Автореферати

Постійний URI для цієї колекції

https://openarchive.nure.ua/handle/document/18

Перегляд

Зараз показано 1 - 20 з 456

Розвиток стохастико-детермінованої теорії прийому та обробки сигналів в оптико-електронних системах
(”Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського”. Вид. "Політехніка", 2017) Стрілкова, Т. О.
Основні тенденції удосконалення оптико-електронних систем спрямовані на збільшення проникної здатності. Однак при розрахунках ефективності та встановленні граничних можливостей систем виникають протиріччя при використанні різноманітних підходів до опису, як вхідних так і вихідних сигналів. Протиріччя, що виникають можна пояснити: умовністю критерію ефективності, що приймається; неточністю математичних моделей сигналів; цілеспрямованістю спрощення моделей сигналів в системах. З метою подолання протиріч в дисертаційній роботі вирішена актуальна науково-технічна проблема підвищення ефективності оптикоелектронних систем за рахунок розвитку математичних моделей та стохастикодетермінованих методів прийому та обробки сигналів, що засновані на сумісному використанні корпускулярного, хвильового та статистичного опису сигналів в оптико-електронних системах. Для вирішення вказаної проблеми було проведено аналіз теоретичних методів опису вхідних оптичних сигналів з урахуванням корпускулярних властивостей та методів опису вихідних сигналів з урахуванням статистичних особливостей. Проведено аналіз процесу ослаблення оптичного випромінювання оптичною ланкою, проаналізовано статистичні характеристики вихідних сигналів та ефективність оптико-електронної системи з обмеженим динамічним діапазоном. Проаналізовано граничні розподілення вихідних сигналів на належність областям тяжіння нормального та стійких законів з характеристичним показником α. Розроблено методи реєстрації випромінювання надслабкої та великої інтенсивності.
Наукові основи та інформаційна технологія адаптивного прогнозування техніко-економічних показників організаційно-технічних систем в умовах невизначеності даних
(Видавничий центр «ХАІ», 2017) Романенков, Ю. О.
Метою дослідження є забезпечення якості прогнозування в організаційно-технічних системах. Розроблено методи параметричної ідентифікації прогнозної моделі експоненціального згладжування в умовах невизначеності даних, комбіновані прогнозні моделі для часових рядів з критичним обсягом вибірки, а також адаптивний метод комплексування прогнозних оцінок для консолідованих прогнозів техніко-економічних показників організаційно-технічних систем. Створено прикладну інформаційну технологію, елементи якої впроваджено в практику оцінювання техніко-економічних показників компаній і організацій.
Розвиток методів високоточного визначення параметрів руху низькоорбітальних космічних апаратів по бортовим спостереженням сигналів глобальних навігаційних супутникових систем
(ХНУРЕ, 2023) Яковченко, О. І.
Актуальність теми: обладнання низькоорбітальних космічних апаратів (НКА) приймачами сигналів глобальних навігаційних супутникових систем (ГНСС), зокрема системи GPS, відкриває унікальні можливості наукових досліджень в таких областях, як геодезія, геодинаміка, уточнення фігури геоїда, моніторинг космічної погоди, метеорологія та ін.
Моделі автоматизованого аналізу та діагностування поліморфних вірусів у комп'ютерних системах та мережах
(ХНУРЕ, 2021) Саприкін, О. С.
Мета дослідження – істотне зменшення часу і вартості розпізнавання поліморфних мутаторів шляхом розробки і впровадження федеративної архітектури cloud-edge комп'ютингу на основі ML-sandbox і векторно- огічних методів пошуку zero-day шкідливих кодів для захисту інфраструктури кіберфізичного простору. Поліморфний мутатор – механізм управління логічною і синтаксичною модифікацією коду шкідливої програми для її маскування від детектування існуючими антивірусними сервісами. Наукова новизна результатів досліджень: 1) Вперше запропоновано федеративну ML-архітектуру sandbox комп'ютингу. 2) Удосконалено структурну модель ML-комп'ютингу. 3) Удосконалено матрично-логічний метод діагностування шкідливих кодів. 4) Удосконалено векторно-матричний метод діагностування шкідливих кодів. 5) Вперше запропоновано методи: детектування модифікованих шкідливих кодів; детектування досліджуваного зразка заздалегідь встановленими антивірусними рішеннями; діагностування поліморфних шкідливих програм за допомогою Yara правил; створення URL сигнатур нового покоління, що дає можливість скоротити розмір бази даних на 75%. The aim of the study is to significantly reduce the time and cost of recognizing polymorphic mutators by developing and implementing a federated cloud-edge computing architecture based on ML-sandbox and vector-logical methods for finding zero-day malicious codes to protect cyberspace infrastructure. Scientific novelty of research results: 1) Рroposed a federal ML-architecture sandbox computing. 2) Improved structural model of ML-computing. 3) Improved matrix- logical method of diagnosing malicious code. 4) Improved vector-matrix method of diagnosing malicious codes. 5) Рroposed methods: detection modified malicious codes; detection of the test sample by pre-installed anti-virus solutions; diagnosing polymorphic malware using Yara rules; creation of URLs of signatures of new generation, it allows to reduce the size of a database by 75%.
Моделі, методи та інформаційна технологія вибору варіанта проєктного рішення реінжинірингу спеціалізованих інформаційних систем
(ХНУРЕ, 2021) Чиркова, К. С.
Дисертаційна робота присвячена розв’язанню актуальної науково-практичної задачі розробки нових і вдосконалення існуючих моделей, методів та інформаційної технології вибору варіанта проєктного рішення реінжинірингу спеціалізованих інформаційних систем. Виконано теоретичне обґрунтування пошуку варіантів проєктних рішень реінжинірингу спеціалізованих інформаційних систем з метою забезпечення максимального показника функціонування спеціалізованих інформаційних систем, що в свою чергу забезпечує максимальне поліпшення ключових соціально-значущих показників діяльності спеціалізованих підприємств. Удосконалено модель інформаційного супроводу бізнес-процесів спеціалізованою інформаційною системою, побудовану на основі даталогічної моделі даних, яка дозволяє визначати взаємозв’язок організаційно-технічних компонентів спеціалізованої інформаційної системи з бізнес-процесами та вплив даних на ключові соціально-значущі показники діяльності підприємства. Отримав подальший розвиток метод визначення ступеню автоматизації організаційно-технічних компонентів спеціалізованої інформаційної системи, який дозволяє визначити набори даних, що вводяться та обробляються за допомогою певних організаційно-технічних компонентів, а також, визначати організаційно-технічні компоненти, що забезпечують виконання вузьких критичних дій. Отримала подальший розвиток модель показника функціонування спеціалізованої інформаційної системи, яка, на базі методу функціонально-вартісного аналізу дозволяє визначати розрахунковий показник функціонування спеціалізованої інформаційної системи, який, в свою чергу, визначає ефективність функціонування спеціалізованої інформаційної системи. Вперше розроблено метод оцінювання варіантів проєктних рішень реінжинірингу організаційно-технічних компонентів спеціалізованих інформаційних систем, який дозволяє на етапі вибору варіантів проєктних рішень реінжинірингу спеціалізованої інформаційної системи порівнювати варіанти за узагальненим критерієм, що зв’язує розрахунковий показник функціонування спеціалізованої інформаційної системи з ключовими соціально-значущими показниками діяльності підприємства, здійснювати вибір оптимального варіанта проєктного рішення реінжинірингу спеціалізованих інформаційних систем при обмеженнях витратних ресурсів. Розроблена інформаційна технологія вибору варіанта проєктного рішення реінжинірингу спеціалізованих інформаційних систем. Дана інформаційна технологія представляє собою покрокове, у відповідній послідовності, застосування розроблених моделей та методів. Розглянуто основні особливості практичної реалізації запропонованої інформаційної технології вибору варіанта проєктного рішення реінжинірингу спеціалізованих інформаційних систем. Результати досліджень можуть бути використані при оцінюванні ефективності спеціалізованих інформаційних систем вузько спеціалізованих підприємств, діяльність яких оцінюються ключовими соціально-значущими показниками. Проведені експериментальні дослідження, що довели покращення показників функціонування спеціалізованої інформаційної системи після впровадження визначеного за допомогою розробленої інформаційної технології оптимального варіанта проєктного рішення реінжинірингу спеціалізованої інформаційної системи.The dissertation work is devoted to solving the current scientific and practical problem of developing new and improving existing models, methods and information technology of choosing a design solution for reengineering of specialized information systems. Theoretical substantiation of search of variants of design decisions of reengineering of specialized information systems for the purpose of maintenance of the maximum indicator of functioning of specialized information systems is carried out that in turn provides the maximum improvement of key socially significant indicators of activity of the specialized enterprises. The model of information support of business processes by a specialized information system, built on the basis of a datalogical model, which allows to determine the relationship of organizational and technical components of a specialized information system with business processes and the impact of data on key socially significant indicators of enterprise. The method of determining the degree of automation of organizational and technical components of a specialized information system, which allows to determine data sets that are entered and processed using certain organizational and technical components, as well as to determine organizational and technical components that ensure narrow critical actions. The model of the indicator of functioning of the specialized information system was further developed, which, based on the method of functional-cost analysis allows to determine the calculated functioning of the specialized information system, which, in turn, determines the efficiency of the specialized information system. For the first time the method of estimation of variants of design decisions of reengineering of organizational and technical components of specialized information systems is developed activity of the enterprise, to carry out a choice of the optimum variant of the design decision of reengineering of specialized information systems at restrictions of expense resources. For the first time the method of estimation of variants of design decisions of reengineering of organizational and technical components of specialized information systems is developed, which allows at the stage of choosing design solutions for reengineering of a specialized information system to compare options for a generalized criterion that connects the calculated performance of a specialized information system with key socially significant indicators of the enterprise, to choose the best design solution for specialized engineering reengineering with limited resource resources. The information technology of a choice of a variant of the design decision of reengineering of specialized information systems is developed. This information technology is a step-by-step, in the appropriate sequence, the application of developed models and methods. The basic features of practical realization of the offered information technology of a choice of a variant of the design decision of reengineering of specialized information systems are considered. The results of research can be used in studies of the effectiveness of specialized information systems of narrowly specialized enterprises, the effectiveness of which is assessed by key socially significant indicators. Experimental researches have been carried out, which have proved the improvement of the performance indicators of the specialized information systems after the introduction of the optimal variant of the design solution of the reengineering of the specialized information systems determined with the help of the developed information technology.
Принципи характеризації матеріалів за ефективним атомним номером при радіографічному контролі
(ХНУРЕ, 2021) Ополонін, О. Д.
Дисертація присвячена проблемі характеризації матеріалів за ефективним атомним номером Zeff при радіографічному контролі (медична діагностика, митний догляд, тощо). За результатами роботи набув подальшого розвитку метод двоенергетичної абсорбціометрії (Dual-energy X-ray Absorptiometry- DXA, раніше DEXA), що базується на вимірюванні ослаблення рентгенівського випромінювання (РВ) об’єктом контролю (ОК) у двох енергетичних діапазонах. В роботі запропоновано новий фізичний метод характеризації матеріалів за Zeff, що дозволяє визначити параметр, пропорційний масовому коефіцієнту ослаблення m, який є пов’язаним з Zeff та не залежить від товщини та щільності матеріалу ОК. Метод пройшов експериментальну апробацію. Проведено моделювання співвідношення сигналів двоенергетичного детектора на базі сцинтиляційних кристалів ZnSe товщиною 0,5мм та CsI товщиною 4мм для ОК різної товщини та з різним ефективним атомним номером (від Zeff = 6.93 до Z=29). На базі створених двох макетних зразків цифрових радіографічних систем отримано низку радіографічних зображень тестових об’єктів контролю у різних енергетичних діапазонах. Отриманні радіографічні зображення дозволили провести порівняння різних методів характеризації матеріалів за Zeff. В роботі розглянуто основні фактори, що впливають на точність характеризації матеріалів за Zeff: розсіяне випромінювання; пульсації потоку рентгенівського випромінювання; розкид параметрів детекторів, шуми квантування АЦП, тощо. The dissertation solves the problem of increasing the informativity of radiographic control by improving the method of separation of substances and materials by the effective atomic number Zeff. For the first time, a method for separating substances according to Zeff has been proposed, which makes it possible, using signals from two- and multi- energy detectors, to determine a parameter, proportional to the mass attenuation coefficient m in the energy range 20 — 150 keV. The signal ratio of a dual-energy detector based on 0.5 mm thick ZnSe scintillation crystals and 4 mm thick CsI for test objects with different effective atomic number (from Zeff = 6.93 to Z = 29) was modeled. Based on the created two prototypes of digital radiographic systems, a number of radiographic images of test objects in different energy ranges were obtained. The obtained radiographic images allowed to compare different methods of characterization of materials and substances according to Zeff, and also confirmed the effectiveness of the proposed method in medicine, customs control, etc. The key factors influencing the accuracy of Zeff characterization of materials and substances are investigated.
Технологія виробництва комбінованих детекторів іонізуючого випромінювання
(ХНУРЕ, 2021) Непокупна, Т. А.
У роботі вирішено науково-прикладне завдання підвищення чутливості реєстрації детекторів альфа-, бета-частинок і фотонів гамма-випромінювання, а також просторового розділення детекторів для реєстрації фотонів рентгенівських квантів (для візуалізації об’єктів) за рахунок розроблення технологічних процесів виготовлення комбінованих детекторів великої площі. У дисертаційній роботі проведено огляд та аналіз вимог до сучасних детекторів іонізуючого випромінювання, сформульовано вимоги до складових елементів комбінованих детекторів, а також встановлено технологічні операції їхнього виготовлення. Запропоновано технологію виробництва складових елементів комбінованих детекторів для реєстрації фотонів гамма-випромінювання з площею вхідної поверхні від 1000 см2 на основі матеріалів, що відрізняються за лінійними коефіцієнтами теплового розширення у 4,5 – 7 разів для роботи в інтервалі температур від –50ОС до +70ОС. Розроблено технологічний процес виробництва спектрометричних та лічильних комбінованих детекторів для реєстрації фотонів гамма-випромінювання з площею вхідної поверхні від 1000 см2 на основі монокристалічних пластин NaI:Tl, оптично з'єднаних з пластиною сцинтиляційного полістролу. Енергетичне розділення комбінованого детектора не перевищує 8,5% під час опромінення колімованим джерелом 137Cs (Еγ = 662 кеВ). Чутливість реєстрації фотонів гамма-квантів на 30% – 67% більше, ніж у детектора NaI:Tl (Еγ= 33 кеВ – 2600 кеВ). Вдосконалено технологічні операції виготовлення лічильних комбінованих детекторів для реєстрації фотонів гамма-випромінювання з площею вхідної поверхні від 1000 см2 на основі композиційного сцинтилятора СsI:Tl, оптично з'єднаного з пластиною сцинтиляційного полістролу. Детектори мають чутливість реєстрації фотонів гамма-квантів на 22% більше під час опромінення джерелом 137Cs та на 78% більше під час опромінення джерелом 241Am порівняно з детектором на основі сцинтиляційного полістиролу. Удосконалено та впроваджено у виробництво технологічний процес виготовлення спектрометричних комбінованих детекторів альфа- та бета-частинок з площею вхідної поверхні до 180 см2 на основі гетерогенного шару ZnSe:Al та світлопровідного шару з ПММА. Оптимальне поглинання альфа-частинок детектором забезпечується за рахунок альфа-чутливого підшару товщиною 0,05 –0,1 мм, що складається з гранул ZnSe:Al розміром 5–63 мкм та водорозчинного акрилатного лаку як основи. Для виготовлення бета-чутливого підшару комбінованого детектора використаний композитний сцинтилятор ZnSe:Al товщиною 0,7 мм з гранул розміром 100–140 мкм, що пропускає не менш ніж 11% світла та забезпечує відносну ефективність реєстрації бета-частинок ~30 %. Детектори мають чутливість реєстрації альфа- та бета-частинок 0,32 імп/с·Бк та 0,34 імп/с·Бк під час опромінення джерелами 239Pu та 90Sr-90Y, відповідно, що на 26% та 14% більше, ніж у детекторів на основі ZnS:Ag та сцинтиляційної пластмаси. У роботі удосконалено технологічні операції виготовлення комбінованих детекторів фотонів низькоенергетичного рентгенівського випромінювання (для візуалізації об’єктів) з площею вхідної поверхні до 400 см2 на основі композиційного сцинтиляційного шару товщиною 0,1 мм з гранул GAGG:Ce або CsI:Tl розміром 1–15 мкм, який з’єднаний з волоконно-оптичною пластиною. Удосконалено процес твердофазного синтезу гранул GAGG:Ce, в результаті чого визначено оптимальну концентрацію Ce3+, що забезпечує максимальний світловий вихід сцинтиляційного шару GAGG:Ce. Розроблені комбіновані детектори GAGG:Ce мають просторове розділення 5 пар ліній/мм, що на 25% краще, ніж у плоскопанельних детекторів з матрицею на тонкоплівкових транзисторах, виготовлених на основі екранів CsI:Tl або Gd2O2S:Tb. The scientific and applied problem of increasing of sensitivity of detectors of alpha and beta particles and gamma photons, as well as increasing of spatial resolution of low-energy X-ray photons detectors (for objects visualizing) was solved in the work by developing of technological processes of large area combined detectors manufacturing. The requirements for the elements of combined detectors were formulated. The technological process of production of elements of gamma radiation combined detectors with size of input window from 1000 cm2 based on materials which differ of coefficients of linear thermal expansion by 4.5 – 7 times for operation in the temperature range from -50OC to + 70OC was developed. The technological process of production of spectrometric gamma radiation combined detectors with size of input window from 1000 cm2 based on NaI:Tl single crystal plates and scintillation polysteryne was developed. The energy resolution was 8.5% when irradiated with collimated 137Cs source (Еγ = 662 keV) and sensitivity was higher than that of the NaI:Tl detector. The technological operations of production of counting gamma radiation combined detectors with size of input window from 1000 cm2 based on CsI:Tl composite scintillator and scintillation polysteryne were improved. Sensitivity of detectors was higher than that of detector based on scintillation polysteryne. The technological process of production of alpha-beta spectrometric combined detectors with size of input window up to 180 cm2 based on ZnSe:Al heterogeneous layers and PMMA light guide layer was imrpoved. Sensitivity of detectors was higher than that of detector basrd on ZnS:Ag and plastic scintillator. Technological operations of production of combined detectors of low energy X-ray radiation (for objects visualizing) with size of input window up to 400 cm2 were improved. Detectors based on composite scintillator made of GAGG:Ce granules obtained by solid-phase synthesis or CsI:Tl polished crystal granules and coupled with fiber-optic plate. The spatial resolution of detectors were better than that of X-ray flat panel detectors with a Thin- Film Transistor array based on CsI:Tl or Gd2O2S:Tb scintillation screens.
Моделі та методи адаптивного візуального керування роботами
(ХНУРЕ, 2021) Бронніков, А. І.
Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуального завдання розробки моделей та методів адаптивного візуального керування мобільними роботизованими засобами. Вперше розроблено інформаційно-логічну модель робочого простору, що відображає об`єкти ГІВС, характерні для завдань інтелектуального керування роботами та зв`язки між об`єктами, що враховує дискретність та заповненість виробничого робочого простору; ґрунтується на інформації, отриманій від об`єктової системи комп`ютерного зору; визначає та враховує властивості об’єктів, що розміщуються в робочому просторі; враховує взаємодію, упорядкованість та сумісність об’єктів. Також вперше розроблено функціональну модель ГІВС, яка забезпечує опис взаємодії об’єктів на рівні виконання поставлених перед ГІВС виробничих, транспортувальних, сервісних, моніторингових, управлінських та інших завдань та ґрунтується на інформаційно-логічній моделі робочого простору враховує особливості технологічних операцій, містить детальний опис властивостей об’єктів та їх взаємодії, включає можливість кількісної оцінки вартості та якості робіт. Вдосконалено метод адаптивного візуального керування, що описує сукупність прийомів та операцій, які слід застосувати у інтелектуальних системах керування роботів для планування завдання переміщень на основі отримання зорової інформації від систем комп’ютерного (технічного) зору та орієнтований на використання в мобільних робототехнічних системах. Отримала подальший розвиток модель керування мобільним роботом у просторі ГІВС, що здійснює керування шасі двоколісного робота, та функціонує на основі інформації від глобальних/локальних систем комп`ютерного зору та виконання функцій розпізнавання та ідентифікації об`єктів ГІВС, забезпечує розрахунок координат та швидкостей роботизованої платформи та інших об`єктів ГІВС, розрахунок лінійних та криволінійних траєкторій переміщень у дискретному робочому просторі, подання маршруту у вигляді послідовностей переміщень, забезпечує організацію керування транспортувальними роботам за їх візуальним положенням; нечітка складова моделі містить розгорнутий опис процедур формування лінгвістичних змінних, пов’язаних з динамікою руху мобільної роботизованої платформи та формалізує набір продукційних правил нечіткого регулятора. Практичне значення отриманих результатів полягає у розробці інформаційного та програмного забезпечення адаптивної візуальної системи керування мобільним транспортувальним роботом, яке реалізує запропоновані моделі і метод, практично забезпечує аналіз робочого простору за допомогою системи комп’ютерного/технічного зору, розпізнавання та ідентифікацію об`єктів робочого простору та робототехнічних засобів, отримання їх просторових координат, підтримку візуального цілевказання маршруту мобільного робота та функціонування інтелектуальної системи підтримки прийняття рішень. The thesis is devoted to solving the urgent problem of developing models and methods of adaptive visual control of mobile robotic means. For the first time, an information-logical model of the workspace has been developed that reflects the FIPS objects characteristic of the tasks of intelligent work control and communication between objects, taking into account the discreteness and fullness of the production workspace; based on information received from object computer vision systems; defines and takes into account the properties of objects placed in the workspace; takes into account the interaction, ordering and compatibility of objects. Also, for the first time, a functional model of the GIVS has been developed, which provides a description of the interaction of objects at the level of execution of production, transportation, service, monitoring, management and other tasks assigned to the FIPS and is based on the information-logical model of the workspace takes into account the peculiarities of technological operations, contains a detailed description of the properties objects and their interactions, including the ability to quantify the cost and quality of work. The method of adaptive visual control has been improved, describes a set of techniques and operations that should be applied in intelligent control systems of robots for planning a movement task based on receiving visual information from computer (technical) vision systems and is focused on use in mobile robotic systems. The model for controlling a mobile robot in the space of the FIPS, which controls the chassis of a two-wheeled operation, has been further developed, and operates on the basis of information from global / local computer vision systems and performs the functions of recognition and identification of FIPS objects, provides the calculation of coordinates and speeds of the robotic platform and other FIPS objects, calculation of linear and curvilinear trajectories of movements in a discrete workspace, presentation of the route in the form of sequences of movements, ensures the organization of control of transporting works according to their visual position; the fuzzy component of the model contains a detailed description of the procedures for the formation of linguistic variables associated with the dynamics of the movement of a mobile robotic platform and formalizes a set of production rules for a fuzzy regulator. The practical significance of the results obtained lies in the development of information and software for an adaptive visual control system for a mobile transport robot, which implements the proposed models and method, practically provides an analysis of the workspace using a computer / technical vision system, recognition and identification of objects in the workspace and robotic equipment, obtaining their spatial coordinates, support for visual target designation of the route of the mobile robot and the functioning of an intelligent decision support system.
Методи, моделі та інформаційні технології управління наскрізними бізнес-процесами підприємства
(ХНУРЕ, 2021) Левикін, І. В.
Дисертація присвячена вирішенню актуальної науково-прикладної проблеми створення концептуальних основ, методів, моделей та інформаційних технологій управління наскрізними бізнес-процесами підприємства на основі прецедентного підходу для підвищення ефективності процесного управління в умовах обмежень на час виконання бізнес-процесів та використання спільних ресурсів цими процесами. Вперше запропоновано метод прецедентного управління множиною наскрізних бізнес-процесів, який встановлює послідовність використання спільних ресурсів для таких процесів з тим, щоб зменшити відхилення у часі від строків їх завершення внаслідок затримок при доступі до цих ресурсів, що дає можливість підвищити ефективність процесного управління за рахунок виконання додаткових процесів при задоволенні обмежень на час виконання сукупності наскрізних бізнес-процесів. Вперше запропоновано метод побудови інтервальної моделі наскрізного бізнес-процесу, який містить у собі етапи формування множини інтервалів подій, що відповідають діям процесу, побудови множин послідовних та паралельних дій, об’єднання множин інтервалів та формування часових оцінок інтервалів подій, що дає можливість врахувати інтервали очікування ресурсів при реалізації прецедентного управління наскрізними бізнес-процесами. Вперше запропоновано інтервальну модель наскрізного бізнес-процесу як рішення задачі в складі прецеденту, яка містить опис дій процесу у вигляді множини послідовностей подій та множини послідовностей інтервалів часу виконання цих дій, що дає можливість підвищити ефективність управління наскрізними бізнес-процесами на основі врахування невідповідності між прогнозованою тривалістю виконання бізнес-процесів та обмеженням на час завершення цих процесів. Вперше запропоновано метод адаптації прецеденту наскрізного бізнес-процесу з урахуванням часу його виконання, який залишає у складі прецеденту лише ті послідовності дій, які дозволяють виконати процес при заданих обмеженнях на час його виконання та ресурсних обмеженнях, що дає можливість реалізувати прецедентне управління наскрізними бізнес-процесами з урахуванням затримок доступу до спільних ресурсів підприємства. Удосконалено категорно-функторну модель життєвого циклу бізнес-процесів, яка, на відміну від існуючих, визначає цикл випуску продукції підприємства як єдину систему типових взаємодіючих бізнес-процесів, що дає можливість визначити цілі та результати таких процесів для реалізації прецедентного процесного управління. Удосконалено узагальнений метод формування, пошуку та використання прецеденту наскрізного бізнес-процесу, який, на відміну від існуючих, містить у собі етапи вибору прецеденту відповідно до цілі та очікуваного результату наскрізного бізнес-процесу, а також адаптації прецеденту з урахуванням ресурсних обмежень, що створює умови для реалізації прецедентного управління множиною взаємопов’язаних наскрізних бізнес-процесів. Удосконалено метод виявлення інтервалів очікування ресурсів с наскрізного бізнес-процесу, який, на відміну від існуючих, передбачає відбір підмножин атрибутів подій, які відображають перехід бізнес-процесу до очікування ресурсів, та формування дерева рішень, яке зв'язує набір значень атрибутів з переходом, що дозволяє виявити можливості несвоєчасного виконання дій бізнес-процесу і тим самим забезпечити скорочення затримок при його виконанні. Отримала подальший розвиток логічна модель множини наскрізних бізнес-процесів, яка, на відміну від існуючих, враховує не лише набір можливих послідовностей дій, що забезпечують досягнення цілей процесів, але й правила виконання цих дій з урахуванням доступу до ресурсів, що створює умови для побудови прецедентів бізнес-процесів у формі послідовностей дій з ресурсними обмеженнями та подальшого використання цих прецедентів для управління множиною наскрізних бізнес-процесів. Отримала подальший розвиток узагальнена модель прецеденту наскрізного бізнес-процесу, яка, на відміну від існуючих, містить у собі множину варіантів вирішення функціональної задачі у вигляді послідовності подій як результатів виконання робіт процесу із заданою множиною обмежень для кожного варіанту, а також множину локальних результатів, кожен з яких відповідає одному варіанту вирішення задачі, що дає можливість адаптувати прецедент при управлінні бізнес-процесами шляхом послідовного вибору підмножини результатів та одного з варіантів вирішення задачі відповідно до поточних обмежень предметної області. Розроблено та впроваджено інформаційні технології побудови прецедентів наскрізних бізнес-процесів та прецедентного управління множиною наскрізних бізнес-процесів, що використовують спільні ресурси. Технології забезпечують реалізацію управління наскрізними бізнес-процесами шляхом встановлення послідовності доступу до спільних ресурсів з урахуванням часу завершення кожного з цих процесів. The dissertation is devoted to the solution of the actual scientific and applied problem of creation of conceptual bases, methods, models and information technologies of management of end-to-end business processes of the enterprise on the basis of precedent approach for efficiency increase of process management in the conditions of restrictions on time of business processes and the usage of mutual resources by these processes. For the first time, a method of precedent management of multiple end-to-end business processes has been proposed, which establishes the sequence of using shared resources for such processes in order to reduce time deviations from their completion due to delays in accessing these resources additional processes while meeting the constraints on the execution time of a set of end-to-end business processes. For the first time, a method of constructing an interval model of a end-to-end business process is proposed, which includes stages of forming a set of event intervals corresponding to process actions, constructing sets of consecutive and parallel actions, combining sets of intervals and forming time estimates of event intervals that allows taking into account expectations of resources intervals in the implementation of precedent management of end-to-end business processes. For the first time, an interval model of an end-to-end business process was proposed as a solution to a problem in the precedent, which contains a description of process actions in the form of a set of events and a set of time intervals of these actions, the duration of business processes and the time limit for the completion of these processes. For the first time, a method of adapting the precedent of an end-to-end business process considering the time of its execution is proposed, which leaves in the precedent only those sequences of actions that allow the process to be performed considering delays in access to shared resources of the enterprise. The categorical-functional model of the life cycle of business processes has been improved, which, unlike the existing ones, defines the production cycle of the enterprise as a single system of typical interacting business processes, which allows to determine the goals and results of such processes for precedent process management. Improved generalized method of forming, finding and using the precedent of the end-to-end business process, which, unlike existing ones, includes stages of selecting the precedent according to the purpose and expected result of the end-to-end business process, as well as adapting the precedent to resource constraints to implement case management of many interconnected end-to-end business processes. Improved the method of identifying resource waiting intervals from the end-to-end business process, which, unlike existing ones, involves selecting subsets of event attributes that reflect the transition of the business process to resource waiting, and forming a decision tree that links the set of attribute values to the transition, which allows you to identify opportunities for late execution of business processes and thus ensure the reduction of delays in its execution. The logical model of many end-to-end business processes has been further developed, which, unlike existing ones, considers not only a set of possible sequences of actions that ensure the achievement of process goals, but also the rules of these actions taking into account access to resources business processes in the form of sequences of actions with resource constraints and the subsequent use of these precedents to manage many end-to-end business processes. The generalized model of precedent of end-to-end business process which, unlike existing, contains set of variants of the decision of a functional problem in the form of sequence of events as results of performance of works of process with the set of restrictions for each variant, and also set of local results, received further development of which corresponds to one variant of solving the problem, which makes it possible to adapt the precedent in business process management by sequentially selecting a subset of results and one of the variants of solving the problem in accordance with the current limitations of the subject area. Information technologies for building precedents of end-to-end business processes and precedent management of many end-to-end business processes using common resources have been developed and implemented. Technologies provide the implementation of end-to-end business process management by establishing a sequence of access to shared resources, considering the completion time of each of these processes.
Моделі, методи та інформаційні технології автоматизованого управління темпоральними базами знань для підтримки управлінських рішень
(ХНУРЕ, 2021) Чала, О. В.
У дисертаційній роботі вирішена актуальна науково-прикладна проблема розробки концептуальних основ, моделей, методів та інформаційних технологій автоматизованого управління темпоральними базами знань для підвищення ефективності вибору управлінських рішень при вирішенні частково структурованих та неструктурованих задач. Вперше запропоновано модель багатоваріантного управлінського рішення, що базується на темпоральних знаннях та містить альтернативні реалізації цього рішення у складі послідовностей станів об'єкту управління, які відповідають послідовностям управляючих дій, набори темпоральних залежностей для кожної з цих послідовностей, а також оцінки темпоральних залежностей, що дає можливість побудувати та оцінити альтернативи при вирішенні задачі формування управлінського рішення. Вперше запропоновано модель представлення темпоральних залежностей для задач підтримки управлінських рішень, яка містить множину фактів, що відображають знання щодо виникнення станів об'єкту управління, темпоральні відношення, що визначають послідовність фактів у часі, та множинні операції, які задають поєднання, перетин та різницю фактів, що дає змогу у темпоральному й об'єктному аспектах відобразити багатоваріантність управлінського рішення із заданим ступенем деталізації темпоральних знань згідно організаційної ієрархії об'єкту управління. Вперше запропоновано модель темпоральної бази знань, що містить логіко-ймовірнісне представлення знань, знання щодо поточних процесів управління та станів об'єкту управління, а також засоби побудови, уточнення та використання темпоральних знань, що дає можливість автоматизувати управління знаннями шляхом побудови темпоральних правил та подальшого використання цих правил для підтримки управлінських рішень. Вперше запропоновано метод виявлення аномального стану об'єкту управління з використанням темпоральних правил, який передбачає формування множини зважених темпоральних залежностей, що охоплюють знання про поточну та відомі альтернативні реалізації управлінського рішення, а також оцінку поточного стану з урахуванням темпоральних обмежень й ваг темпоральних правил, що дає можливість автоматизувати вирішення задачі виявлення проблемної ситуації у процесі підтримки управлінського рішення. Вперше запропоновано метод зворотного ймовірнісного виводу на темпоральних правилах; метод формує упорядковану за ймовірністю реалізації множину впорядкованих у часі послідовностей фактів, які відображають знання щодо альтернативних послідовностей станів при реалізації управлінського рішення, що дає можливість підвищити ефективність підтримки таких рішень за рахунок зменшення кількость альтернатив, які пропонуються ОПР. Удосконалено методи побудови продукційних знань в аспекті темпоральних правил, які, на відміну від існуючих, формують класи еквівалентності фактів і правил та виділяють правила-обмеження і правила-ймовірні умови виконання управляючих дій, що дає можливість з використанням інформації щодо відомих імплементацій управлінського рішення у автоматичному режимі побудувати темпоральні знання для підтримки управлінських рішень. Удосконалено метод визначення ваг темпоральних правил на основі значень ймовірностей послідовностей фактів, який, на відміну від існуючих, використовує темпоральні знання щодо виконаних послідовностей дій для альтернативних варіантів управлінського рішення за виключенням темпоральних обмежень, що дає можливість упорядкувати альтернативи при формуванні управлінського рішення з використанням уточнених при зміні стану об'єкту управління ваг темпоральних правил. Набуло подальшого розвитку продукційне представлення знань у формі ансамблю моделей темпоральних правил, які, на відміну від існуючих, містять знання щодо порядку у часі фактів виникнення станів об'єкту управління, а також змін у станах окремих типових об'єктів у складі об'єкту управління, що дає можливість використати темпоральні знання для формування таких нових послідовностей управляючих дій, які забезпечують досягнення цільового стану об'єкту управління у процесі підтримки управлінського рішення. Наведено результати експериментальної перевірки запропонованих методів, а також впровадження розроблених технологій, які підтвердили працездатність та ефективність моделей, методів та технологій автоматизованого управління темпоральною базою знань для вирішення задач підтримки управлінських рішень. In the dissertation, the current scientific and applied problem of the development of conceptual bases, models, methods, and information technologies of the automated temporal knowledge bases’ management to increase the efficiency of a choice of administrative decisions, solving partially structured and unstructured problems is solved. For the first time, a model of a multivariate managerial solution that is based on temporal knowledge and contains alternative implementations of this solution as a part of the sequences of states of the control object, corresponding to the sequences of control actions, sets of temporal dependencies for each of these sequences, estimation of temporal dependences as well, that gives opportunity to build and evaluate alternatives in solving the problem of forming a management decision. For the first time, a model for representing temporal dependencies for management decision support problems is proposed. It contains a set of facts that reflect knowledge about the states of the control object, temporal relations that determine the sequence of facts over time, and multiple operations that specify combinations, intersections, and differences of facts. It allows reflecting the multivariate management decision in the temporal and object aspects with a given degree of detail of the temporal knowledge according to the organizational hierarchy of the object of management. For the first time, a model of the temporal knowledge base is proposed, which contains the logical-probabilistic representation of knowledge, knowledge about current management processes and states of the control object, as well as means of construction, refinement, and use of temporal knowledge, which allows automating knowledge management by building and using these rules to support management decisions. For the first time, a method for detecting an anomalous state of a control object using temporal rules is proposed. It involves the formation of a set of weighted temporal dependencies, including knowledge of current and known alternative implementations of management decisions, as well as assessment of current state, that makes it possible to automate the solution of the problem of identifying a problem situation in the process of supporting management decisions. For the first time, the method of inverse probabilistic inference on temporal rules is proposed. It forms a set of time-ordered sequences of facts, which reflect the knowledge of alternative sequences of states in the implementation of management decisions, which makes it possible to increase the effectiveness of support for such decisions by reducing the number of alternatives offered by a decision maker. The methods of constructing production knowledge in terms of temporal rules are improved. They, in contrast to existing ones, form classes of equivalence of facts and rules and distinguish rules-restrictions and rules-probable conditions of control actions, which allows using information on known implementations of management decisions in automatic mode to build temporal knowledge to support management decisions. The method of determining the weights of temporal rules that is based on the values of probabilities of sequences of facts is improved. It, in contrast to existing, uses temporal knowledge of the sequence of actions for alternative management decisions except temporal constraints, which allows organizing alternatives in making management decisions changes in the state of the object of control of scales of temporal rules. Productive representation of knowledge in the form of temporal rules models ensemble is got furtherance, which, unlike existing, contains knowledge of an order in time of the facts occurrence of states of management object, considering moments of occurrence of other states, and also changes in states of separate standard objects as part of the control object, which makes it possible to use temporal knowledge to form such new sequences of states of the control object, which ensure the achievement of the target state in the process of supporting the management decision. The results of experimental verification of the proposed methods, as well as testing of the developed technologies, which confirmed the efficiency and effectiveness oftechnologies for automated control of the temporal knowledge base to solve problems to support management decisions.
Методи та моделі інтелектуалізації процесів оперативного аналізу ризиків на основі м'яких обчислень
(ХНУРЕ, 2021) Власенко, О. М.
На сьогоднішній час є актуальними задачі розробки нових методів та моделей аналізу даних в умовах нестаціонарності та високочастотної динаміки. Такі моделі повинні відрізнятися невеликим розміром та обчислювальною ефективністю.Предметом дослідження є методи та моделі інтелектуального аналізу даних на базі м’яких обчислень у задачах оперативного аналізу ризиків. Розглянуто існуючі методи та підходи в задачах прогнозування, ідентифікації та аналізу, їх недоліки та можливості для покращення. Запропоновано п’ятишарову гібридну нейро-фаззі модель з багатовимірними гаусіанами у консеквентному шарі та швидкий метод її навчання з варіантами на базі квадратичної похибки та спеціалізованого критерію, що характеризується високою точністю, швидкістю обробки та обчислювальною швидкодією у процесі навчання за рахунок зменшення налаштованих параметрів моделі. Запропоновано ансамбль гібридних нейро-фаззі моделей з багатовимірними гаусіанами у консеквентному шарі та метод його синтезу, що характеризується зменшеною похибкою навчання, покращеними узагальнюючими можливостями та спрощеною процедурою селекції гіперпараметрів. Удосконалено метод навчання нейро-фаззі моделей та їх ансамблів застосуванням емпіричної модової декомпозиції, що відрізняється від аналогів можливістю зниження рівня шуму у даних. Набув подальшого розвитку метод побудови ієрархічних знання-орієнтованих нечітких систем, що на відміну від існуючих методів дозволяє опрацьовувати малоймовірні критичні значення у задачах оперативного аналізу ризиків. Проведено низку імітаційних експериментів на основі тестових та реальних даних, результати яких підтверджують доцільність застосування запропонованого підходу для вирішення задач інтелектуалізації процесів оперативного аналізу ризиків. Розв’язано практичну задачу на базі розроблених методів і моделей для вирішення задачі оперативного керування фінансовим портфоліо. This research is devoted to the soft computing methods and models of data mining applications in the tasks of operational risk analysis. A novel five-layer hybrid neuro-fuzzy model with multidimensional Gaussians in the consequent layer and a fast training method with variants based on standard quadratic error and a specialized criterion are proposed. An ensemble of hybrid neuro-fuzzy models with multidimensional Gaussians in a consequent layer and a method of its synthesis are proposed. The neuro-fuzzy models learning methods are improved by using empirical mode decomposition as a tool for preliminary data decomposition and noise reduction. A number of simulation experiments based on synthetic and real data were performed, the results of which confirm the feasibility of applying the proposed techniques to solve the operational risk analysis processes intellectualization problem. The practical task of financial portfolio operative risk management is solved on the basis of the developed methods and models.
Концепція побудови сенсорних систем з використанням нанофотонних та наноелектрохімічних технологій
(ХНУРЕ, 2021) Сніжко, Д. В.
Дисертація містить результати теоретичних й експериментальних досліджень, що спрямовані на розробку концепції технологічних засад використання нанофотонних та наноелектрохімічних технологій для створення сенсорних систем. Їхнє застосування дозволяє покращити аналітичні характеристики систем, розширити функціональність, що включає збільшення номенклатури об’єктів, речовин, що можуть досліджуватися. Вперше запропоновано концепцію побудови надшвидкого потенціостату для реалізації високошвидкісних методів електрохімічної аналізу з використанням мікро-, ультрамікро- та нано-електродів, як сенсорів, яка базується на принципах внутришньокаскадних зв’язків, компенсації омічного падіння в модулі перетворення струм-напруга та застосування режиму повторювача на високих частотах для підсилювача, що керує протиелектродом сенсора. Набув подальшого розвитоку метод надшвидкої вольтамперометрії, що включає дослідження використання мікроелектродів та наноелектродів для електрохімічних досліджень. Отримав широкого розвитку метод хемілюмінесценції, що включає розробку нових композицій та застосування нанотехнологічного п’єзоелектричного активатора аналітичної хемілю-мінесцентної реакції. Це дозволило розробити методики визначення біологіч-нозначущих компонентів рідких проб, таких як аскорбінова кислота, суперок-сиддисмутаза, гемін, тирозиназа. Продемонстровано перспективність використання методу електрогенерованої хемілюмінесценції в сенсорних системах, що включало розробку фізико-хімічної моделі процесів взаємодії етилформату з біпиридиновим комплексом рутенію, що описує механізм генерації аналітичного сигналу. Наведено дані та випрацьовані рекомендації з розробки інструментарію для нанофотонних та наноелектрохімічних сенсорних систем. The dissertation contains the results of theoretical and experimental researches directed on development of the concept of technological bases to use nanophotonic and nanoelectrochemical technologies for sensor system design. Their application allows to improve the analytical characteristics of the systems, to expand the functionality, which includes increasing the range of objects, substances that can be studied. For the first time the concept of construction of ultrafast potentiostat for realization of high-speed methods of electrochemical analysis with using micro-, ultra-micro- and nanoelectrodes as sensors is offered, which is based on the principles of intra-stage connections, ohmic drop compensation in current-to-voltage amplifier stage, intro-duction high frequencies compensation feedback to switch on the amplifier in repeater mode to control the counter electrode of the sensor. The method of ultrafast voltam-metry was further developed, which includes research of the use of microelectrodes and nanoelectrodes for electrochemical assays. Optical signal detection instrumenta-tion including devices for ultra-weak light registration were analyzed. It was verified that the metrological characteristic of modern photomultiplier tubes in counting mode stay significant for sensor system, however, the role of CMOS photodetector is in-creasing in a portable and miniature sensor systems. The design and fabrication method of a microelectrode were proposed for the first time, that includes the sleeve as a technological element that provides a combination of conductors in the electrode case. The design and fabrication method of ultramicroelectrode were proposed for the first time, that includes an additional technological process of the electrode end shaping to obtain working electrode surface of submicron and nanometer level by pulling the working end, which is molten. Samples of microelectrodes with Ø6 μm glassy carbon material, with Ø25 μm gold working disk electrode surface, and Ø500 nm gold ul-tramicroelectrodes were fabricated accordingly to proposed fabrication methods. The method of chemiluminescence received further development that includes the devel-opment of new chemical compositions and sonication actuators to conduct analytical reaction in sensor system. For the first time the concept of building a sensor system on the principle of "point-of-care testing", which includes the use of nanotechnological piezoelectric actuator of the analytical chemiluminescent reaction. It allows to develop new analytical chemiluminescent technologies for determine the biologically signifi-cant components of liquid samples, such as ascorbic acid, superoxide dismutase, hemin, tyrosinase. The prospects of electrogenerated chemiluminescence analysis using in sensor systems have been demonstrated, which includes the development of a physi-cochemical model of the interaction of ethyl formate co-reagent with electrochemi-luminophore - ruthenium bipyridine complex, which describes the mechanism of an-alytical signal generation. The use of the diamond-like film dopped by nitrogen as an electrode material in the technology of electrogenerated chemiluminescence has shown to improve the signal-to-noise ratio for the known ECL composition of the ruthenium bipyridine complex more than 8 times. The new sensor technology for electrode functionalization was developed that is based on carbon nanotubes bonding to substrate by intermediate substance lipoic acid. Perspectives of formation sensitive layer of carbon nanotubes are shown. Experimental sensor system for electrochemical and electrochemiluminescent studies with ultramicroelectrodes was tested in high-speed polarization modes. The use of Langmuir-Blodget technology made it possible to create modified electrodes with binary systems containing luminophore such as ruthenium bipyridyl complex or rubrene. The using of water-insoluble lumi-nophore in aqueous solutions by immobilization of reagent on the electrode for aqueous solution assays is shown. The optimal content of water-insoluble rubrene in the PMMA matrix in the ratio 1: 5 (in recalculation to monomer), 20% take more stable film is maximum of ECL signal generation. The design of several instruments for light detection with different principals were done for application in sensor systems that including colorimeter “C 1001”, apparatus “Spark” for photomultiplier tube (PMT) integration to a measurement system, fast pulse counter “Pulsar” to control operation of PMT in counting mode and propose interface to different measurement system with analog and digital data transfer, analyzer “ELAN-3D” for electrogenerated chemilu-minescent analysis. The recommendations for the development of tools for nanopho-tonic and nanoelectrochemical sensor systems are presented.
Моделі та інструментальні засоби для експертного оцінювання якості знань в системах дистанційного навчання
(ХНУРЕ, 2021) Мурадова, В. Х.
Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-прикладної задачі розробки моделей та інструментальних засобів, що дозволяє підвищити ефективність експертного оцінювання якості знань в системах дистанційного навчання. У дисертаційній роботі вперше запропоновано інформаційну технологію побудови освітнього простору в системах дистанційного навчання, засновану на використанні модульної структури інструментальних засобів, яка враховує індивідуальні вимоги та особливості учасників дистанційного навчання, що дозволяє підвищити ефективність процесів формування та експертного оцінювання якості знань. Отримав подальший розвиток метод визначення інтегральної оцінки якості знань на основі штучних нейронних мереж, що дозволяє прогнозувати параметри процесів формування знань та експертного оцінювання в системах дистанційного навчання. Удосконалено концептуальну модель освітнього простору на основі формального опису специфікації інформаційних вимог до функціональних завдань користувачів у системах дистанційного навчання. Розроблено інформаційну технологію, що дозволяє створювати програмне забезпечення оцінювання знань в системах дистанційного навчання. Використання теоретичних досліджень і практичних розробок дозволяють на основі створених інформаційних технологій будувати нові, більш ефективні, або модернізувати існуючі інформаційні системи для дистанційного навчання. The dissertation is devoted to the solution of the actual scientific and applied problem of the development of models and tools, which improves the efficiency of expert assessment of the quality of knowledge in distance learning systems. The dissertation work for the first time proposed information technology for building educational space in distance learning systems, based on the use of a modular structure of tools, which takes into account the individual requirements and characteristics of participants in distance learning and allows to increase the efficiency of processes for the formation and expert assessment of knowledge. The method for determining the integral assessment of the quality of knowledge based on artificial neural networks has been further developed. The conceptual model of the educational space is improved on the basis of a formal description of the specification of information requirements for the functional tasks of users in distance learning systems. Information technology has been developed that allows to create software for knowledge assessment in distance learning systems. The use of theoretical research and practical developments allow based on the existing information technology to build new, more efficient, or upgrade existing information systems for distance learning.
Моделі та методи проектування апаратних біт-потокових online-обчислювачів елементарних математичних функцій
(ХНУРЕ, 2021) Ларченко, Б. Д.
Дисертація спрямована на розробку моделей та методів автоматизованого проектування апаратних біт-потокових online-обчислювачів елементарних математичних функцій на платформі ПЛІС з використанням мов опису апаратури. Апаратні біт-потокові оnline-обчислювачі елементарних математичних функцій знаходять широке застосування в системах управління реального часу і мають ряд переваг, а саме, істотне спрощення їх технічної реалізації завдяки даним, представленим бітовими потоками, здійснення послідовної обробки потоків в темпі надходження одиничних біт і високою завадостійкістю. В роботі удосконалено математичні моделі біт-потокових online-обчислювачів лінійних, степеневих, дробово-раціональних функцій та функцій добування кореня методом формування приростів висхідних ступінчастих функцій з мінімізацією похибки обчислень. Удосконалено математичні моделі online-обчислювачів ірраціональних функцій, що представлені декомпозицією отриманих математичних моделей обчислювачів елементарних функцій. Отримали подальший розвиток методи побудови архітектурних моделей біт-потокових online-обчислювачів шляхом використання базових конвеєрних структур, що дозволило застосувати єдиний підхід до їх автоматизованого синтезу з використанням мов опису апаратури. Вперше запропоновано автоматні моделі online-обчислювачів, графові моделі яких дозволили забезпечити чіткість та несуперечливість алгоритмів реалізації функцій. Розроблено HDL-моделі обчислювачів у формі автоматного шаблону, що моделюються і синтезуються засобами САПР цифрових пристроїв на платформі ПЛІС. Розроблено апаратну реалізацію біт-потокового online-обчислювача степеневих функцій, що виконана на основі побудови автоматної моделі мовою опису апаратури VHDL. Працездатність апаратної моделі підтверджено перевіркою результатів за допомогою верифікації поведінкової моделі, автоматизованим синтезом та імплементацією в ПЛІС Xilinx. Удосконалена модель online- обчислювача дозволила мінімізувати апаратні витрати, що підтверджено оцінками по Квайну синтезованих моделей.The PhD thesis is focused on development of models and methods for designing hardware bit-stream online-computers of elementary algebraic functions for the purpose of increasing calculations accuracy and speed of devices by applying a method of forming step functions increments and fast-acting pipeline structures based on finite-state machine, in order to develop a unified approach to their automated synthesis using hardware description languages. Hardware bit-stream online-computers of elementary mathematical functions are widely used in real-time control systems and have a number of advantages, namely, significant simplification of their technical implementation due to the data being represented by bitstreams, implementation of sequential flow processing at the rate of single bits, high noise immunity. Mathematical models of bit-stream online-computers of linear, power, fractional-rational functions and functions of root extraction have been improved by the method of forming increments of ascending step functions with calculation error minimization. Improved mathematical models of bit-stream online computers of irrational functions are represented by the decomposition of elementary mathematical functions computers' mathematical models, which allowed to expand the functionality of reproducible functions computers. Methods of constructing architectural models of hardware bit-stream online-computers were further developed by using high-speed pipeline structures, which allowed to apply a single approach to their automated synthesis using hardware description languages. For the first time, hardware models of bit-stream online computers of elementary mathematical functions based on finite state machines are proposed. The FSM of the computer's arithmetic unit, containing the state diagram of the control automata of Moore's model and ASM of the offered bit-stream computers containing variable computational states of reproducible elementary mathematical functions was developed. HDL-models of machines in the form of an automatic template were developed, modeled and synthesized on the technological platform of FPGA. The performance of the hardware model of the power online computer was confirmed by verifying the behavioral model, and automated synthesis and implementation on the basis of FPGA. The improved model of the online computer allows to minimize hardware costs, which was confirmed by Quine's estimates of the synthesized models.
Автоматизація процесів з'єднання фотонно-кристалічних волокон
(ХНУРЕ, 2021) Сичова, О. В.
Дисертацію присвячено вирішенню важливого та актуального науково-прикладного завдання розробки методів та засобів технологічного, інформаційного та математичного забезпечення, які гарантують задані параметри процесів з’єднання фотонно-кристалічних волокон та відповідно низькі оптичні втрати у їх з’єднаннях. В роботі виконано теоретичне обґрунтування побудови автоматизованих систем керування процесами позиціонування фотонно-кристалічних волокон в їх з’єднанні. Вперше розроблено метод автоматизованого позиціонування поєднуваних фотонно-кристалічних волокон, заснований на визначені параметрів розташування їх осей за лініями регресії, побудованими шляхом ідентифікації координат центрів фотонно-кристалічних волокон із застосуванням методу автозгортки до виміряного розподілу оптичного поля фотонно-кристалічних волокон, що дозволяє підвищити якість з’єднання та зменшити втрати оптичної потужності сигналу у з’єднанні. Вперше розроблено метод автоматизованого позиціонування двох фотонно-кристалічних волокон, заснований на врахуванні куту взаємного повороту волокон навколо їх поздовжньої осі, що дає змогу враховувати структуру модового поля волокна в процесі з’єднання та зменшити оптичні втрати. Отримав подальший розвиток метод визначення координати центру перерізу фотонно-кристалічного волокна, який відрізняється від відомих застосуванням до сформованого при поперечному зондуванні світловим променем фотонно-кристалічного волокна одновимірного розподілу оптичного поля процедури автозгортки, що дає змогу підвищити точність визначення розташування волокна. Удосконалено математичне забезпечення автоматизованої системи керування процесом з’єднання фотонно-кристалічних волокон за рахунок обґрунтування методів поперечного та поздовжнього оптичного контролю об’єкту, врахування особливостей оптико-геометричної структури фотонно-кристалічних волокон, що сприяє покращенню характеристик якості процесу позиціонування. Проведено моделюючі та фізичні експериментальні дослідження, що довели досягнення потрібних показників точності позиціонування фотонно-кристалічних волокон та як наслідок покращення характеристик якості їх з’єднань. Практичне значення отриманих теоретичних результатів роботи підтверджено забезпеченням низького рівня оптичних втрат у з’єднаннях ФКВ за рахунок використання нових методів їх автоматизованого позиціонування за лінійними координатами та за кутом взаємного повороту. Практичні результати, що отримано, підтверджені актами реалізації та впровадження та доводять коректність теоретичних положень дисертаційної роботи, високу якість розроблених методів. Результати дисертаційної роботи впроваджені та реалізовані: в лабораторії метрології та виробничої лабораторії Центру інформаційних технологій та технічного забезпечення Нововолинської філії ВАТ «Укртелеком» (акт про впровадження від 15.02.2016 р.); в освітньому процесі Харківського національного університету радіоелектроніки (акт про впровадження в освітній процес Харківського національного університету радіоелектроніки, м. Харків від 04.05.2020). Впровадження розроблених в дисертаційній роботі методів в системи автоматизованого керування процесами позиціонування та з’єднання фотонно-кристалічних волокон під час виробництва або експлуатації компонентів на їх основі знижує рівень втрат оптичної потужності на з’єднаннях на 6…10%. Результати досліджень можуть бути використані в дослідженнях та розробках, що виконуються у ДП «Науково-дослідний технологічний інститут приладобудування» (м. Харків), ДП Харківський релейний завод «Радіореле» (м. Харків), АТ «Хартрон» (м. Харків), АТ «Южкабель» (м. Харків), АТ «Одескабель» (м. Одеса) та інших організаціях та підприємствах, що вирішують проблеми створення волоконно-оптичних систем, проектування та виробництва волоконно-оптичних компонентів. The dissertation work is dedicated to the decision of an important and actual scientific and applied task of methods and means development of technological, informational and mathematical maintenance which guarantee the set parameters of photonic crystal fibers connection processes and accordingly low optical losses in their connections. Theoretical substantiation of construction of automated control systems of photonic crystal fibers positioning processes at their connection is executed in the work. The result was the further development and improvement of mathematical software complex through the development of methods for automated positioning of photonic crystal fibers in their axes and mode field distribution. The first method is based on autoconvolution method sequentially determined of the optical field distribution center coordinates, which is measured in the rear planes of photonic crystal fibers perpendicularly illuminated and represented by a linear regression model. This has improved the quality of the connection and reduced the loss of signals optical power in the connection. The second method allows to coordinate the distribution of mode fields at the ends of longitudinally excited photonic crystal fibers by determining and returning the angle of mutual rotation of the fibers around their longitudinal axis. This made it possible to take into account the structure of the mode field of the fiber during the connection process and to reduce the optical losses. Modeling and physical experimental researches which have proved achievement of the necessary indicators of photonic crystal fibers positioning accuracy and, as a result, improvement of their connections quality characteristics are carried out.
Технологія виробництва електрохемілюмінесцентного сенсорного елементу для визначення поліциклічних ароматичних вуглеводнів
(ХНУРЕ, 2021) Газі, Ф. Х.
Дисертація присвячена розробленню нового технологічного процесу виробництва сенсорного елемента для твердофазного електрохемілюмінесцентного (ЕХЛ) визначення люмінесцентних поліциклічних вуглеводнів (ПАВ) (на прикладі 5,6,11,12-тетрафенілтетрацена та 9,10-дифенілатрацена). На відміну від відомих технологічних процесів виробництва сенсорних елементів для визначення ПАВ, розроблена технологія не потребує етапів, пов’язаних з синтезом та іммобілізацією наноматеріалів (нанотрубок, квантових точок), необхідних для посилення ЕХЛ-сигналу), а також біологічних матеріалів (антитіл, ферментів тощо) – для забезпечення селективності), і полягає у створенні супрамолекулярних структур з молекулами ПАВ на поверхні електроду, що забезпечують чутливість їх електрохемілюмінесцентного визначення. У роботі набув подальшого розвитку метод ленгмюра-блоджетт для створення наношарів з неленгмюрогенними молекулами, такими, як ПАВ, який відрізняється від відомих методів: (а) використанням апарату квантово-хімічних досліджень (з метою раціонального вибору матриці для створення фазово-однорідних систем з молекулами ПАВ); (б) визначенням та врахуванням додаткових вагомих факторів впливу на процес створення функціональних ЛБ-плівок сенсорного елемента з ПАВ. Визначено вагомі фактори впливу на процес створення сенсорного елемента для чутливого визначення ПАВ, а саме: тип матриці; кількість перенесених на підкладку моношарів бінарних систем «ПАВ : матриця»; поверхневий тиск, за якого здійснюється перенесення моношарів на підкладку; тип перенесення моношару на підкладку; гідрофільность /гідрофобность поверхні; наявність електрохімічної передобробки електроду перед нанесенням шарів; енергія взаємодії в комплексі. The dissertation is devoted to the development of a new technological process of sensor element (transducer) production for solid-state electrochemiluminescent determination of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) (such us 5,6,11,12 – tetraphenyltetracene (TFA) and 9,10 – diphenylathracene (DFA)). Unlike the known technological processes of sensors production for PAH determination, the developed technology does not require stages associated with the synthesis and immobilization of nanomaterials (such as nanotubes, quantum dots) required to enhance the ECL signal), as well as biological materials (antibodies, enzymes etc.) - to ensure selectivity), and consists in creating supramolecular structures with PAHs molecules on the electrode surface, which ensures the sensitivity of their electrochemiluminescent determination. In this work, a model of rational choice of amphiphilic matrix for the creation of phase-homogeneous systems with hydrophobic surfactants (as a component of the technological process of creating a sensory element) was developed. This model includes: (a) the procedure of molecular docking of the PAH molecule with amphiphilic molecule; (b) selection of 20 structures with the lowest total energy; (c) full optimization of selected structures; (d) calculation of the interaction energy using the DFT method (functional M06-2X) with the basic set of cc-pvdz; (e) comparison of interaction energies; (e) selecting the best matrix to create phase-homogeneous surfactant systems. Quantum chemical studies of the interaction energy between molecules of TFA and stearic acid (StA), TFA and methyl ester of StA, as well as TFA and polymethyl methacrylate (PMMA) were performed. The spectrum of probable spatial orientations in binary solutions is determined. It is established that the interactions between TFA and StA or its methyl ether are determined primarily by dispersion interactions. The energy of interaction of TFA with ether is higher than the energy of interaction with acid. This makes it possible to predict with a high degree of probability that the methyl ester of stearic acid will be a better candidate as amphiphilic matrix for the formation of LB films with TFA, as a non-amphiphilic molecule. Conducting experimental studies of binary systems "surfactant-matrix" at the interface of the phases "water: air", as well as on the electrode surface, made it possible to determine important factors influencing the process of creating a sensory element with surfactant molecules. Since the spectrum and quantum yield of luminescence are very sensitive to the nature of intermolecular interactions, in this work luminescent studies are used to study the factors influencing the technology of manufacturing sensory ECL element, in particular, the type of matrix for incorporation of surfactant molecules, the number of monolayers element in double-distilled water, the value of the surface pressure of the monolayer. Evaluation of ECL properties of the sensor element depending on the type of monolayer transfer and the state of the ITO electrode surface was performed by analyzing the obtained histogram of the ECL intensity dependence on the sensor element with and without anodic pretreatment (AP). It is shown that the highest ECL intensity is characteristic of the sensor element with "2Y" -type structures, lower for "3YX" and lowest for "1Z" -modification. It was found that the presence of electrochemical pre-treatment of the electrode (anodic oxidation) is an important factor influencing (technological parameter) on the technology of creating an ECL-sensor element with high sensitivity. The coefficient of influence of the presence of anodic oxidation on the ECL sensor element depending on the type of LB structures decreased in the following sequence: 1Z > 3YX > 2Y. These data correlate with data on the reduction of the relative transmission of the ITO sample after electrolysis. On the example of ECL solid-state determination of TFA and DFA, it was shown that the selection of a co-reagent that meets the thermodynamic requirements for generating excited surfactant states with subsequent ECL emission in the visible part of the electromagnetic spectrum, it became possible to selectively determine TFA and DFA. Further rational choice of the co-reagent (e.g. persulfate, oxalate, dibutylaminoethanol, etc.) will allow to expand the range of compounds suitable for selective detection, using a sensor element. The study of ECL intensity of sensory elements, depending on various physicochemical factors in the process of their manufacture, made it possible to identify important factors influencing the technology of creating sensory elements that will have the greatest analytical effect (analytical signal intensity). These include: matrix type; the number of transferred to the substrate monolayers of binary systems "surfactant: matrix"; surface pressure at which the transfer of monolayers to the substrate; the type of transfer of the monolayer to the substrate; hydrophilicity / hydrophobicity of the surface before applying LB layers; the presence of electrochemical treatment of the electrode (anodic oxidation) before applying the layers; interaction energy in the complex "surfactant: amphiphilic substance"; type and concentration of co-reagent.
Методи та моделі кібер-фізичного керування процесами в організаційно-технічних виробничих об'єктах
(ХНУРЕ, 2021) Євсєєв, В. В.
В дисертаційній роботі вирішена актуальна наукова проблема розробки теоретичних основ створення методів, моделей та технології керування процесами в складних організаційно-технічних виробничих об'єктах на базі кібер-фізичних систем в рамках концепції Іndustry 4.0. Вперше запропонована архітектурно-логічна модель декомпозиції кібер-фізичного керування процесами в складних організаційно-технічних об'єктах, яка на відміну від існуючих еталонних архітектурних моделей дає можливість уявити керування процесом у вигляді єдиного інформаційного простору, що об'єднує в собі фізичні, кібернетичні і стратегічні складові. Вперше запропоновані взаємопов'язані методи керування процесами в організаційно- технічних об'єктах, як логічно узгоджені послідовності прийняття рішень, які формуються на фізичному рівні за допомогою апаратних засобів, що дозволило реалізувати технологію «Digital Twins». Вперше запропонована технологія розробки кібер-фізичних виробничих систем, яка дозволяє представити їх структуру як логічно пов'язану послідовність алгоритмов функціонування кожного рівня, що дає можливість реалізувати гнучкість процесу керування організаційно-технічним об'єктом. Удосконалено метод представлення структурних системних моделей кібер-фізичного керування, що дозволило формалізувати алгоритм функціонування у вигляді системної моделі, який, на відмінну від існуючих, дає можливість побудови структурних і подієвих моделей функціонування організаційно-технічного об'єкта. Удосконалено метод синтезу алгоритмів функціонування кіберфізичного керування, що дозволило об'єднати алгоритми функціонування кожного рівня керування організаційно-технічним об'єктом в єдину систему функціонування, який, на відмінну від існуючих методів, дозволив мінімізувати кількість операторів і спростити структуру системи функціонування організаційно-технічного об'єкту. Удосконалено модель життєвого циклу керування організаційно-технічним об'єктом, що дало можливість автоматизувати процес керування кібернетичною складовою організаційно-технічного об'єкта, яка, на відмінну від існуючих, дозволила визначити послідовність виконання і взаємозв'язки процесів, дій і завдань, з урахуванням структури синтезованої системи функціонування організаційно- технічним об'єктом. Вперше розроблена модель формалізації кібернетичної складової організаційно-технічного об'єкта, з представленням HMI у вигляді взаємопов'язаних багаторівневих GUI елементів, з урахуванням параметрів і подій, що дозволило автоматизувати реалізацію заданих функцій, відповідно до вимог, які висуваються до організаційно-технічного виробничого об'єкта. Вперше запропоноване структурне уявлення кібернетичної складової організаційно-технічного об'єкта у вигляді математичного опису зв'язків між основними елементами HMI, що дозволило реалізувати представлення адитивного кібер-дизайну, за рахунок автоматизації процесу реалізації подій GUI елементів у вигляді фрагментів програмного коду. Отримала подальший розвиток методологія сигнально-кодової конструкції, на базі якої запропонований метод графічного представлення конструкції кібернетичної складової організаційно-технічного об'єкта, яка, на відміну від існуючих (методології Джексона, Гейн-Сарсон), дозволяє відображати взаємодію основних елементів HMI для редукції розробки структури. Вперше розроблені синтаксична і семантична моделі декларативної мови визначення і маніпулювання даними предметної області, близької до деякої підмножини природної мови. Запропонована мова, на відміну від існуючих, не вимагає від розробника знання об'єктно-орієнтованих мов високого рівня програмування, на базі яких розробляються кібернетичні складові, що істотно спрощує процес керування організаційно-технічним виробничим об'єктом. Впровадження розроблених у дисертаційній роботі методів, моделей та технології дозволить модернізацію існуючих і розробку перспективних систем керування процесами в складних організаційно-технічних виробничих об'єктах на базі кібер-фізичних систем. In the dissertation work, the urgent scientific problem of developing the theoretical foundations for creating methods, models and technology for processes control in complex organizational and technical production facilities based on cyber-physical systems within the framework of the concept of Industry 4.0 is solved. As a result of the research, the following results were obtained: firstly, an architectural and logical model of processes cyber-physical control decomposition in complex organizational and technical objects was proposed; firstly, methods of process control in organizational and technical objects are interconnected; firstly a technology for the development of cyber-physical production systems was proposed; the method of representing structural system models of cyberphysical control has been improved; the model of the the organizational and technical object control life cycle has been improved; the introduction of the methods, models and technologies developed in the dissertation work will allow the modernization of existing and development of promising process control systems in complex organizational and technical production facilities based on cyber-physical systems; the method of algorithms synthesis for the functioning of cyber- physical control has been improved, which made it possible to combine the algorithms for the functioning of each level of management of an organizational and technical object into a single functioning system; firstly, a model of the organizational and technical object cybernetic component formalization was developed; firstly, a structural representation of the organizational and technical object cybernetic component was proposed in the form of connections mathematical description the between the HMI main elements, which made it possible to implement the representations of additive cyber design; the methodology of signal-code construction was further developed; firstly, syntactic and semantic models of a declarative language for defining and manipulating data in the subject area have been developed The implementation of the methods, models and technologies developed in the dissertation work will allow the modernization of existing and the development of promising process control systems in complex organizational and technical production facilities based on cyber-physical systems.
Синтез автоматизованої системи інтелектуального керування процесом безперервного травління смугової сталі
(ХНУРЕ, 2021) Ілюнін, О. О.
Дисертаційна робота присвячена вирішенню науково-технічної задачі розроб-ки автоматизованої системи інтелектуального керування процесом безперервного травлiння смугової сталі з використанням нечiтких та нейромережевих моделей. Запропоновано радіально-базисні нейромережеві моделі, призначені для робо-ти в контурах автоматизованої системи інтелектуального керування процесом без-перервного травлiння смугової сталі, дозволили адекватно описати технологічний процес безперервного травління смугової сталі в нестацiонарних умовах функціону-вання за наявнiстю невизначеностей. Запропоновано регулятор температури, що до-зволяє адаптивно коригувати температуру розчину з урахуванням впливу змiн скла-ду травильного розчину для підтримання регламентованої швидкості процесу. За-пропоновано метод ідентифікації стану компонентів травильного розчину, що вико-ристовує нечітку кластеризацію для автоматизованого контролю вмiсту мультiгiдратiв у тавильному розчинi. Удосконалено процес ідентифікації дефектів поверхні смугового прокату з ви-користанням нечіткої кластеризації, що дозволило автоматизувати контроль якості кінцевого продукту та визначати в процесi параметри тиску подачi травильного роз-чину в сопла попереднього зрошування. Удосконалено метод оцінювання якості фу-нкціонування технологічної лінії травлiння, який використовує кластеризацію фак-торів технологічного процесу з урахуванням їх взаємних впливів. На основі розроблених інтелектуальних моделей та методів запропоновано модифіковану структуру системи інтелектуального керування безперервним трави-льним агрегатом, що в результатi дозволяє підвищити якість травління поверхнi смугової сталі за умов оптимізації технологічних ресурсних витрат. Результати імітаційного моделювання, експериментальні дослідження та ви-пробування підтверджують ефективність синтезованої системи керування. Dissertation is devoted to the solution of the scientific and technical problem of developing an automated system of intellectual control of the process of continuous pickling of the strip steel with the use of fuzzy and neural network models. Radial-based neural networks models designed to work in the contours of the auto-mated intelligent control system of the process of continuous pickling of strip steel al-lowed to adequately describe the technological process of strip steel in non-stationary op-erating conditions in the presence of process uncertainties are proposed. A regulator allow-ing to adaptively adjust the temperature of the pickling solution taking into account the in-fluence of changes in the composition of the solution to maintain the reglamented process speed is proposed. A method for identifying the state of the components of the pickling solution using fuzzy clustering for automated control of the content of multihydrates in the pickling solution is proposed. The identification process of strip rolled surface defects with the use of fuzzy clustering was improved, which allowed to automate the quality control of the final product and to determine the parameters of the pickling solution supply pressure in the pre-irrigation nozzles. The method of assessing the quality of functioning of the techno-logical line of pickling, which uses clustering of factors of the technological process taking into account their mutual influences is improved. Based on the developed intelligent mod-els and methods, a modified structure of the control system of the continuous pickling unit, which as a result allows to improve the quality of pickling of the strip steel surface under the conditions of technological resource costs optimization is proposed. The results of simulation modeling, experimental research and testing confirm the effectiveness of the synthesized automated system of intelligent control of the process of continuous pickling of strip steel.
Електрохемілюмінесцентні сенсори на основі модифікованих функціональних електродів
(ХНУРЕ, 2021) Жолудов, Ю. Т.
Дисертація присвячена дослідженню фізичних процесів, що протікають в електрохемілюмінесцентних (ЕХЛ) сенсорах для хімічного аналізу, з робочими електродами, модифікованими функціональними покриттями різної структури та складу. В роботі проведено експериментальне дослідження вольтамперних та ЕХЛ властивостей електродів, модифікованих полімерними плівками, що містять органічні люмінофори, напівпровідникові квантові точки, вуглецеві нанотрубки, а також легованих електропровідних алмазоподібних електродів. Експериментально досліджено новий співреагент тетрафенілборат іон, що є особливо ефективним для збудження ЕХЛ на модифікованих електродах з інкорпорованими люмінесцентними частками. За допомогою розроблених математичних моделей проведено розрахунки дифузійної кінетики в тонкошаровій кюветі ЕХЛ сенсора та локалізації енергії збудження на поверхні модифікованих електродів, що містять люмінофори. Також у роботі розроблено новий метод лазерної генерації флуоресцентних напівпровідникових квантових точок для використання в ЕХЛ системах. The dissertation is devoted to the research of physical processes taking place in electrochemiluminescent (ECL) sensors for chemical analysis, with working electrodes, modified using functional coatings of different structure and composition. An experimental study of the current-voltage and ECL properties of electrodes modified with polymer films containing organic phosphors, semiconductor quantum dots, carbon nanotubes, and doped electrically conductive diamond-like electrodes was performed. A new co-reactant, tetraphenylborate ion, which is particularly effective for ECL excitation at modified electrodes with incorporated luminescent particles, has been experimentally investigated. Using the developed mathematical models, the calculations of the diffusion kinetics in the thin-layer cell of the ECL sensor and the localization of the excitation energy on the surface of the modified electrodes containing phosphors were performed. A new method of laser generation of fluorescent semiconductor quantum dots for use in ECL systems has also been developed.
Розвиток теорії систем безпровідної передачі енергії
(ХНУРЕ, 2021) Грецьких, Д. В.
У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової проблеми, яка полягає в необхідності розроблення строгих методів аналізу та оптимізації систем безпровідної передачі енергії (БПЕ) в яких використовуються різні технології передачі енергії. Запропоновано новий підхід, а також розроблено нелінійну математичну модель електродинамічного рівня системи БПЕ на основі теорії багатовходових антен з нелінійними характеристиками. Розроблена модель має достатню універсальність та гнучкість, тобто дозволяє проводити аналіз й оптимізацію систем БПЕ в яких використовуються різні технології передачі енергії та їх окремих підсистем і пристроїв. Адекватність розробленої моделі доведена шляхом порівняння результатів розрахунків з відомими експериментальними даними. Використовуючи розроблену модель системи БПЕ вирішені окремі задачі. Зокрема, удосконалена теорія передавальних антен з нелінійними характеристиками для зони Френеля. Теоретично доказані умови застосування наближення нескінченних решіток для аналізу великоапертурних ректенних решіток. На основі отриманого доказу розроблена методика аналізу великоапертурних ректенних решіток, які збуджуються електромагнітним полем з нерівномірним амплітудним розподілом. На прикладі моделювання системи БПЕ з передавальної багатопозиційною системою випромінювачів наведена послідовність проектування великоапертурних ректенних решіток, розроблені практичні рекомендації побудови ефективних схем збору потужності постійного струму ректени, сформульовані подальші напрямки розвитку теорії та практики побудови систем БПЕ і їх ректен. The dissertation provides a theoretical generalization and a new solution to a scientific problem, which consists in the need to develop rigorous methods for the analysis and optimization of wireless power transmission systems (WPT) in which various power transmission technologies are used. A new approach is proposed, and a nonlinear mathematical model of the electrodynamics level of the WPT system is developed based on the theory of multi-input antennas with nonlinear characteristics. The developed model has sufficient versatility and flexibility, that is, it allows analysis and optimization of WPT systems in which various energy transfer technologies and their individual subsystems and devices are used. The adequacy of the developed model has been proven by comparing the calculation results with known experimental data. Using the developed model of the WPT system, individual problems have been solved. In particular, an improved theory of transmitting antennas with non-linear characteristics for the Fresnel zone. The conditions for the application of the approximation of infinite lattices for the analysis of large-aperture rectennas are theoretically proved. On the basis of the obtained evidence, a technique has beendeveloped for the analysis of large-aperture rectennas, which are excited by an electromagnetic field with an uneven amplitude distribution. On the example of modeling a WPT system with a multi-position transmitting system of radiators, the stages of designing large-aperture rectennas are outlined, practical recommendations for the construction of effective rectenna DC power collection schemes are developed, further directions for the development of the theory and practice of constructing WPT systems and their rectennas are formulated.

Перегляд

Останні подання