Browsing by Author "Яцків, Василь Васильович"
Now showing 1 - 3 of 3
- Results Per Page
- Sort Options
Item Методи та засоби опрацювання сигналів при дослідженні спектрального імпедансу елементів промислових систем(Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, 2018) Стрілецький, Юрій Йосипович; Дунець, Роман Богданович; Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу; Білинський, Йосип Йосипович; Опанасенко, Володимир Миколайович; Яцків, Василь ВасильовичУ дисертації започатковано нові та розвинуто вже відомі теоретичні і методологічні засади в області цифрового опрацювання сигналів у комп’ютерних системах неруйнівного контролю, зокрема компонентах спектрального аналізу масивів дискретизованих даних, компонентах формування завадостійких сигналів збудження і їх опрацювання в інформаційно-вимірювальних каналах. Запропоновано методи опрацювання дискретизованих вимірювальних сигналів, що формуються в результаті взаємодії контрольованого середовища із зовнішнім збуджуючим сигналом, на основі чого визначається спектральний імпеданс середовища як відношення спектральних щільностей опрацьованих сигналів. Розвинено теорію спектрального аналізу дискретизованого сигналу шляхом рекурсивної побудови регресійної моделі сигналу у вигляді лінійної комбінації гармонійних сигналів. На основі запропонованих методичних підходів реалізовано готові технічні рішення у вигляді спецпроцесорів, які дають можливість створювати спеціалізовані інформаційно-вимірювальні системи неруйнівного контролю із більшою інформативністю. The thesis launched new and developed already known theoretical and methodological principles in the field of digital signal processing in computerized systems of non-destructive testing, including components of spectral analysis of sampled data arrays, components of noise-proof excitation signal generation and their processing in the information-measuring channels necessary for propagation a generalization approach to the creation of new means of non-destructive control of industrial objects. Processing methods of discrete measurement signals, which are formed as a result of interaction of a controlled medium with external excitatory signal, are proposed. Using these methods the spectral impedance of the medium is determined as the ratio of spectral densities of processed signals obtained in the form of excitation and response. The theory of spectral analysis of discrete signal is developed by recursive construction of regression signal model in the form of linear combination of harmonic signals, which made it possible to increase the accuracy of frequency components representation, reducing influence of the discreteness in time domain. Presentation of response signal from physical object in form of a regression model was used for designing the method of determining parameters of spectral component in the noisy signal by recursive analysis of interaction of extraneous spectral components with a synchronous pair of harmonic excitation signals. Signal description in form of regression model constructed using the values of the sampled signal obtained during free vibrations of physical objects was used to reproduce the time variations of the amplitude of the individual spectral components and to increase the informativeness of signal representation which is necessary for the investigation of mechanical properties of objects. The proposed method of reproduction of one period of a separate spectral component by its fragment increased the informativeness of the estimation of its amplitude in the aggregate sampled signal. The developed method of exciting oscillations in a physical system by use of frequency selective feedback allowed identifying the characteristic frequencies of the investigated mechanical object and diagnosing by their ratio the damages associated with energy absorption during cyclic deformation. Propagation of concept of spectral impedance to assess the thermal properties of metal and application of digital methods for processing signals obtained during the measurement of heat flows in the nonstationary mode allowed to develop a method for detecting the local change in the heat conductivity of the metal parts that arose as a result of damage. Based on the proposed methodical approaches technical solutions are realized in the form of special processors that make it possible to create specialized information-measuring systems of non-destructive control with greater informativity. The special processors are designed for signal processing for reproducing the shape of noise-distorted signal and its synchronous demodulation, the search for small phase angles of noisy signals, digital synthesis of the harmonic waveform and its subsequent transformation in order to improve spectral purity and for processing of periodic signals obtained from thermal field transformation into an electrical signal. Thus, a methodological and hardware basis for the use of spectral evaluation of the properties of industrial objects in the tasks of non-destructive control was created. В работе предложены новые и развиты уже известные теоретические и методологические основы в области цифровой обработки сигналов в компьютерных системах неразрушающего контроля, в частности компонентах спектрального анализа массивов дискретизированных данных, компонентах формирования помехоустойчивых сигналов возбуждения и обработки сигналов откликов в информационно-измерительных каналах. Разработаны методы обработки дискретизированных измерительных сигналов, формируемых в результате взаимодействия контролируемой среды с внешним возбуждающим сигналом, на основании чего определяется спектральный импеданс среды как отношение спектральных плотностей обработанных сигналов. Развита теория спектрального анализа дискретизированного сигнала путем рекурсивного построения регрессионной модели сигнала в виде линейной комбинации гармонических сигналов. На основе предложенных методических подходов реализованы готовые технические решения в виде спецпроцессоров, позволяющих создавать специализированные информационно-измерительные системы неразрушающего контроля с большей информативностью.Item Розробка та реалізація методів обчислення елементарних функцій на основі програмних та апаратних засобів(Національний університет "Львівська політехніка", 2019) Борецький, Тарас Романович; Мороз, Леонід Васильович; Національний університет «Львівська політехніка»; Яцків, Василь Васильович; Грига, Володимир МихайловичДисертаційна робота присвячена удосконаленню методів обчислення тригонометричних функцій, які на сьогоднішній день використовуютьтся переважно у засобах напівпровідникової техніки. Основним завданням у дослідженні було збільшення швидкодії алгоритмів шляхом оптимізації використовуваних структур для досягнення нижчих значень латентності (і відповідно кількості тактів), а також покращення показників ресурсоємності при реалізації алгоритмів за допомогою апаратних засобів. Запропоновані методи були реалізовані як на програмному рівні для процесорних архітектур різного рівня складності, так і з допомогою програмованих логічних інтегральних схем, що, в свою чергу, дає змогу здійснити портування розроблених методів у систему на кристалі. Диссертационная работа посвящена совершенствованию методов вычисления тригонометрических функций, которые на сегодня используются преимущественно в средствах полупроводниковой техники. Основной задачей исследования было увеличение быстродействия алгоритмов путем оптимизации используемых структур для достижения более низких значений латентности (и соответственно количества тактов), а также улучшение показателей ресурсоемкости при реализации алгоритмов с помощью аппаратных средств. Предложенные методы были реализованы как на программном уровне для процессорных архитектур разного уровня сложности, так и с помощью программируемых логических интегральных схем, что позволяет осуществить портирование разработанных методов в систему на кристалле. The dissertation is devoted to the improvement of the methods of calculating trigonometric functions, which today are used mainly in semiconductor equipment. The main tasks of the study were to increase the speed of algorithms by optimizing the structures used to achieve lower latency values (and the number of cycles), as well as improving the resource- intensity indices when implementing algorithms using hardware. The proposed methods were implemented at the software level for processor architectures of different complexity levels and with the help of programmable logic integrated circuits, which, in turn, allows the porting of the developed methods to the system on the crystal. Considerable attention is paid to the CORDIC method by which one can compute functions such as sinus, cosine, tangent, exponent, square root, hyperbolic and inverse trigonometric functions. The hardware implementation of the considered methods on the FPGA platforms are realized. The features of selected FPGAs, the specifics of the hardware implementation of algorithms, in particular, the influence of architecture and integrated FPGA blocks on the functionality of the implemented methods are considered. The schemes of the offered algorithms on the level of register gears and the level of the stage in their placement (fitting) in the crystal are given. The methods of optimization of algorithms in terms of using a specific platform and depending on the version and settings of the development environment are considered. The results of impetitioning methods directly in the FPGA with the estimation of their initial characteristics, such as maximum clock speed, resource intensity and energy consumption, are presented. Verification of the correctness of algorithms functioning is carried out both by means of simulation modeling, and after measurement of physical indices and data obtained during the testing of programmable seamed FPGA. Much attention is paid to determining the effectiveness of the algorithms, as well as the accuracy of the abstracts and the errors they make. The specificity of the operation of methods depending on the arsenal of teams and the possibilities of the target architecture, which helped to improve the range of characteristics of both the algorithms themselves and their hardware implementations, was explored. The obtained experimental results are compared with the classical methods of realization of the reduced functions. The integration of developed algorithms in the form of a separate device, which acts as a microcontroller with its own data transfer protocol and implementation.Item Теоретичні основи створення і структурна організація компонентів безпровідних сенсорних мереж підвищеної ефективності(Тернопільський національний економічний університет, 2016) Яцків, Василь ВасильовичУ дисертації вирішено науково-прикладну проблему підвищення ефективності функціонування безпровідних сенсорних мереж, шляхом розвитку теоретичних основ та засобів перетворення, обробки і передачі даних на основі системи залишкових класів та модулярної арифметики. У дисертації розроблено методи направлені на підвищення надійності передачі даних та продуктивності безпровідних сенсорних мереж. Розроблено метод мережного кодування даних, який базується на перетворенні системи залишкових класів та забезпечує підвищення загальної пропускної здатності безпровідної сенсорної мережі. Розроблено модулярні коректуючі коди, які забезпечують високу швидкодію процесів обробки даних за рахунок паралельного виконання операцій модулярного множення, виявлення помилок при виконанні арифметичних операцій та можливість адаптивної зміни коректуючої здатності кодів без зміни принципів роботи. Розроблено метод перетворення та обробки зображень в системі залишкових класів, який забезпечує стиснення зображень без втрат. Розроблено концепцію побудови безпровідних сенсорних мереж на основі принципів колективного інтелекту та розподіленого процесора, який функціонує на основі виділеної частини обчислювальних ресурсів безпровідних сенсорів. Розроблено метод передачі даних на основі стрибкоподібної зміни частоти, який базується на перетворенні системи залишкових класів та псевдовипадковій зміні частотного каналу і забезпечує можливість виявлення помилок на фізичному рівні за рахунок використання розширеної системи модулів. В диссертации решено научно-прикладную проблему повышения эффективности функционирования беспроводных сенсорных сетей путем развития теоретических основ и средств преобразования, обработки и передачи данных на основе системы остаточных классов и модулярной арифметики. В диссертации разработаны методы, направленные на повышение общей производительности и надежности передачи данных и беспроводных сенсорных сетей. Разработан метод сетевого кодирования данных, основанный на преобразовании системы остаточных классов, обеспечивающий повышение общей пропускной способности беспроводной сенсорной сети за счет разделения пакетов данных с использованием взаимно простых модулей различной разрядности на подпакеты и дальнейшего объединения пакетов данных в общих узлах. Разработаны модулярные корректирующие коды, которые обеспечивают высокое быстродействие процессов кодирования данных за счет параллельного выполнения операций модулярного умножения, а также дают возможность адаптивного изменения корректирующей способности кодов без изменения принципов работы. Разработан метод исправления многократных ошибок на основе модулярных корректирующих кодов, основанный на решении системы модулярных уравнений и обеспечивающий высокое быстродействие и низкую вычислительную сложность процесса декодирования. Разработан метод контроля ошибок при выполнении арифметических операций сложения, вычитания и умножения данных на основе модулярных корректирующих кодов, который позволяет исправлять ошибки при выполнении указанных операций. Разработан метод сжатия изображений без потерь в системе остаточных классов, который обеспечивает повышение быстродействия процесса обработки за счет разделения изображения на части и параллельной обработки отдельных частей изображения. Разработана концепция построения беспроводных сенсорных сетей на основе принципов коллективного интеллекта и распределенного процессора, которая обеспечивает выделение части вычислительных ресурсов беспроводных сенсоров для функционирования распределенного процессора и высокую живучесть сети за счет децентрализованного управления. Разработан метод передачи данных на основе псевдослучайного изменения частоты, основанный на преобразовании системы остаточных классов и псевдослучайном выборе частотного канала для передачи остатков, и обеспечивает возможность выявления ошибок на физическом уровне беспроводных сенсорных сетях за счет использования расширенной системы модулей. Разработан метод повышения надежности передачи мультимедийных данных в беспроводных сенсорных сетях, который обеспечивает исправление пакетов ошибок за счет формирования транспонированной матрицы данных, защищенных модулярным корректирующим кодом в кодере и выполнения обратной операции в декодере. Разработаны структурные и схемотехнические решения устройств помехоустойчивой обработки данных на основе модулярных корректирующих кодов для исправления однократных символьных ошибок на ПЛИС, которые характеризуются низкой аппаратной сложностью и высоким быстродействием обработки данных. Синтезированы на ПЛИС устройства декодирования данных на основе модулярных корректирующих кодов для исправления двукратных символьных ошибок, в которых поиск мультипликативных обратных элементов реализовано в виде таблиц, что обеспечило повышение быстродействия исправления ошибок. Разработано устройство многоуровневого преобразования данных в системе остаточных классов, которое обеспечивает объединение 12-ти разрядных данных от 16 сенсоров. Преобразования входных данных сенсоров представленных в системе остаточных классов в двоичную систему счисления реализовано на основе парного объединения остатков по двум модулям, что позволило уменьшить разрядность данных в процессе выполнения промежуточных вычислений, в свою очередь уменьшило аппаратные затраты на реализацию устройства преобразования. Разработана методика тестирования канала связи беспроводной сенсорной сети, которая позволяет выбирать необходимую схему контроля ошибок и параметры корректирующего кода в зависимости от состояния канала передачи данных. The scientific and technical problem of increasing of data transmission reliability and efficiency in wireless sensor networks is solved in this work due to the development of theoretical fundamentals and tools of noise immunity of network and channel coding. The methods for the increasing reliability of data transmission and efficiency of wireless sensor networks are elaborated. Network coding method based on Residue Number System is developed. It provides increasing of general capacity of wireless sensor network. The elaborated modular corrective codes allow the high processing speed in consequence of parallel execution of modular multiplication, detection of errors in arithmetic operations and adaptive changing of the code correction capability without altering the coding principles. The lossless image compression method based on Residue Number System is designed. The elaborated wireless sensor networks conception is founded on swarm intelligence principles and distributed processor which operates on separated part of computational resources of wireless sensors. The developed frequency hopping data transmission method based on Residue Number System transformation and pseudorandom channel change provides the possibility of error detection in physical layer due to the use of expanded system of modules.