Математичне моделювання та обчислювальні методи дослідження ергатичних систем з динамічним захистом

Мохаммад, Ракан Абед Алнабі Альджаафрех

Публікація:
Математичне моделювання та обчислювальні методи дослідження ергатичних систем з динамічним захистом

dc.contributor.author	Мохаммад, Ракан Абед Алнабі Альджаафрех
dc.date.accessioned	2018-06-21T10:36:40Z
dc.date.available	2018-06-21T10:36:40Z
dc.date.issued	2018
dc.description.abstract	Проблема підвищення безпеки людино-машинних (ергатичних) систем була та залишається надзвичайно актуальною. Її розв’язання здійснюється шляхом вбудовування в ергатичну систему спеціально розробленої підсистеми захисту та підвищення швидкодії динамічного захисту до гранично досяжних значень при обмеженнях на її вартість. У дисертаційній роботі запропоновано вирішення актуальної науково- практичної задачі підвищення безпеки ергатичних систем з динамічним захистом від шкідливих та небезпечних чинників. Метою дисертаційної роботи є підвищення безпеки ергатичних систем з динамічним захистом за рахунок розробки математичних моделей та удосконалення обчислювальних методів їх аналізу. Для досягнення поставленої мети вирішені завдання: виділення класу ергатичних систем з динамічним захистом від шкідливих та небезпечних чинників; розробки нелінійної моделі процесів взаємодії джерел шкідливих викидів з системою динамічного захисту; дослідження умови стійкості та адаптованості ергатичних систем з динамічним захистом; проведення структуризації загальної моделі на часткові сингулярні підмоделі з примежовим шаром, які дозволяють адекватно описувати динаміку різних типів ергатичних систем з суттєво різними швидкостями виділення шкідливих чинників та захисту від них в початкових стадіях розвитку катастроф; модифікації або розробки нового асимптотичного методу для дослідження динамічних властивостей ергатичних систем з динамічним захистом; розробки методу оцінювання та оптимізації вартості системи захисту в залежності від її технічних та динамічних властивостей. Методи дослідження дисертаційної роботи основані на комплексному використанні: системного аналізу для виявлення зв’язків, впливів та динамічних властивостей технічних систем з захистом; якісної теорії сингулярних диференційних рівнянь, що моделюють такі системи, для виділення стаціонарних множин та умов їх стійкості; асимптотичних методів для дослідження моделей ергатичних систем із захистом з метою аналізу та поліпшення їх властивостей. Сучасні та перспективні системи мають бути максимально захищені, проте безпека і ефективність виробництва та життєдіяльності є суперечливими критеріями. Динамічні системи із захистом від шкідливих природних чи техногенних факторів включають велику кількість процесів з різними характерними часом, причому ієрархія цих часів така, що вони розрізняються на багато порядків. Системи подібного типу моделюються сингулярними системами диференціальних рівнянь зі змінними в часі зовнішніми параметрами. Вони є досить складними щоб мати розв’язок в загальному аналітичному вигляді, але внутрішні параметри досить швидко змінюються, що дуже утруднює чисельне розв’язання рівнянь. Такі системи характеризуються порівняно простою структурою і складною поведінкою. До них відносяться не тільки системи пожежогасіння, захисту хімічних і ядерних реакторів, захисту енергосистем, захисту від паводків і катастроф в житлово-комунальному господарстві, а й деякі оборонні системи. The purpose of dissertation was to increase the safety of ergatic systems with dynamic protection by assessing the best parameters for the developed mathematical models and improving the computational methods for their analysis. The research methods are based on the integrated use of system analysis for revealing of influences and dynamic properties of technical systems with protection; qualitative theory of singular differential equations to allocate stationary sets and conditions of their stability. Asymptotic methods and numerical simulation, computational methods for solving the corresponding systems of differential equations for ergatic systems with protection were also used. In the dissertation work the new scientific results are obtained, such as: – the modified mathematical model of ergatic systems with dynamic protection was developed; – the method of a singular model analysis with an boundary layer received its further development by constructing and evaluating the accuracy of asymptotic solution for ergatic systems with dynamic protection; – the computational method for the asymptotic solution of Cauchy problems with different types of singularities and non-stationary control parameters has been improved with estimation of the small perturbation parameter for different speeds of the harmful process; – the method for analysis of protected systems` stability received its further development; – the presence of unconstrained chaotic motions in a non-autonomous system near the periodic motion of a corresponding autonomous ergatic system with protection at convergence of their oscillation periods was revealed with the help of numerical experiment. The practical value of the results obtained is that the developed methods allow us to assess the state and parameters of technical systems with protection, that leads to a steady and rapid suppression of the local harmful factors at an affordable price. The presented methods are also used in educational process of Kharkiv National University of Radioelectronics.The purpose of dissertation was to increase the safety of ergatic systems with dynamic protection by assessing the best parameters for the developed mathematical models and improving the computational methods for their analysis. The research methods are based on the integrated use of system analysis for revealing of influences and dynamic properties of technical systems with protection; qualitative theory of singular differential equations to allocate stationary sets and conditions of their stability. Asymptotic methods and numerical simulation, computational methods for solving the corresponding systems of differential equations for ergatic systems with protection were also used. In the dissertation work the new scientific results are obtained, such as: – the modified mathematical model of ergatic systems with dynamic protection was developed; – the method of a singular model analysis with an boundary layer received its further development by constructing and evaluating the accuracy of asymptotic solution for ergatic systems with dynamic protection; – the computational method for the asymptotic solution of Cauchy problems with different types of singularities and non-stationary control parameters has been improved with estimation of the small perturbation parameter for different speeds of the harmful process; – the method for analysis of protected systems` stability received its further development; – the presence of unconstrained chaotic motions in a non-autonomous system near the periodic motion of a corresponding autonomous ergatic system with protection at convergence of their oscillation periods was revealed with the help of numerical experiment. The practical value of the results obtained is that the developed methods allow us to assess the state and parameters of technical systems with protection, that leads to a steady and rapid suppression of the local harmful factors at an affordable price. The presented methods are also used in educational process of Kharkiv National University of Radioelectronics.	uk_UA
dc.identifier.citation	Мохаммад Р. А. Математичне моделювання та обчислювальні методи дослідження ергатичних систем з динамічним захистом : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 01.05.02 "Математичне моделювання та обчислювальні методи" / Р. А. Мохаммад ; М-во освіти і науки України, Харків. нац. ун-т радіоелектроніки. – Харків, 2018. – 18 с.	uk_UA
dc.identifier.uri	http://openarchive.nure.ua/handle/document/6282
dc.language.iso	uk	uk_UA
dc.subject	ергатичні системи	uk_UA
dc.subject	захист	uk_UA
dc.subject	шкідливі чинники	uk_UA
dc.subject	математична модель	uk_UA
dc.subject	негативний зворотній зв’язок	uk_UA
dc.subject	проблеми стійкості	uk_UA
dc.subject	атрактор	uk_UA
dc.subject	збурення	uk_UA
dc.subject	сингулярність	uk_UA
dc.subject	ergatic systems	uk_UA
dc.subject	protection of harmful factors	uk_UA
dc.subject	mathematical model	uk_UA
dc.subject	negative feedback	uk_UA
dc.subject	stability problems	uk_UA
dc.subject	attractor	uk_UA
dc.subject	perturbation	uk_UA
dc.subject	singularity	uk_UA
dc.title	Математичне моделювання та обчислювальні методи дослідження ергатичних систем з динамічним захистом	uk_UA
dc.type	Other	uk_UA
dspace.entity.type	Publication