Дисертацію присвячено розробці теорії дискретно-безперервних мереж і створенню на її основі математичних моделей, що адекватно описують динаміку систем, які складаються з взаємодіючих безперервних (апаратів, агрегатів, пристроїв) і дискретних (логічних пристроїв, мікроконтролерів) компонентів. Розвинено 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, досліджено деякі її властивості і рішення прикладних задач оптимізації. Розроблено прогресивну технологію і графічне програмне середовище для моделювання і дослідження ОКзКС спільно з безперервними і логічними підсистемами керування, захисту, блокування і сигналізацій.

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 в режимі реального часу. Удосконалено алгоритм виконання базових операцій: піднесення до степеня, сортування чисел, обчислення модуля комплексного числа, на базі яких розроблено нові структури апаратних вузлів розширення функцій. Основні результати впроваджено 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.

Розглянуто алгоритм вимірювання активної потужності в ланцюгах змінного струму, що базується на дискретизації миттєвих значень напруги та струмів. Алгоритм адаптовано для застосування в сучасних однокристальних мікроконтролерах.

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.

Розглянуто алгоритм вимірювання реактивної потужності в ланцюгах змінного струму, що базується на дискретизації миттєвих значень напруги та струмів. Алгоритм адаптовано для застосування в сучасних однокристальних мікроконтролерах.

На прикладі використання мікроконтролера і87С52 розглянуто структурну схему та алгоритм вимірювання частоти імпульсів. Показано можливість вимірювання частоти імпульсів з частотою частки герца за один період сигналу. Алгоритм адаптовано для використання в сучасних однокристальних мікроконтролерах.

Розглянуто структурну схему й алгоритм функціонування багатофазного цифроаналогового генератора сигналів на базі використання мікроконтролера i87С196КD, в якому можливе роздільне регулювання частоти першої гармоніки, амплітуд і початкових кутів зсуву фаз першої та кількох вищих гармонік.

Вперше одержано математичну модель високовольтних високочастотних трансформаторів як частотної ланки зарядних пристроїв (ЗП) генераторів імпульсних струмів (ГІС) та визначено ряд передатних функцій з урахуванням різних власних параметрів трансформатора. Зроблено моделювання перехідних процесів транзисторного перетворювача та високочастотного трансформатора з використанням пакета програм наскрізного проектування DesingLab 8.0. Запропоновано нові алгоритми керування транзисторним перетворювачем та ЗП ГІС у цілому з використанням монокришталевого мікроконтролера (ММК). Вперше розроблено та застосовано нові алгоритми керування ГІС для моноблокових і модульних структур ЗП, реалізовані на базі ММК.

Розглянуто структурну схему перемножувача частоти, яка придатну для реалізації в однокристальному мікроконтролері. Наведено блок-схеми алгоритмів процедур, за допомогою яких можна побудувати перемножувачі частоти на вмонтованих у мікроконтролер пристроях.

Запропоновано нові методи розрахунку параметрів віброзахисних систем допоміжного енергетичного устаткування (СЕК) 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 керування (САК) частотним настроюванням КДВГ покращує динамічні та масогабаритні характеристики САК КДВГ.

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 дії 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 проведено натурні дослідження за умов, коли масив складається скельними, осадовими породами та грунтом. Визначено ділянки підвищенних навантажень навколо гірничих виробок та порожнини за оздобленням тунелю.

Наведено відомості про функціонування та проектування мікропроцесорів і мікроЕОМ, а також їх застосування в автоматичних системах керування технологічними процесами, радіоелектронній та контрольно-вимірювальній техніці. Значну увагу приділено архітектурі сучасних мікропроцесорів фірми Intel, у тому числі останніх моделей Pentium 4, та мікроЕОМ, побудованих на їх базі. Розглянуто архітектуру мікроконтролерів, сучасні засоби діагностування мікропроцесорів і комп'ютерів.

Приведены сведения о функционировании и проектировании микропроцессоров и микроЭОМ, а также их применении в автоматических системах управления технологическими процессами, радиоэлектронной и контрольно-измерительной технике. Значительное внимание уделено архитектуре современных микропроцессоров фирмы Intel, в том числе последних моделей Pentium 4, а также микроЭВМ, построенных на их базе. Рассмотрены архитектура микроконтролеров, современные средства диагностирования микропроцессоров и компьютеров.

Наведено методику розрахунку перехідного процесу струму в обмотці електромагніта, яка враховує вплив вихрових струмів. Проаналізовано особливості визначення показників уніфікації релейної апаратури діючого рухомого складу. На базі мікроконтролера розглянуто базову структурну схему проміжного реле. На підставі методу цепних дробів одержано аналітичні залежності, які описують процес формування дисперсійних діагностичних моделей гірничих електромеханічних систем. Проаналізовано сучасний стан технологічного транспорту рудних кар'єрів. Розглянуто узагальнену систему адаптивного гірничого маніпулятора з гідромолотом, а також конструкцію системи електронагріва ковша екскаватора ЕКГ-4у, спроектованої на базі плоских електронагрівачів з тканої стрічки.

Рассмотрена методика расчета переходного процесса тока в обмотке электромагнита, учитывающая влияние вихревых токов. Проаналированы особенности определения показателей унификации релейной аппаратуры действующего подвижного состава. На базе микроконтроллера представлена базовая структурная схема промежуточного реле. На основе метода цепных дробей получены аналитические зависимости, описывающие процесс формирования дисперсионных диагностических моделей горных электромеханических систем. Проанализировано современное состояние технологического транспорта рудных карьеров. Рассмотрены обобщенная система адаптивного горного манипулятора с гидромолотом, а также конструкция системы электрообогрева ковша экскаватора ЭКГ-4у, спроектированная на основе плоских модульных электронагревателей из тканой электронагревательной ленты.

Викладено основні відомості з арифметичних та логічних основ цифрових та обчислювальних пристроїв. Описано цифрові елементи, у тому числі мікропроцесори, інтегральні мікросхеми пам'яті. Значну увагу приділено основним принципам побудови, архітектури та програмного забезпечення сучасних мікропроцесорів та мікроконтролерів фірми "Моторола".

Изложены основные сведения по арифметическим и логическим основам цифровых и вычислительных устройств. Описаны цифровые элементы, включая микропроцессоры, интегральные микросхемы памяти. Значительное внимание уделено основным принципам построения, архитектурыи программного обеспечения современных микропроцессоров и микроконтролёров фирмы "Моторола".

Розглянуто пристрій для вимірювання параметрів трифазних мереж, в якому застосовано дискретизацію миттєвих значень напруги та струмів. Наведену структурну схему й алгоритми головних процедур адаптовано для застосування в сучасних однокристальних мікроконтролерах.

Розглянуто теоретичні засади та практичне застосування мікропроцесорної техніки. Наведено системи числення і кодування, а також загальні принципи побудови мікропроцесорних систем, однокристальних мікропроцесорів і мікроконтролерів. Розглянуто особливості архітектури та функціональні можливості 8-розрядних мікропроцесорів, а також побудови їх модулів пам'яті.

Рассмотрены теоретические основы и практическое использование микропроцессорной техники. Приведены системы счисления и кодирования, а также общие принципы построения микропроцессорных систем, однокристалльных микропроцессоров и микроконтролеров. Рассмотрены особенности архитектуры и функциональные возможности 8-розрядных микропроцессоров, а также построения их модулей памяти.

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 електроприводу запропоновано застосувати від'ємний зворотний зв'язок за різницею швидкостей трьох мас з коефіцієнтом Кк. Встановлено існування оптимального 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, встановлено 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

Синтезовано ефективний алгоритм оцінки перехідної матриці стану для лінійних нестаціонарних об'єктів керування, що автоматично враховує поточну інформацію про перехідну матрицю стану об'єкта керування, що враховує його динамічні характеристики в процесі функціонування, можливий із застосуванням у контурі керування спеціалізованих мікроконтролерів.

За допомогою запропонованої числової методики знайдено основні статистичні характеристики мікроконтролерної системи масового обслуговування - середній час виконання основної програми, середня затримка обробки переривань, середня кількість втрачених переривань, густина розподілу часових інтервалів виконання основної програми. Проаналізовано вплив густини розподілу вхідних потоків під час одиничного часу обслуговування на зазначені характеристики.

Показано можливість використання фаззі-регулятора для покращання динамічних показників систем з вертикальним керуванням. Наведено структурні схеми побудови блоків фаззі-регулятора на ПЛІС, проведено порівняння роботи регулятора на ПЛІС і мікроконтролерах.