Browsing by Author "Яковлев, Максим Юрійович"

Now showing 1 - 4 of 4

Вдосконалення нормативно-технічної бази випробувань сонячних перетворювачів
(Національний університет "Львівська політехніка", 2017) Василиха, Христина Василівна; Яцук, Василь Олександрович; Національний університет «Львівська політехніка»; Яковлев, Максим Юрійович; Рудик, Юрій Іванович
Дисертація присвячена вдосконаленню нормативно-технічного забезпечення випробувань сонячних перетворювачів. Запропоновано шляхи вдосконалення радіометра з електричним заміщенням для теплових випробувань і визначення ефективності сонячних колекторів. Для покращення комплексу технічних характеристик такого обладнання запропоновано застосовувати напівпровідникові термочутливі діоди, які різночасово використовуються як сенсори температури під час сприйняття сонячного опромінення та як нагрівачі. На підставі експериментальних досліджень вибрано тип планарних транзисторів та розроблено конструкцію сенсорів, які можуть використовуватись в температурних каналах пристроїв для досліджень сонячних систем. Розроблено структуру цифрового вимірювача різниці температури з досліджуваними сенсорами. Запропоновано здійснити калібрування цього вимірювача за будь-якої температури в діапазоні вимірювання та забезпеченні однаковості температур обох сенсорів. Розроблено методику коригування нелінійної складової похибки у всьому вимірювальному діапазоні, в основу якої покладено визначення параметрів апроксимаційних залежностей сенсорів на основі експериментальних даних. Вдосконалено методику випробувань сонячних перетворювачів стосовно визначення теплових характеристик у закритих приміщеннях із застосуванням імітаторів потоку сонячного випромінення та радіометрів з електричним заміщенням. Диссертация посвящена совершенствованию нормативно-технического обеспечения испытаний солнечных преобразователей. Предложены пути совершенствования радиометра с электрическим замещением для тепловых испытаний и определения эффективности солнечных коллекторов. Для улучшения комплекса технических характеристик такого оборудования предложено применять полупроводниковые термочувствительные диоды, которые разновременно используются как датчики температуры при восприятии солнечного облучения и как нагреватели. На основании экспериментальных исследований выбрано тип планарных транзисторов и разработана конструкция сенсоров, которые могут использоваться в температурных каналах устройств для исследований солнечных систем. Разработана структура цифрового измерителя разности температуры с исследуемыми сенсорами. Предложено осуществить калибрование этого измерителя при любой температуры в диапазоне измерения и обеспечении единообразия температур обоих сенсоров. Разработана методика корректировки нелинейной составляющей погрешности во всем измерительном диапазоне, в основу которой положено определение параметров аппроксимационных зависимостей сенсоров на основе экспериментальных данных. Усовершенствована методика испытаний солнечных преобразователей относительно определения тепловых характеристик в закрытых помещениях с применением имитаторов потока солнечного излучения и радиометров с электрическим замещением. Thesis is devoted to improving the normative and technical support of testing of solar converters. The methods to improve the thermal test radiometer with electric substitution and determine the efficiency of solar collectors are proposed. The methods to improve the thermal test equipment and determine the efficiency of solar collectors are proposed. To improve the performance specifications of such equipment, it is proposed to use highly sensitive semiconductor sensors. Based on experimental studies, planar transistors are chosen and sensors that can be used in temperature channels of devices for solar system studies are designed. Series connection of several transistor diodes enables an increase in sensitivity while reducing technological variations and simplifying secondary devices.The experimental studies have shown that the maximum temperature characteristics variation of the nine studied sensors does not exceed ±0.06 С throughout the measuring range of 0 С to +80 С. The structure of a digital temperature difference meter with the studied sensors is designed. The temperature difference meter circuit is based on two current-to-voltage converters, in the feedback of which temperature sensors are enabled. By using a single reference voltage source, the same currents will flow through the sensors. The output signals of both converters are equal to voltage drops on the sensors and are fed to the differential inputs of the ADC, which provides a source code proportional to the measured temperature difference. The meter calibration at any temperature in the measuring range while ensuring the temperature uniformity of both sensors is proposed. After calibration, the estimated error value of the temperature difference meter does not exceed ±0.1 С throughout the measuring range. The calibration method of precision digital thermometers with the designed sensors in two temperature points is proposed. At 0 С, the thermometer additive error is determined, which is later used as a correction to all measuring results. The multiplier factor value is expedient to determine near the maximum measured temperature as the ratio of the nominal and the resulting values of the code that matches the calibration temperature. A method for adjusting a nonlinear error component in the whole measuring range is developed. It is based on determining the parameters of sensors approximating dependencies using experimental data. The logarithmic approximation temperature dependence of semiconductor sensors, whose value is equal to zero at both calibration temperature values is proposed. It is shown that this approximation dependence can be easily implemented in the modern microcontrollers base. After calibration, the acceptable error limit of digital thermometers in the measuring range from 0 С to 100 С does not exceed ±0.1 С. The method of testing solar converters for determining the thermal characteristics in closed rooms with the use of solar radiation simulators and radiometers with electrical substitution is improved.
Оцінювання безпеки складних організаційно-технічних систем кваліметричними методами з урахуванням ризиків
(Національний університет "Львівська політехніка", 2021) Рудик, Юрій Іванович; Микийчук, Микола Миколайович; Львівський державний університет безпеки життєдіяльності; Середюк, Орест Євгенович; Яковлев, Максим Юрійович; Хімічева, Ганна Іванівна
Дисертація присвячена вирішенню науково-прикладної проблеми, яка полягає у створеннi процедури оцінювання безпеки складних організаційно-технічних систем кваліметричними методами з урахуванням ризиків. Представлено концепцію структурування безпекового показника якості на основі матриці за функцією втрат і ступенем ризику складних організаційнотехнічних систем та запропоновано оцінювати кількісні характеристики комплексного безпекового показника якості, які дозволять визначати миттєвий стан безпеки системи та її стан у певний період часу. Сформульовано методологічні засади отримання інтегрального безпекового показника якості з використанням математичних залежностей побудови матриць функції безпеки, що забезпечує отримання неупередженої та об’єктивної оцінки безпеки в системі технічного регулювання на основі зворотного зв’язку в інфраструктурі якості. На основі опрацювання закону розподілу ймовірності наслідків небезпечних ситуацій запропоновано визначення рівня точності оцінювання безпеки складних організаційно-технічних систем, сумісного з точністю використання даних і методів аналізування, що підвищує відтворюваність результатів визначення безпекового показника якості. Обґрунтoванo вдосконалення математичної багатокритеріальної моделі оцінювання безпеки складних організаційно-технічних систем у вигляді цільової функції, яка заснована на залежності комплексного безпекового показника якості від значень окремих характеристик стану безпеки об’єкта щодо ризику, та визначення її оптимізаційних умов за допомогою функції втрат якості. Розроблено і апробовано підхід до виявлення і коригування оперативного визначення безпеки складних організаційно-технічних систем, для яких методи кваліметрії є нетиповими, що підвищує ефективність функціонування інформаційної системи моніторингу безпеки в умовах швидких змін вимог. Диссертация посвящена решению научно-прикладной проблемы, которая заключается в создании процедуры оценки безопасности сложных организационнотехнических систем квалиметрическими методами с учетом рисков. Представлена концепция структурирования показателя безопасности на основе матрицы по функции потерь и степени риска сложных организационно-технических систем и предложено оценивать количественные характеристики комплексного показателя безопасности, которые позволят определять мгновенное состояние безопасности системы и ее состояние в определённый период времени. Сформулированы методологические основы получения интегрального безопасности показателя качества с использованием математических зависимостей построения матриц функций защиты, обеспечивает получение объективной и объективной оценки безопасности в системе технического регулирования на основе обратной связи в инфраструктуре качества. На основе обработки закона распределения вероятности последствий опасных ситуаций предложено определение уровня точности оценки безопасности сложных организационно-технических систем, совместимого с точностью использования данных и методов анализа, что повышает воспроизводимость результатов определения безопасности показателя качества. Обоснованo совершенствование математической многокритериальной модели оценки безопасности сложных организационно-технических систем в виде целевой функции, которая основана на зависимости комплексного безопасности показателя качества от значений отдельных характеристик состояния безопасности объекта относительно риска, и определение ее оптимизационных условий с помощью функции потерь качества. Разработан и апробирован подход к выявлению и коррекции оперативного определения безопасности сложных организационно-технических систем, для которых методы квалиметрии нетипичными, что повышает эффективность функционирования информационной системы мониторинга безопасности в условиях быстрых изменений требований. The dissertation is devoted to solving a scientific and applied problem which consists of creating a safety estimation procedure for complex organizational and technical system (COTS) by qualimetric methods that take risks into account. Conducting research on the development of theoretical, technical, organizational, methodological and regulatory frameworks for such an assessment is of significant scientific and practical importance. The concept of structuring the safety indicator based on the matrix by cost function and degree of risk for complex organizational and technical systems is presented and it is proposed to evaluate the quantitative characteristics of the complex safety indicator, which will determine the instantaneous safety status of the system and its state over time. Methodological bases of obtaining an integrated safety quality indicator using mathematical dependences of construction of safety function matrices are formulated, which provides an unbiased and objective safety assessment in the system of technical regulation based on feedback in the quality infrastructure. Based on the elaboration of the law of distribution of the dangerous situations consequences probability, it is proposed to determine the safety assessment accuracy level of complex organizational and technical systems, compatible with the accuracy of data and analysis methods, which increases the reproducibility of safety indicators. It is proposed to establish a scale for the integrated safety quality indicator according to the relative parameters of influence in the form of a mathematical relation, which gives a physical justification for the comparability of assessments. The methodology of obtaining a normative safety assessment of complex organizational and technical systems by further introduction of the coefficient of the regulatory function was further developed and the expediency of their probabilistic analysis by level of risk was proved, which increases the effectiveness of safety assessments. Substantiation of improvement of mathematical multicriterial model of safety assessment of complex organizational and technical systems in the form of objective function, which is based on dependence of complex safety quality indicator on values of separate characteristics of safety condition of object on risk, and definition of its optimization conditions by quality loss function. An approach to identifying and adjusting the operational security definition of complex organizational and technical systems for which qualimetry methods are atypical has been developed and tested, which increases the efficiency of the security monitoring information system in the face of rapid changes in requirements. The results of theoretical and experimental research can be used in the modernization of quality infrastructure in the system of technical regulation; at enterprises and institutions during the evaluation of their products, services and management systems, increasing the reliability of the results of the evaluation of safety quality indicators. In particular, the methodology of obtaining regulatory safety assessment of a complex organizational and technical system and justification of the analysis of assessed objects by risk level, which increases the effectiveness of safety assessment. According to the proposed method of establishing the level of accuracy of COTS security assessment, compatible with the accuracy of data use and analysis methods, the cost-effectiveness of choosing an assessment method or improving COTS security tools is determined. The proposed method of assessing the safety of qualimetry objects with the direct participation of the user based on geographic information tools ensures the effective functioning of the information system for monitoring the safety of COTS. The developed concept of security indicators express control of COTS (type "checklist") and the defined ways of their rationing will promote a functioning efficiency increase of safety monitoring information system. The proposed optimized quality infrastructure with the addition of elements that are influenced by government agencies and professional associations, forms an objective and reliable information on the safety of the COTS. This division contributes to the structuring of knowledge, allows to assess the effectiveness of different methods of safety assessment and the selection of the best design solutions, considering the specifics of the risk, conditions and scenarios of risk development in the COTS.
Підвищення ефективності метрологічної експертизи військової техніки зв’язку на основі удосконалення методик її проведення
(Національна академія сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного, 2018) Аркушенко, Павло Леонідович; Яковлев, Максим Юрійович; Національна академія сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного; Герасимов, Сергій Вікторович; Ванько, Володимир Михайлович
Дисертація присвячена питанням підвищення оперативності та зменшення витрат на метрологічне обслуговування при встановленні реального технічного стану військової техніки зв’язку. Для цього розроблено комплексну методику проведення метрологічної експертизи військової техніки зв’язку на основі використання методів технічної діагностики, яка базується на: удосконаленій методиці обґрунтування послідовності і кількості мінімально необхідних параметрів для метрологічного обслуговування військової техніки зв’язку, що на відміну від існуючих дозволяє оцінювати комплексний показник параметра як ймовірність його першочергового вибору під час метрологічного обслуговування та додатково враховує роздільну оцінку впливу часу і вартості вимірювання параметрів; удосконаленій методиці вибору засобів вимірювальної техніки військового призначення для метрологічного обслуговування військової техніки зв’язку, яка, на відміну від існуючих, дозволяє визначати мінімально припустимі значення метрологічних характеристик з урахуванням метрологічної надійності; удосконаленій методиці вибору засобів вимірювальної техніки військового призначення для метрологічного обслуговування військової техніки зв’язку, яка враховує вплив якості алгоритмів обслуговування і ремонту військової техніки зв’язку на показники її метрологічного обслуговування та помилки діагностування. Використання отриманих результатів дозволило підвищити оперативність оцінки технічного стану військової техніки зв’язку на 31 % та знизити вартість її засобів вимірювальної техніки військового призначення під час ТО-2 на 13000 гривень у рік. Диссертация посвящена вопросам повышения оперативности и уменьшение затрат на метрологическое обслуживание (МОб) при установлении реального технического состояния военной техники связи (ВТС). Установлено, что на данный момент научно-методический аппарат решения задач метрологической экспертизы ВТС не позволяет установить минимальное количество измеряемых параметров и их последовательность, а также то, что допустимое значение вероятности правильной оценки результата измерения параметров определяется ориентировочно в предположении реализации условного алгоритма только совершенной формы. Поэтому, актуальной является задача усовершенствования частных методик метрологической экспертизы ВТС на основе методов технической диагностики с целью повышения оперативности и уменьшения затрат на МОб при установлении ее реального технического состояния. Для этого разработана комплексная методика проведения метрологической экспертизы ВТС на основе использования методов технической диагностики, которая базируется на: усовершенствованной методике обоснования последовательности и количества минимально необходимых параметров для МОб ВТС, в отличие от существующих, позволяет оценивать комплексный показатель параметра как вероятность его первоочередного выбора при МОб и дополнительно учитывает раздельную оценку воздействия времени и стоимости измерения параметров; усовершенствованной методике выбора средств измерений военного назначения для МОб ВТС, которая, в отличие от существующих, позволяет определять минимально допустимые значения метрологических характеристик с учетом метрологической надежности; усовершенствованной методике выбора средств измерений военного назначения для МОб ВТС, учитывающий влияние качества алгоритмов обслуживания и ремонта ВТС на показатели ее МОб и ошибки диагностирования. Использование полученных результатов позволило повысить оперативность оценки технического состояния ВТС на 31% и снизить стоимость ее средств измерительной техники военного назначения при ТО-2 на 13000 гривен в год. Полученные результаты исследований доведены до формализованных методик и технических предложений, имеют высокий уровень готовности к использованию в промышленности и Министерстве обороны Украины. The dissertation is devoted to the issues of increasing efficiency and reducing the cost of metrological services in establishing the actual technical state of military communication equipment. To this end, a comprehensive methodology for carrying out the metrological examination of military communication technology has been developed on the basis of the use of methods of technical diagnostics, which is based on: an improved method of justification of the sequence and the number of minimum required parameters for metrological maintenance of military communication equipment, which, unlike the existing ones, allows us to evaluate the complex the parameter of the parameter as the probability of its primary choice during the metrological service and additionally takes into account the separate assessment influence of time and cost of measuring parameters; an advanced method of selecting the means of measuring equipment for military use for the metrological service of military communication equipment, which, unlike the existing, allows to determine the minimum acceptable values of metrological characteristics taking into account the metrological reliability; an advanced method of selecting the means of measuring equipment for military use for the metrological maintenance of military communication equipment, which takes into account the quality of the algorithms of maintenance and repair of military equipment of communication on the indicators of its metrological service and diagnostic errors. The use of the obtained results allowed to increase the efficiency of the assessment of the technical condition of military equipment of communication by 30% and reduce the cost of its means of measuring equipment military purposes during the TO-2 by 13000 hryvnia per year.
Розвиток теорії метрологічної надійності засобів вимірювальної техніки військового призначення
(Національний університет "Львівська політехніка", 2011) Яковлев, Максим Юрійович
Thesis is devoted development of theoretical principles of providing of metrology reliability and evaluation of efficiency of providing of metrology reliability of facilities of measuring technique of military-oriented, which take into account the specific of their application and allow substantially to promote exactness and level of metrology reliability on the stages of planning and exploitation. Methodological principles of providing of metrology reliability of facilities of measuring technique of military-oriented are developed. The complex of mathematical models of exploitation of facilities of measuring technique of military-oriented and specified complex of indexes of efficiency of providing of them is created metrology reliability. On the basis of the offered mathematical models and indexes of efficiency the methods of evaluation of efficiency of providing of metrology reliability of facilities of measuring technique of military-oriented are improved. The methods of prognostication, evaluation, maintenance and increase of metrology reliability of facilities of measuring technique of military-oriented, got subsequent development on the stages of planning and exploitation. It is suggested to take into account metrology reliability of facilities of measuring technique of military-oriented at providing of unity of measuring. A computer design, experimental researches and practical introduction of row of the developed methods of providing of metrology reliability, confirmed adequacy of the developed theoretical principles and efficiency of the offered methods.Диссертация посвящена развитию теоретических основ обеспечения метрологической надежности (МН) и оценки эффективности обеспечения МН средств измерительной техники военного назначения (СИТВН), которые учитывают специфику их применения и позволяют существенно повысить точность СИТВН и уровень их МН на этапах проектирования и эксплуатации. Приведено теоретическое обоснование применения системного подхода на основе принципов общей теории управления для обеспечения МН СИТВН. Сформулированы общие принципы и выделены основные этапы обеспечения МН СИТВН. Разработаны функциональная модель управления МН и общая структура системы управления МН СИТВН. Показано место системы управления МН СИТВН в системе метрологического обеспечения войск и рассмотрены основные противоречия, возникающие при её синтезе и пути их решения. Предложено реализацию выделенных этапов обеспечения МН СИТВН осуществлять в рамках рассмотренной системы управления. Приведены типовые задачи обеспечения МН СИТВН. Предложена система математических моделей эксплуатации СИТВН, учитывающая все типовые стратегии их применения. На основе разработанной системы математических моделей уточнена и обоснована система показателей эффективности, сформирован обобщенный показатель и критерий эффективности обеспечения МН СИТВН. Усовершенствован метод решения задачи оценки эффективности обеспечения МН СИТВН на основе векторного показателя. Сформулирована задача прогнозирования дрейфа метрологических характеристик СИТВН с учетом специфики их эксплуатации и проанализированы особенности ее решения. Предложена математическая модель дрейфа метрологических характеристик СИТВН. На основе предложенной модели получены аналитические выражения для параметров случайного процесса дрейфа метрологических характеристик и показателей МН СИТВН, которые учитывают особенности их применения и метрологического обеспечения. Проведен структурный анализ ошибок прогнозирования МН СИТВН. Оценены результаты прогнозирования дрейфа метрологических характеристик СИТВН на этапе проектирования. Получили дальнейшее развитие методы повышения МН СИТВН на этапе их проектирования, основанные на выборе оптимальных параметров структурных элементов СИТВН, которые учитывают соотношение между точностью и МН, характер дрейфа метрологических характеристик, влияние номинальных значений и разброс параметров структурных элементов на исследуемую метрологическую характеристику, и обеспечивают повышение МН СИТВН в среднем на 20-30%. Усовершенствованы методы оценки и поддержания МН СИТВН на этапе проектирования с учетом характера дрейфа их метрологических характеристик и двух видов отказов. Получены аналитические зависимости для показателей МН СИТВН. Усовершенствованы методы оценки и поддержания МН СИТВН, которые охватывают все типовые стратегии эксплуатации и учитывают специфику их применения, дрейф метрологических характеристик и показатели эффективности обеспечения МН СИТВН. Усовершенствованы методы прогнозирования МН СИТВН на основе уточнения построенных на этапе проектирования моделей дрейфа их метрологических характеристик с учетом реальных данных эксплуатации и последующего прогнозирования по уточненным моделям. Предложен метод оптимизации системы воспроизведения единиц физических величин и передачи их размеров на основе генетических алгоритмов. Построена общая математическая модель системы воспроизведения единиц физических величин и передачи их размеров, позволяющая проводить оптимальный синтез этой системы как в целом, так и ее отдельных составляющих. Внедрение принципов обеспечения МН СИТВН в практику обеспечит повышение точности расчетных оценок надежности их функционирования на 10% и, следовательно, снижение необоснованных расходов на метрологическое обеспечение. Полученные результаты исследований доведены до формализованных методик и технических предложений и имеют высокий уровень готовности к использованию в промышленности и метрологической службе Министерства обороны Украины.Дисертація присвячена розвитку теоретичних засад забезпечення метрологічної надійності й оцінювання ефективності забезпечення метрологічної надійності засобів вимірювальної техніки військового призначення, які враховують специфіку застосування і дозволяють істотно підвищити їх точність та рівень метрологічної надійності на етапах проектування й експлуатації. Розроблено методологічні засади забезпечення метрологічної надійності засобів вимірювальної техніки військового призначення. Створено систему математичних моделей експлуатації засобів вимірювальної техніки військового призначення й уточнено систему показників ефективності забезпечення їх метрологічної надійності. На основі запропонованих математичних моделей та показників ефективності удосконалено методи оцінювання ефективності забезпечення метрологічної надійності засобів вимірювальної техніки військового призначення. Отримали подальший розвиток методи прогнозування, оцінювання, підтримання та підвищення метрологічної надійності засобів вимірювальної техніки військового призначення на етапах проектування й експлуатації. Запропоновано враховувати метрологічну надійність засобів вимірювальної техніки військового призначення при забезпеченні єдності вимірювань. Комп’ютерне моделювання, експериментальні дослідження та практичне впровадження ряду розроблених методів забезпечення метрологічної надійності підтвердили адекватність розроблених теоретичних засад і ефективність запропонованих методів.