, on the example of modeling dynamic links of the first and second orders, the analysis of the methods applying, advantages and nuances of such application are presented. The Z-transform allows obtaining simple and efficient recurrent modeling formulas based on the pole/zero mapping method.In Chapter 4, "Experimental Research. Verification of Results" describes the computer models of electrical systems on the basis of which the experimental studies were conducted and the results of the experiment with a microcontroller are presented.During the research, it was found out that each numerical method (as a digital filter) adds its own influence on the resulting digital model. So, the behavior of the model is supeposed with the behavior of the numerical method. The classical method of frequency response was chosen as one way to detect this phenomenon, and we also proposed to use the distribution of zeros/poles of a discrete system on the complex plane for analysis. In fact, the last method was used as the basis for the visual result of imposing the behavior of numerical methods on the behavior of the model. The appearing of new additional zeros and poles of the discrete system compared to the continuous prototype significantly complicates the resulting digital model of the system. The results obtained in the process of the research will allow us to model the experimental electromechanical systems with higher accuracy

Розроблено метод вимірювання діаметра злитка, який дозволяє зменшити похибку вимірювання. Створено метод прогнозу концентрації вуглецю в злитках кремнію для сонячної енергетики. Запропоновано метод вимірювання активної потужності. Визначено автоматизовану систему управління технологічним процесом вирощування злитків кремнію, а також розроблено пристрій вимірювання та підтримки діаметра злитка кремнію. Встановлено метод і мікроконтролерний пристрій для вимірювання активної потужності. Одержано значення споживаної потужності, які дозволяють вносити необхідні коригування до параметрів технологічного процесу.

  Скачати повний текст

Наведено результати експериментальних і теоретичних досліджень дії потужних імпульсних електромагнітних полів на сучасні мікросхеми. Експериментальні дослідження проведено у хвилевідному тракті для мікроконтролерів, мікросхем пам'яті, аналого-цифрових і цифрово-аналогових перетворювачів (АЦП і ЦАП), мікроскладань приймачів і передавачів. За результатами експериментальних досліджень визначено межові значення збоїв і катастрофічних відмов мікросхем, одержано статистичні дані щодо виходу з ладу мікроструктурних елементів, зроблено рекомендації щодо підвищення стійкості мікросхем до даного виду впливу. Розроблено числово-аналітичну модель взаємодії імпульсних електромагнітних полів із мікроструктурними елементами кристалу сучасних мікросхем, що містить розв'язання дифракційної задачі для мікросхеми у хвилеводі та електротеплову модель кристалу сучасних мікросхем з багатошаровою металізацією.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена розробці теорії дискретно-безперервних мереж і створення на її основі математичних моделей, що адекватно описують динаміку систем, що складаються з взаємодіючих безперервних компонентів (апаратів, агрегатів, пристроїв) і дискретних (логічних пристроїв, мікроконтролерів). Розвинені теоретичні основи дискретно-безперервних систем з керованою структурою, що включають визначення узагальнених векторів входу, стану і виходу, узагальнених операторів переходу і виходу системи в дискретно-безперервному просторі станів об'єкта керування з керованою структурою (ОКзКС)і системи загалом, досліджені деякі її властивості і рішення прикладних задач оптимізації. Розроблені прогресивна технологія і графічне програмне середовище для моделювання і дослідження ОКзКС спільно з безперервними і логічними підсистемами керування, захисту, блокування і сигналізацій.

  Скачати повний текст

Об'єкт досліджень – транспортні споруди із металевих гофрованих конструкцій; мета дослідження – розробка методів оцінювання та підвищення несучої здатності транспортних споруд із металевих гофрованих конструкцій (МГК), які зазнають дії статичних та динамічних навантажень від транспортних засобів і температурних кліматичних впливів навколишнього середовища; методи досліджень – метод скінчених елементів при визначенні несучої здатності МГК при дії статичних та динамічних навантажень і кліматичних температурних впливів; метод скінченних різниць для оцінки розподілу температурного поля у МГК; методи теорії пружності для визначення термопружного стану МГК; методи цифрової обробки сигналів для обробки результатів експериментальних досліджень щільності ґрунтової засипки транспортних споруд із МГК; методи натурних випробувань МГК із використанням аналогово-цифрового перетворювача, тензорезисторів, мікроконтролерів та акселерометрів; результати – розроблено комплексну методику оцінки несучої здатності транспортних споруд із МГК; отримано нові дані впливу ступеня ущільнення ґрунтової засипки на несучу здатність транспортних споруд із МГК; розроблено нові пристрої для визначення ступеня ущільнення ґрунтової засипки навколо споруд із МГК; накопичено та узагальнено експериментальні дані розподілу температури на поверхнях металевих гофрованих листів конструкції та удосконалено аналітичну методику оцінки їх термопружного стану; розроблено нові засоби відновлення та методи оцінки несучої здатності пошкоджених транспортних споруд із МГК, підсилених ребрами жорсткості; розроблено та реалізовано інерційну систему моніторингу технічного стану споруд із МГК; впроваджено – при розрахунках, проєктуванні та натурних випробуваннях ряду об'єктів: ТзОВ НВП «Тріада» при натурних випробуваннях шляхопроводу тунельного типу із МГК; Дрезденський технічний університет (Німеччина) при оцінці ступеня щільності баластного шару колії та ґрунтової засипки; ТзОВ «Компанія» «Спецпроектбуд» при діагностиці цивільних будівель із МГК; ТзОВ «Фірма» «Інтербуд» при оцінці несучої здатності МГК при будівництві цеху м. Золочів; ГО «Лінія102Юа» при натурних інерційних випробуваннях малих мостів; АТ «Укрзалізниця» при обстеженні та випробуванні споруд із МГК залізничної колії.^UThe object of the research is transport constructions made of corrugated metal structures; the purpose of the study is to develop methods of assessing and increasing the bearing capacity of transport constructions made of corrugated metal structures (CMS), which are exposed to static and dynamic loads from vehicles and temperature and climatic influences of the environment; the research method is the finite element method of determining the bearing capacity of CMS under static and dynamic loads and climatic temperature effects; the finite difference method for estimating the temperature field distribution in CMS; methods of the theory of elasticity for thermoelastic state of CMS determination; methods of digital signal processing for processing the results of experimental studies of soil backfill density of transport facilities with CMS; methods of field tests of CMS using analog-to-digital converter, strain gauges, microcontrollers and accelerometers; the results: the comprehensive methodology for assessing the load-bearing capacity of transport facilities with CMS has been developed; new data on the influence of the degree of compaction of soil backfill on the bearing capacity of transport facilities with MCS were obtained; new devices have been developed to determine the degree of compaction of soil backfill around buildings with CMS; experimental data on temperature distribution on the surfaces of corrugated metal sheets of the construction were accumulated and generalized and the analytical method for estimating their thermoelastic state was improved; the developed new means of restoration and the methods for assessing the bearing capacity of damaged transport constructions with CMS reinforced with stiffeners were developed; the inertial system of technical state monitoring of constructions with CMS is developed and realized; it is implemented in calculations, design and field tests of a number of objects: SPE “Triad” Ltd.: during field tests of the tunnel-type underpass with CMS; Dresden University of Technology (Germany): during assessing the degree of the ballast layer density of the track and the backfill; “Company” “Spetsproektbud “Ltd.: during the diagnosis of civil buildings with CMS; “Firm” “Interbud”Ltd.: during assessing the bearing capacity of CMS in the construction of the workshop in Zolochiv town; CO “Line102Yua”: during full-scale inertial tests of small bridges; JSC “Ukrzaliznytsia”: during the inspection and testing of constructions with CMS of the railway track.

Розроблено методи синтезу оптимальних вимірювальних полігармонічних сигналів з нормованим спектром (СНС) (типу парний і непарний мультисинус і бінарних часоімпульсно-модульованих (ЧІМ) вимірювальних сигналів) з покращаними характеристиками. Визначено принципи побудови калібраторів СНС даного типу. Створено алгоритми, методики та програми розрахунку оптимальних характеристик СНС, обгрунтовано принципи побудови калібраторів на базі мікроконтролерів. Запропоновано методику оцінки сумарної похибки калібратора бінарних ЧІМ сигналів. Проведено моделювання на ПК та експериментальні дослідження створеного макета калібратора бінарних СНС і підтверджено достовірність теоретичних результатів.

  Скачати повний текст

Проведено аналіз теплового процесу нагріву заглибного електродвигуна, представленого гетерогенною системою, у результаті якого одержано рівняння нагріву обмотки статора електродвигуна, що містить три парціальні складові. Обгрунтовано, що теплова модель заглибного електродвигуна, розглянута з позиції гомогенного тіла, має істотну розбіжність (до 50 %) на початковому етапі нагріву в порівнянні з уточненою гетерогенною системою. Проведено дослідження впливу зовнішніх експлуатаційних факторів, що впливають на роботу заглибного електродвигуна. Розроблено математичну модель діагностування витрати ресурсу ізоляції електродвигуна заглибного насоса, яка покладена в основу пристрою діагностування із застосуванням мікроконтролера.

  Скачати повний текст

Розроблено ефективні методи та засоби контролю вологості зерна як капілярно-пористого матеріалу з нестабільними діелектричними втаратами та пористістю. Запропоновано нові інформативні параметри об'єкта контролю, визначено дійсну ємність матеріалу та коефіцієнт відносного приросту уявної складової ємнісного струму первинного перетворювача вологості. Розроблено нові методи контролю та захисту від нестабільних діелектричних втрат і пористості. Створено математичну модель об'єкта контролю вологості, алгоритми функціонування та структуру засобів контролю вологості зерна на базі мікроконтролера. Експериментально перевірено функціонування засобу контролю вологості слабкозволоженого зерна та його метрологічні характеристики.

  Скачати повний текст

Запропоновано використовувати операцію об'єднання циклів у вихідному тексті опису вбудованих систем із метою зниження їх енергоспоживання. Розроблено алгоритм об'єднання багатовимірних циклів зі зв'язками по даних та виходу, який може використовуватися у системах синтезу мікросхем і програмування мікроконтролерів. Дозволено зменшувати об'єм інформації, що потрібно зберігати у кеш-пам'яті або регістрах процесора. Створено програмні засоби, апробовані під час синтезу логічних обчислювальних пристроїв. Показано, що застосування створених програмних засобів для перетворення програм мікроконтролерів приводять до значного зменшення кількості звернень до основного запам'ятовуючого пристрою.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання розробки автоматизованої системи ділення ембріонів у тваринництві. Проаналізовано мікрохірургічну технологію ділення ранніх ембріонів за допомогою заміни етапу безпосереднього ділення ембріона - біотехнічною системою на базі використання лазерного випромінювання. Описано підсистему управління потужністю лазера на основі використання мікроконтролера AVR ATmega16(L) і асемблер - програми. Обгрунтовано методи для фокусування лазерного випромінювання на ембріон і оптимізації траєкторії руху лазерного променя по ембріону під час різання. За результатами біотехнічної лазерної системи доведено, що вихід життєздатних половинок ембріонів збільшується на 15 - 20 %, скорочується час ділення від 5 до 10 разів, зменшується чисельність персоналу та витрати лабораторії мікроманіпуляцій з ембріонами на 30 - 45 %.

  Скачати повний текст

Розроблено мікропроцесорну систему керування електроприводом механізму підйому, яка дозволяє знизити коливальність, тривалість перехідного процесу та динамічні навантаження в режимі підйому з підхопленням. Розглянуто електромеханічну систему механізму підйому з електроприводом ТПН-АД і тимчасовою механічною частиною, в якій за третю масу прийнято металоконструкцію крану (стрілу або міст). Показано, що перехідні процеси в такій системі характеризуються підвищеною коливальністю та динамічними перевантаженнями. З метою збільшення демпфірувальної здатності електропривода запропоновано застосувати від'ємний зворотний зв'язок за різницею швидкостей трьох мас з коефіцієнтом Кк. Встановлено, що існує оптимальне значення коефіцієнта корекції, за якого демпфування коливань максимальне. Запропоновано два методи для одержання оптимального значення Кк. Для реалізації корегувального зворотнього зв'язку за різницею швидкостей розроблено два типи спостерігаючих пристроїв - повного та зниженого порядків. Одержано вирази для коефіцієнтів модального зворотнього зв'язку спостерігаючих пристроїв. Надано рекомендації щодо вибору значення середньогеометричного кореня характеристичного рівняння спостерігача, що визначає його швидкодію. Досліджено чутливість спостерігачів до розкиду реальних і розрахункових параметрів системи, вистановлено припустиме значення параметричної похибки. Розроблено функціональну схему мікропроцесорної системи керування електроприводом. Запропоновано алгоритм формування перехідного процесу пуску та алгоритм розрахунку оптимального коефіцієнта корекції. Надано рекомендації щодо вибору мікроконтролера та реалізації програмного забезпечення.

  Скачати повний текст

Об'єкт дослідження - процес вимірювання істинної швидкості транспортного засобу і коефіцієнту буксування коліс на основі радіолокаційних даних; мета дослідження - полягає в розробці вимірювача на основі когерентного радара міліметрового діапазону для вимірювання в реальному часі істинної швидкості і коефіцієнта буксування транспортних засобів; предмет дослідження - вимірювач швидкості і буксування транспортних засобів на основі когерентного радара міліметрового діапазону; методи дослідження - методи математичного та комп'ютерного моделювання, методи спектрального і статистичного аналізу, а також експериментальні методи досліджень в лабораторних і польових умовах; результати -розроблений, виготовлений і випробуваний в натурних умовах вимірювач швидкості і коефіцієнта буксування сільськогосподарських агрегатів на основі когерентного радара міліметрового діапазону, що дозволяє оптимізувати швидкісний режим транспорту для економії пального та підвищення ефективності сільськогосподарських робіт за рахунок оптимального дозування при посіві, внесення добрив і обприскуванні; новизна – вперше розроблено методику оптимізації технічних вимог до радару для вимірювання істинної швидкості транспортних засобів; вперше застосовано метод лазерного визначення висотного профілю нерівностей для різних типів оброблених ґрунтів сільськогосподарського призначення, які на відміну від раніше проведених досліджень, виконані з метою отримання мікроструктурних характеристик профілю ґрунтів; розроблено оригінальну методику обробки сигналів, що дозволило реалізувати обчислювач в режимі реального часу на основі широко поширених мікроконтролерів; отримали подальший розвиток методи виявлення характеристик сигналів міліметрового діапазону, які розсіяні на статистично неоднорідній поверхні та виконані з висот порівнянних з розмірами неоднорідностей, що істотно змінює статистику сигналів на відміну від раніше отриманих даних з борту аерокосмічних носіїв в задачах дистанційного зондування Землі; удосконалено методику оцінки центральної частоти спектра та запропонована методика корекції даних вимірювання швидкості на основі оцінки енергетичного центру ваги для квазістаціонарних сигналів, відбитих від статистично неоднорідної підстилаючої поверхні, і з урахуванням наявності аномальних прискорень транспортних засобів; Ступінь упровадження - результати впроваджено у Харківському національному технічногу університеті сільського господарства ім. Петра Василенка (ХНТУСГ).^UThe object of research is the process of measuring the true speed of a vehicle and the level of wheel slip based on radar data; the purpose of the study - to develop a meter based on a millimeter-range coherent radar for measuring in real time the absolute speed and slip coefficient of vehicles; subject of research - speedometer and towing vehicle based on coherent millimeter-range radar; research methods - methods of mathematical and computer modeling, methods of spectral and statistical analysis, as well as experimental research methods in laboratory and field conditions; results -developed, manufactured and tested speed and slip coefficient meter of agricultural units based on coherent millimeter radar, which allows to optimize the speed of transport to save fuel and increase the efficiency of agricultural work through optimal dosing at sowing and application of good; novelty - for the first time a method of optimizing the technical requirements for radar to measure the true speed of vehicles; for the first time the method of laser determination of the height profile of irregularities for different types of cultivated soils for agricultural purposes was applied, which, in contrast to previous studies, were performed in order to obtain microstructural characteristics of the soil profile; developed an original method of signal processing, which allowed to implement the computer in real time on the basis of widespread microcontrollers; further developed methods for detecting the characteristics of millimeter-wave signals that are scattered on a statistically inhomogeneous surface and made from heights comparable to the size of inequality, which significantly changes the statistics of signals in contrast to previously obtained data from aerospace carriers in remote sensing; improved the method of estimating the central frequency of the spectrum and proposed a method of correcting speed measurement data based on the estimation of the energy center of gravity for quasi-stationary signals reflected from a statistically inhomogeneous underlying surface, and taking into account the presence of abnormal vehicle accelerations; the degree of implementation - the results are implemented at the Kharkiv National Technical University of Agriculture named by Petro Vasilenko.

Запропоновано застосовувати уніфіковану гібридну релейну апаратуру на базі високонадійних мікроконтролерів з метою модернізації систем керування діючого електропоїзда, а також у процесі проектування нового. Розроблено базову структурну схему проміжного тягового реле, яка дозволяє розв'язати задачі з забезпечення необхідної стійкості реле до електричних завад з використанням математичного апарату теорії автоматичного регулювання та результатів проведеного аналізу. Визначено показники надійності запропонованих реле на базі мікроконтролерів, проведено їх порівняння з відповідними показниками задіяних якірних електромагнітних тягових реле. Доведено доцільність заміни існуючої якірної релейної апаратури на запропоновані релейні пристрої для підвищення надійності систем керування електровозами й електропоїздами.

  Скачати повний текст

Розроблено комплекс математичних моделей руху механізмів зміни вильоту вантажу та повороту башти крана: при роботі одного із механізмів в усталеному режимі з розгоном іншого, при сумісному розгоні обох механізмів. Отримані математичні моделі представлені системами нелінійних диференціальних рівнянь. Проведений аналіз режимів сумісного руху механізмів показав, що приводи механізмів протягом перехідних режимів руху перевантажуються за крутним моментом та за потужністю (до 55,4% для механізму повороту крана та до 44,7% для механізму зміни вильоту вантажу), а усталене значення потужності механізму повороту крана пропорційно залежить від відстані від візка до осі обертання крана. Встановлено, що максимальне значення сумарної потужності обох механізмів при різних початкових положеннях візка на стрілі приблизно однакові. Крім того, досліджено виникнення маятникових коливань вантажута їх дисипація, які пов'язані з дією відцентрової сили, сили Коріоліса з демпфуючою здатністю приводів. Розроблено структурно-функціональну схему системи оптимального керування механізмами переміщення візка та повороту крана, яка дозволяє реалізувати отримані у роботі оптимальні закони руху механізмів, що усувають маятникові коливання вантажу на гнучкому підвісі. Для розробкисистеми керування надано рекомендації стосовно вибору мікроконтролера, датчика довжини гнучкого підвісу, маси вантажу, положення візка на стрілі та кутового положення стріли, а також частотного перетворювача. Крім того, вказано рекомендації стосовно вибору протоколу передачі даних між пристроями системи керування. Розрахунок економічної ефективності використання системи оптимального керування рухом механізму переміщення візка, який ґрунтувався на підвищенні продуктивності роботи крана за рахунокскорочення циклу переміщення вантажу, показав, що річна економія для баштового крана Liebherr 140 hc складає 10035 грн. Також вказано інші позитивні ефекти від використання системи оптимального керування: підвищенням енергоефективності роботи електроприводів механізмів, збільшенням довговічності елементів механізмів та зниженні напруженості роботи оператора крана.^UA set of mathematical models of motion of mechanisms of luffing and slewing of the crane has been developed: one of mechanisms in the steady mode and another starts, at simultaneous start of both mechanisms. The obtained mathematical models are represented by systems of nonlinear differential equations. The analysis of the modes of simultaneous movement of mechanisms showed that the drives of mechanisms during transient modes of movement are overloaded by torque and power (up to 55,4% for the slewing mechanism and up to 44,7% for the luffing mechanism). The steady value of power of the mechanism the crane slewing is proportional to the distance from the trolley to the axis of tower rotation. It was found that the maximum value of the total power of both mechanisms at different initial positions of the trolley on the boom isapproximately the same. In addition, the occurrence of pendulum oscillations of the load and their dissipation, which are connected with the effect of centrifugal force, Coriolis force and damping features of the drives, have been studied. The structural-functional scheme of the system of optimal control of the mechanisms of trolley movement and crane slewing is developed. It allows to realize obtained in the work optimal laws of mechanisms motion. They eliminate pendulum oscillations of the load on the flexible suspension. In order to develop a control system that implements the optimal laws, recommendations have been given regarding the selection of microcontroller, flexible suspension length sensor,load weight sensor, boom trolley position and boom angular position sensors, and frequency inverter. In addition, recommendations for selection a data transfer protocol between the devices of the control system have been given. The calculation of the cost-effectiveness of exploitation the system of optimal control of the movement of the trolley, which was based on increasing the capacity of the crane by reducing the load cycle movement, showed that the annual savings for Liebherr 140 hc tower crane is 10035 UAH. Other positive effects from the application of the optimal control system include: increase of energy efficiency of electric drives of mechanisms, increase of durability of elements of mechanismsand decrease of complications of work of the crane operator.