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

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена розробці нових методів та автоматизованих засобів контролю моментних характеристик електричних машин. Розроблено нові методи неперервного та покрокового контролю залежності пускового моменту від кутового положення ротора, метод прискореного контролю залежності пускового моменту від напруги живлення, прямий метод контролю моменту інерції ротора і динамічного моменту. Синтезовано структурні схеми та алгоритми роботи мікропроцесорних засобів контролю моментних характеристик, ефективність яких обгрунтована теоретично та підтверджена експериментально. Запропоновано методичне, алгоритмічне і апаратне забезпечення для автоматизованої метрологічної атестації створених засобів контролю, що дало змогу впровадити їх у виробництво як засоби вимірювальної техніки.

  Скачати повний текст

Розроблено нову методику автоматизованого структурного синтезу число-імпульсних функціональних перетворювачів (ЧІФП). Висвітлено алгоритми декомпозиції заданої функціональної залежності у систему диференціальних рівнянь Шеннона, які враховують багатоваріантність, а також алгоритми, що дозволяють вивести структурну схему ЧІФП функції, пропорційної до заданої, на екран монітору комп'ютера. Запропоновано алгоритм автоматизованого імітаційного моделювання структур ЧІФП з використанням розроблених імітаційних моделей базових елементів, що реалізують операції ділення та множення і працюють з додатними та від'ємними приростами число-імпульсного коду. На базі запропонованих алгоритмів проведено дослідження структур ЧІФП елементарних математичних функцій.

  Скачати повний текст

Розвинуто теорію, принципи побудови та розробки автономних інверторів підвищеної частоти за умов роботи змінного електротехнологічного навантаження. На базі теоретичних досліджень та обчислювальних експериментів розроблено математичні моделі інверторів без зворотних діодів та з ними, які дозволяють проаналізувати процеси у силовій частині та розрахунок перетворювальних пристроїв для електротехнологічних установок. Наведено рекомендації щодо використання автономних інверторів у електротехнологічних установках.

  Скачати повний текст

За результатами аналізу міжнародних стандартів стосовно електронних трансформаторів струму (ТС) і напруги (ТН) та розробки проектів серії національних стандартів щодо мереж і систем зв'язку на підстанціях енергосистем, гармонізованих зі стандартами Міжнародної електротехнічної комісії (МЕК), розроблено принципи побудови, структурну схему та загальну інформаційну модель адаптивного вимірювального перетворювача струму та напруги (АВПСН) та методи коригування його вихідних сигналів. Розроблено проект методики проведення випробувань АВПСН для визначення та підтвердження його метрологічних характеристик та інформаційної й функціональної сумісності з іншими компонентами автоматизованих систем керування електроенергетичних об'єктів (АСК ЕЕО). Визначено та обгрунтовано найбільш прийнятну та перспективну для сучасної вітчизняної електроенергетики схему організації інформаційної взаємодії вимірювальних трансформаторів (ВТ) з АСК підстанцій.

  Скачати повний текст

Розроблено високоточні та швидкодіючі електронні вимірювальні перетворювачі для лазерних далекомірів. Запропоновно і розглянуто нову двопорогову схему фіксатора часового положення імпульсного сигналу (ФЧПІ) зі слідкувальним порогом з корекцією похибок, обумовлених зміною амплітуди та форми вимірювального сигналу, оцінено її метрологічні характеристики. Розглянуто методи корекції похибок перетворювача часового інтервалу (ПЧІ) в амплітуду напруги. Запропоновано структурні схеми імпульсних лазерних вимірювачів відстані, оптимальний алгоритм оцінки істинної дальності в фазових далекомірах з урахуванням похибок вимірювання фазових зсувів. Розроблено системи корекції систематичних похибок, обумовлених впливом гармонічної завади, застосування яких практично не збільшує випадкову похибку.

  Скачати повний текст

Наведено способи побудови інтегральних силових модулів, що мають властивість адаптовності внутрішніх параметрів до умов застосування, зміни параметрів зовнішніх ланцюгів, режимів навантаження та частоти комутації, з використанням яких створено імпульсні напівпровідникові перетворювачі малої та середньої потужності з поліпшеними електротехнічними характеристиками. Розроблено інтегральні модулі, що характеризуються змінними параметрами внутрішніх ланцюгів. Запропоновано схемотехнічні рішення інтегральних адаптовних силових модулів на базі МДН-транзисторів. Отримано аналітичні вирази розрахунку втрат у таких силових модулях. Наведено методику розрахунку параметрів елементів модулів.

  Скачати повний текст

Досліджено математичну імовірнісну модель акустоемісійного сигналу, яка враховує неперервну й імпульсну складові цього сигналу. З використанням елементів теорії лінійних випадкових процесів одержано повні імовірнісні характеристики імпульсної складової досліджуваного сигналу. Створено лабораторний зразок акустоемісійної інформаційно-вимірювальної системи діагностики, який на відміну від існуючих систем дозволяє із заданою точністю (інструментальна похибка) й достовірністю (методична похибка) проводити діагностику вузлів електротехнічного обладнання. Обгрунтовано діагностичні ознаки, які дозволяють визначати ступінь механічного навантаження окремих вузлів електротехнічного обладнання. Розроблено загальну методологію, яка за результатами виміру та статистичної обробки акустоемісійних сигналів дозволяє проводити вибір діагностичних просторів і формування у даних просторах навчальних сукупностей, що відповідають різним ступеням навантаження досліджуваного зразка електротехнічного обладнання.

  Скачати повний текст

Розроблено способи підвищення швидкодії систем з напівпровідниковими перетворювачами на базі побудови алгоритмів швидких симетричних перетворень. Запропоновано матричну форму запису базисних функцій СКІ-перетворення та розроблено методику побудови алгоритмів швидкого СКІ-перетворення на базі факторизації матриць. З використанням запропонованого способу факторизації матриць розроблено алгоритми швидкого СКІ-перетворення. За результатами аналізу різних апаратних і програмних способів реалізації алгоритмів доведено, що найбільш швидкодіючим і, водночас, дорогим способом є реалізація на спеціалізованих мікросхемах систолічних процесорів; найменшою швидкодією (близько 2 мс) та найбільш низькою вартістю характеризується спосіб реалізації алгоритмів на однокристальних процесорах; найбільш прийнятною є реалізація на цифрових сигнальних процесорах. Розроблені алгоритми швидких перетворень та методи їх реалізації використано в системах керування трифазним інвертором з компенсацією впливу несиметрії трифазної мережі та широтно-імпульсним перетворювачем фотоелектричної системи з робастним принципом керування.

  Скачати повний текст

Досліджено питання забезпечення електромагнітної сумісності стосовно індустрійних кондуктивних радіозавад під час автоматизованого схемотехнічного проектування напівпровідникових перетворювачів напруги ключового типу. Запропоновано методологію схемотехнічного проектування перетворювачів з урахуванням вимог електромагнітної сумісності на початкових етапах розробки. Доведено, що ці вимоги, сформульовані у нормативних документах як частотні характеристики завад, можна визначити за допомогою аналізу амплітудно-частотних характеристик елементів матриць розв'язків, розрахованих в інтервалах лінеаризації перетворювача. Встановлено, що мінімізація відхилень АЧХ цих елементів, зумовлених наявністю паразитних параметрів компонентів за тривалістю часу перемикань ключів, призводить до зменшення рівня індустрійних кондуктивних радіозавад, створюваних перетворювачем. Розроблено алгоритми автоматизованого схемотехнічного проектування перетворювачів з урахуванням вимог електромагнітної сумісності та запропоновано математичне забезпечення для їх реалізації.

  Скачати повний текст

Розроблено новий метод аналізу перетворювальних пристроїв у перехідних режимах роботи. Розглянуто метод аналізу перехідних процесів шляхом відображення їх на площину комплексної змінної. Вказано на переваги запропонованого методу перед існуючими - можливість аналізу лише однієї змінної, щоб мати уявлення про перехідні процеси у будь-якій частині всієї системи. Необхідність визначення ненульових початкових умов для кожного такту роботи перестає бути важливою. Зазначено, що принцип єдиності перехідного процесу в усій системі дозволяє контролювати лише одну змінну, а всі інші розраховувати за допомогою годографа даної змінної за розробленими алгоритмами, що значно спрощує вимірювальний канал системи мікропроцесорного керування. Встановлено правила аналізу на комплексній площині різноманітних пристроїв перетворювальної техніки.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено розробці і дослідженню нового підходу до методів аналізу і розрахунку магнітних полів електротехнічних пристроїв. Запропоновано новий напрямок в методах розрахунку електромагнітних полів, який базується на широкому використанні розривних функцій і передбачає одержання рішення в необмеженому просторі. Доведено ефективність такого підходу при розгляді тримірних і нелінійних задач. Одержано аналітичне рішення задачі розрахунку тримірного магнітного поля спрощеної математичної моделі кріогенератора з урахуванням кінцевої довжини магнітопроводу, поля тороідального трансформатора з витим стрічковим магнітопроводом з урахуванням кінцевої ширини сталевої стрічки та поля у сталевому листі і двошаровому просторі з урахуванням нелінійності кривої намагнічування. Розраховані вибіркові обмотки для вимірювання і компенсуючих пристроїв зовнішнього поля розсіювання електрообладнання.

  Скачати повний текст

Введено новий тип часових характеристик електричного ланцюга - функції вільного режиму. Запропоновано новий спосіб описання перехідних процесів у перетворювачах на інтервалах між комутаціями, який виключає необхідність визначення сталих інтегрування під час переходу від інтервалу до інтервалу. Одержано універсальні рекурентні формули для розрахунку багатоступінчатих перехідних процесів у перетворювачах з сталою та змінною структурою, які суттєво зменшують трудомісткість розрахунків. На підставі використання рекурентних формул запропоновано способи визначення квазіусталеного режиму роботи перетворювачів без попереднього розрахунку багатоступінчатого перехідного процесу. Запропоновано методики, алгоритми та програми для прискореного розрахунку перехідних і квазіусталених процесів у перетворювачах. Алгоритм прискореного розрахунку перехідних процесів у перетворювачах реалізовано в межах програмного пакету MatLab.

  Скачати повний текст

Розвинуто теорію керування широтно-імпульсними перетворювачами електричної енергії з використанням спектрально-часових методів аналізу сигналів у перетворювачах. Проведено аналіз струмів і напруг перетворювачів і запропоновано методи виявлення спотворень форм струмів і напруг на підставі вейвлет перетворення, які у подальшому використовувались під час побудови систем керування. Розроблено алгоритми керування широтно-імпульсними перетворювачами з адаптивним регулюванням частоти комутації вентилів, що дозволило знизити динамічні втрати на вентилях у безтрансформаторних схемах перетворювачів. Проведено моделювання роботи автономного інвертора напруги та фільтро-компенсувального перетворювача з використанням дискретного вейвлет перетворення.

  Скачати повний текст

Із застосуванням об'єктно-орієнтованого методу аналізу електромашиновентильних систем розроблено математичні та комп'ютерні моделі для аналізу процесів у генераторних блоках зі статистичними системами збудження (СЗ). Зроблено висновки щодо використання у СЗ автоматичних регуляторів збудження (АРЗ) підпорядкованого типу як альтернативи традиційним АРЗ сильної дії, а також щодо взаємних впливів електромагнітних процесів в електромережі, СЗ й електромагнітних і електромеханічних процесів у генераторі. Зазначено, що особливістю проведеного аналізу є комплексне врахування нелінійності електричних машин, дискретності вентилів перетворювачів, а також взаємних впливів між СЗ, генератором і електромережею. Із застосуванням даних моделей реального часу розроблено засоби та процедуру для проведення діагностування фізичних статичних СЗ перед їх введенням в експлуатацію та під час профілактики.

  Скачати повний текст

На підставі поєднання теорії математичного моделювання електромашиновентильних систем і принципів теорії об'єктно-орієнтованого проектування розвинуто теорію аналізу складних електротехнічних систем, що дозволяє створювати моделі з більш повним описом їх елементів і з можливістю функціонування цих моделей у реальному часі у взаємодії з фізичними об'єктами. Удосконалено метод аналізу процесів у синхронній машині шляхом зменшення впливу похибки числового інтегрування диференціальних рівнянь у фізичних координатах, що дозволяє підвищити точність аналізу процесів в електротехнічних комплексах з синхронними машинами за умов забезпечення функціонування моделей у реальному часі. Запропоновано метод аналізу процесів у комплексі система збудження - генератор - лінія електропередачі, що дозволяє врахувати нелінійність електричних машин і дискретність напівпровідникових перетворювачів і проаналізувати взаємні впливи між системою збудження, генератором і лінією електропередачі за робочих режимів та у випадку аварійних ситуацій у лінії та напівпровідниковій системі збудження. Синтезовано нечіткі регулятори збудження сихронних генераторів електростанцій на базі уточнених математичних моделей об'єктів регулювання з урахуванням процесів і обмежень у напівпровідникових системах збудження та нелінійності електричних машин, що дозволяє покращити динамічні характеристики генераторної установки. Розвинуто теорію керування асинхронною машиною з боку ротора, що передбачає врахування встановлених залежностей між коефіцієнтом потужності статора та струмами фазного ротора, а також залежності потужності, що споживає коло ротора з мережі, від режиму роботи та швидкості обертання.

  Скачати повний текст

Розроблено лінеаризовану модель асинхронного генератора (АГ) з керованим збудженням як ланки систем автоматичного керування (САК), яка відрізняється від існуючих тим, що для цього використана реальна реакція АГ на зміну ємності самозбудження та дає змогу вдосконалити аналіз впливу на АГ збурень у каналах швидкості обертання, струму збудження та навантаження. Запропоновано будувати САК напруги АГ з самозбудженням як двоконтурні, з введенням додатково контуру регулювання струму тиристорного компенсатора реактивної потужності, що дає змогу підвищити надійність та якість енергопостачання. Створено математичні моделі автономних асинхронних генераторних установок (ААГУ) з керованим збудженням, які враховують нелінійність характеристики асинхронної машини, дискретність тиристорних перетворювачів і дають змогу вдосконалити дослідження електромагнітних та електромеханічних процесів у різних режимах роботи, зокрема: самозбудження, несиметричних та аварійних. Уперше запропоновано вводити в САК напруги АГ гнучкий зворотний зв'язок за вихідною потужністю та використовувати тиристорний компенсатор реактивної потужності не лише для регулювання напруги, але й для демпфування динамічних моментів у системі рушій - генератор, що дозволяє сповільнити її втомлюванісне руйнування. Розвинуто принцип зонного керування для побудови САК напруги ААГУ з урахуванням особливостей впливу випадкових збурень у каналі навантаження, що спричиняє суттєве зниження дисперсії коливань напруги на її виході.

  Скачати повний текст

Установлено закономірності, притаманні процесам перетворення енергії у машинах подвійного живлення, які дозволяють одержати залежності між струмами фазного ротора, потокозчепленням і струмами статора, а також електромагнітними параметрами асинхронної машини. Відзначено, що виявлені закономірності забезпечують компенсацію поля статора у разі статичних і динамічних режимів роботи за умов векторного керування машиною у колі ротора та надають електроприводу з машиною подвійного живлення властивостей електроприводу з компенсованою машиною постійного струму незалежного збудження. Виведено умови синхронізації сигналів керування з вектором напруги статора, що забезпечило формування керувального впливу у цифрових системах зазначеного керування асинхронним електродвигуном, що має фазний ротор, це дозволило значною мірою покращити експлуатаційні й енергетичні характеристики електроприводу.

  Скачати повний текст

Розроблено для асинхронних електроприводів (АЕП) зі спрощеного дволанкового безпосереднього перетворювача частоти (СДБПЧ) системи автоматичного керування (САК), які забезпечують одно- і двозонне регулювання швидкості, а також регулювання положення. Запропоновано ефективну схему пасивного фільтра мережі та методику розрахунку її параметрів, які покращують для АЕП зі СДБПЧ електромагнітну сумісність з мережею живлення. Наведено кількісну оцінку коефіцієнта потужності мережі та гармонійний склад фазного струму мережі. Запропоновано спосіб керування АЕП зі СДБПЧ за провалів напруги мережі, наведено оцінку електромеханічних процесів, які відбуваються у даному режимі.

  Скачати повний текст