Наведено результати теоретичних та експериментальних досліджень щодо удосконалення неруйнівного контролю відповідальних деталей гідронасоса шляхом створення автоматизованої системи даного процесу на основі методу вихорових струмів. Запропоновано спосіб повного відсторонення від впливу зазору між вихорострумовим перетворювачем і контрольованою поверхнею феромагнітного виробу. Здійснено технічну реалізацію макетів вихорострумового дефектоскопа та автоматизованої системи на базі однокристального мікроконтролера сімейства MCS51.

  Скачати повний текст

Розроблено, створено та досліджено енергоощадні адаптивні вібраційні технологічні машини (АВТМ) з керованими вібропроводами. Здійснено аналіз і класифікацію керованих систем віброприводу, резонансних вібраційних технологічних машин, за спільними ознаками дії віброприводу на робочий орган. На підставі аналізу позитивних і негативних факторів існуючих керованих систем вібраційних приводів синтезовано структурні схеми для керованих систем з дисбалансним і електромагнітним віброприводом, які дозволяють керувати параметрами вібраційного поля ВТМ на резонансній робочій частоті вібромашини та підтримувати постійний резонансний режим роботи ВТМ незалежно від зміни маси завантаження робочого органу. Розроблено алгоритм функціонування АВТМ резонансного типу. Даний алгоритм реалізовано на промисловому мікроконтролері та перетворювачі частоти на базі широтно-імпульсно модульованої (ШІМ). Розроблено комплексну методику розрахунку електромагнітного віброприводу за використання ШІМ для живлення у АВТМ резонансного типу. Для АВТМ даного типу з дебалансним віброприводом проведено дослідження з використанням експериментальної моделі адаптивної технологічної машини. За результатами досліджень установлено взаємозв'язок енергетичних характеристик вібраційного поля АВТМ резонансного типу й енергетичних затрат дебалансного віброприводу для їх створення. Розроблено комплексну методику та принципи розрахунку дебалансного віброприводу резонансних АВТМ.

  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 новий алгоритм модулярного множення, що відрізняється від класичного табличним способом виконання модулярної редукції за сталого модуля та забезпечує суттєве зменшення обчислювальної складності за рахунок використання результатів передобчислень. Здійснено модифікацію алгоритму модулярного множення Монтгомері для сталого модуля, обчислювальна складність якого близька до теоретичного мінімуму та вдвоє менша у порівнянні з алгоритмом Монтгомері. Розроблено метод прискореної обчислювальної реалізації модулярного експоненціювання з використанням редукції Монтгомері на основі запропонованих алгоритмів модулярного піднесення до квадрату та множення на сталий співмножник для малорозрядних мікропроцесорів, мікроконтролерів та смарт-карт, який забезпечує вшестеро більшу продуктивність у порівнянні з алгоритмом модулярного експоненціювання Монтгомері.

  Скачати повний текст

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

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

Запропоновано концепцію поетапної автоматизації контролю, виконано ком'ютерне моделювання, розроблено програми автоматичної статистичної та спектральної обробки вихідної технологічної інформації за допомогою мікроконтролерів і персональної ЕОМ. Встановлено зв'язок між спектром сигналу реакції блокової або плоскопаралельної структури контрольованого геомеханічного об'єкта на збурювальний вплив ударної та спектрами виділених періодичних сигналів, що відповідають окремим стадіям розвитку коливального процесу, виявлено залежність між критичною частотою першої моди коливань у стадії переважання нормальних резонансних хвиль та технологічними параметрами закріпленоі виробки. Створено експериментальні зразки засобів автоматичного контролю стійкості масиву з застосуванням сучасної елементної бази, за допомогою яких виконано натурні дослідження за умов, коли масив складається скельними, осадовими породами та грунтом; визначено ділянки підвищенних навантажень навколо гірничих виробок та порожнини за оздобленням тунелю.

  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

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

З урахуванням сучасних умов роботи залізничного транспорту проаналізовано існуючий досвід і схеми рекуперації та встановлено її раціональний режим. Для реалізації даного режиму під час гальмування зі зменшенням швидкості руху поїзда сформульовано аналітичну залежність гальмівної сили від швидкості. Визначено співвідношення між значеннями ваги поїзда та ухилу, за яких можливо реалізувати раціональний режим рекуперації перед місцем обмеження швидкості. Розроблено загальну структуру системи автоматичного керування рекуперативним гальмуванням (САК РГ) з використанням можливостей сучасної елементної бази для реалізації раціонального режиму руху поїзда під час рекуперації зі зменшенням швидкості. Створено математичну модель для дослідження стійкості та перехідних процесів у розробленій системі. Наведено рекомендації щодо побудови системи керування рекуперативним гальмуванням на базі сучасних мікроконтролерів, яка в автоматизованому режимі забезпечує раціональний режим руху поїзда. Наведено оцінку стійкості удосконаленої САК РГ.

  Скачати повний текст

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 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

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

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

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

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

Запропоновано нові методи розрахунку параметрів віброзахисних систем допоміжного енергетичного устаткування (СЕУ) з керованими динамічними віброгасниками (КДВГ). Дана методика грунтується на теорії пружних деформацій, частотних методах, методах матричного числення та інтегральних рівнянь. Наведені результати теоретичних і практичних досліджень аргументовано доводять адекватність розроблених математичних моделей, а також значну перевагу вищезгаданих методів над традиційними. Розроблена методика проектування полюсів у виконавчому пристрої КДВГ дозволяє виготовити віброгасник з розширеним діапазоном регулювання, що підтверджено експериментом. Використання програмованих мікроконтролерів у системах автоматичного управління (САУ) частотним настроюванням КДВГ поліпшує динамічні та масогабаритні характеристики САУ КДВГ.

  Скачати повний текст

Висвітлено проблеми синтезу робастного регулятора заданої структури для керування процесом кристалізації великогабаритних сцинтиляційних монокристалів (СМК), а також питання забезпечення відмовостійкості системи керування (СК) шляхом функціонального діагностування з використанням концепції сигнатурного моніторингу, реалізованого методом контрольних точок. Запропоновано математичну модель стохастичного процесу кристалізації СМК, яка базується на різницевих рівняннях з дискретним часом. Розроблено математичні моделі процесів кристалізації для синтезу робастних регуляторів. Обгрунтовано метод синтезу робастного регулятора заданої структури, який забезпечує необхідну якість керування на різних інтервалах вирощування кристала. Наведено моделі й алгоритми функціонального діагностування на основі концепції сигнатурного моніторингу для багатопроцесорних СК вирощуванням. Подано структурну схему діагностичного ядра, що реалізує функціональне діагностування методом контрольних точок. Увагу приділено алгоритмам розміщення контрольних точок для програм з фіксованим і динамічно змінним розміром стану керувальної програми реального часу мікроконтролера, що дозволяє підвищити ефективність функціонального діагностування в СК вирощуванням СМК.

  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

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