Автореферати та дисертаційні роботи
Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2995
Browse
6 results
Search Results
Item Наукові основи забезпечення параметрів якості робочих поверхонь тіл обертання технологічними методами(Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2021) Дзюра, Володимир Олексійович; Марущак, Павло Орестович; Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя; Кальченко, Володимир Віталійович; Гурей, Ігор Володимирович; Марчук, Віктор ІвановичУ дисертаційній роботі отримано нові науково обґрунтовані результати вирішення актуальної для технології машинобудування науково-прикладної проблеми забезпечення параметрів якості робочих поверхонь деталей машин у вигляді тіл обертання з урахуванням комплексного підходу та умов експлуатації шляхом оптимізації структури технологічних процесів за параметрами якості та забезпеченні прогресивних режимів обробки. При цьому параметри якості поверхонь, які забезпечують їх експлуатаційні властивості, запропоновано забезпечувати недорогою операцією ППД із формуванням регулярних мікрорельєфів, що дозволить усунути зі структури ТП вартісні фінішні технологічні операції. Запропоновано метод визначення впливу технологічної спадковості на точність форми поперечних перерізів циліндричних поверхонь отриманих на операціях технологічного процесу, а також метод імовірнісного оцінювання впливу подачі на мікрогеометрію поверхні, сформованої точінням. Встановлено основні закономірності впливу форм та розмірів циліндричних поверхонь на параметр шорсткості. Розроблено нову математичну модель динамічного процесу формування регулярного мікрорельєфу шляхом віброобкочування на внутрішній циліндричній поверхні з урахуванням силових характеристик процесу та кінематику руху деформуючого інструменту. Використовуючи блочний підхід, отримано множину варіантів нових математичних моделей та розроблено класифікацію частково регулярних мікрорельєфів, сформованих на торцевих поверхнях деталей класу «тіла обертання», які враховують їх геометричні характеристики. Розроблено спосіб формування частково регулярного мікрорельєфу на торцевих поверхнях деталей класу «тіла обертання», який забезпечує його однакову відносну площу на різній відстані від центра обертання та запропоновано аналітичні залежності визначення амплітуди канавок V-подібної форми для мікрорельєфів І і ІІ виду. Запропоновано конструкції інструментів для обробки різанням внутрішніх циліндричних поверхонь та формування регулярних мікрорельєфів. Розроблено програмне забезпечення для побудови математичної моделі профілю шорсткості поверхні на основі параметрів профілограми. Матеріали досліджень, методики розрахунків передані для використання машинобудівними підприємствами. A very important mechanical engineering scientific-applied problem of complex assurance of the quality parameters of bodies-of- rotation-type machine parts working surfaces has been solved in the thesis under discussion on the basis of the obtained new scientifically substantiated results taking into account the operating conditions due to the technological processes structure optimization by the quality parameters and the machining progressive modes assurance by means of statistical methods of assessment. Therefore, the physical-mechanical parameters of quality providing the surface performance characteristics have been proposed to achieve by means of SPD (surface plastic deformation) operations with regular microreliefs formation. The analysis of technological methods and facilities providing the high-quality parameters of the surfaces of machine parts of “bodies of rotation” type has been made on the basis of literature sources review. The results of the research have been analysed aimed at formation of high-quality parameters of the machine parts surfaces. Some methods of regular microrelief formation on the surfaces of bodies of rotation of machine parts have been taken into consideration. The procedure of conducting the study of high-quality parameters formation of bodies-of-rotation-type machine parts cylindrical surfaces has been described. For this purpose the technological heredity and the shape accuracy of cylindrical surfaces cross sections of the object of investigation has been taken into consideration. The analysis and optimization of the technological process of internal cylindrical surface formation of a hydraulic cylinder barrel have been made based on the analysis of topography and microrelief formed in different technological operations. The probabilistic-statistical method of feeding impact assessment on the surface roughness formed by turning and the probabilistic-statistical method of flexure impact assessment on the surface roughness formed by turning have been developed. Moreover, the technique of analytical description of the surface contour has been developed which made possible to describe the surface roughness in the form of a mathematical model. The investigation has been carried out and some mathematical model of dynamic process of regular microrelief formation on the machine part internal cylindric surface has been developed. The peculiarity of the study under discussion is that the formation process is taking place under concentrated (point) force conditions whose point of application varies in radial and axial directions relative to the workpiece. The action under study has been proposed to be simulated by means of linear and time variables of Dirac delta functions using both the method of the above mentioned features regularization and the conventional methods of integrating the appropriate nonlinear mathematical models of longitudinal and lateral vibrations of the part as well. The partially regular microreliefs (PRM) formed on the end surfaces of the bodies of rotation have been classified in the form of a multistage system: class – classification criteria – subcriterion – characteristics of these subcriteria structured on the basis of kinematics of the technological process of the partially regular microreliefs (PRM) formation. The following classification criteria have been proposed to be accepted: ways of PRM formation; form of CRM (continuous regular microroughness) center line; relative position of adjacent grooves; relative position of CRM center lines; forms of grooves. Some partially regular microreliefs formed on the end surfaces of bodies of rotation have been simulated by means of block principle where each characteristic feature of the microrelief groove is described by the system of separate mathematical dependencies. The analytical dependencies to find the area of grooves of triangular shape of the partially regular microrelief formed on the end surfaces of bodies of rotation have been obtained. The optimal parameters of the grooves of partially regular microrelief of I and II type formed on the end surfaces of bodies of rotation have been determined. The dependencies and the range of their existence to find the grooves overlapped area of the PRM of III type have been derived. The results of experimental studies of partially regular microrelief formation on the end surfaces of bodies of rotation have been given. In this connection the equipment used, special tools and software to calculate the target points coordinates of the microrelief have been described, the shape and size of the test sample have been substantiated. The process of the test sample surface preparation for the full factorial experiment carrying out, namely the sample division into sectors and areas, has been described. The program and the technique of the experimental research have been developed. The impact of deformation effort, feeding speed and the groove axial pitch on the average value of the groove width of the formed partially regular microrelief formed on the end surface of the body of rotation has been determined on the basis of the results of the full factorial experiment. Some regression dependencies, response surfaces and their two-dimensional cross sections have been obtained which describe the influence of these parameters on the groove width whithin the boundaries of variable factors levels of variation determined by the conducted experiment. The design and calculation procedure of main design parameters of a twin-cutter adaptive boring head have been developed. The design of the tool for regular microrelief formation on internal cylindric surfaces of some long cylindric workpieces by vibration burnishing and the calculation procedure of main design parameters of the tool have been developed.Item Математичне моделювання процесів самоорганізації в невпорядкованих системах наночастинок(Національний університет «Львівська політехніка», 2021) Слюсарчук, Арсен Юрійович; Ільницький, Ярослав Миколайович; Національний університет «Львівська політехніка»; Ціж, Роман Богданович; Брич, Тарас БогдановичДисертація присвячена математичному моделюванню процесів самоорганізації наночастинок, декорованих рідкокристалічними та фоточутливими групами, у впорядковані морфології залежно від деталей їх молекулярної архітектури та при дії зовнішніх полів. У роботі дослiджено можливiсть формування двох нових морфологiй, uColM та wColM для ФНЧ з бiчним приєднанням мезогенiв. Перша, котра є одновiсною у розумiннi симетрiї впакування ФНЧ і органiзацiї їх мезогенiв. Остання характеризується втратою орієнтаційного порядоку мезогенів, однак гексагональна стовпцева структура при цьому зберігається. Обидвi морфологiї, uColM та wColM, розрiзняються по РК властивостях вiд своїх аналогiв для ФНЧ iз кiнцевим приєднанням мезогенiв. Також, у даній роботі вперше вивчений механiзм впливу опромiнення на процес самоорганiзацiї наночастинок, що мiстять фоточутливi азобензеновi групи та показано можливiсть прискорення формування монодоменної смектичної морфології пiд дiєю неполяризованого свiтла, а перехід з ізотропної у смектичну морфологію (I-SmA) здійснюється, всередньому, у 3 − 4 рази швидше в порівнянні з випадком відсутності опромінення. Крім того, вперше розглянуто поведiнку декорованих наночастинок у порi з модифiкованими стiнками. Шляхом накладання повторювальних циклів імпульсного ультрафіолетового та видимого опромінення, застосування зведених характеристик та вивчення їх еволюції, найвища ймовірність формування перколяційного кластера існує при �EQb = 20 − 40. Досліджено процес гелеутворення у розчинi ФНЧ, декорованих лiгандами, що мiстять рiдкокристалiчнi групи. Виявлений вплив типу просторового розподiлу лiганд ФНЧ на властивостi гелю: із шести вибраних типiв просторового розподiлу лiганд ФНЧ, позначених як ROD, TRI, QTR, DSC, AXI та HDG, лише три: TRI, DSC i AXI здатнi формувати однорiдну перколяцiйну мережу типу стiнка-стiнка. Для ФНЧ із типом просторового розподілу ліганд досліджений процес їх адсорбції на функціональній поверхні, що складається із полімерних молекул з РК групами – полімерних щіток, прикріплених у фіксованих точках нижньої площини пори. Шляхом аналізу профілів густини та кумулятивної щільності ФНЧ вздовж осі за різної кількості молекул @ і * (ефективна висота щітки) та короткочасової динаміки ФНЧ за допомогою оцінки середніх квадратичних зміщень ядер ФНЧ на різних часових інтервалах Δ, встановлено, що серед вибраної сукупності значень @, значення @ = 16 є найоптимальнішим для ефективної адсорбції ФНЧ на щітці. Диссертация посвящена математическому моделированию процессов амоорганизации наночастиц, декорированных жидкокристаллическими и фоточувствительными группами, в упорядоченные морфологии в зависимости от деталей их молекулярной архитектуры и при воздействии внешних полей. В работе исследовано возможность формирования двух новых морфологий, uColM и wColM для ФНЧ с боковым присоединением мезогенов. Первая, которая является одноосной в смысле симметрии упорядочения ФНЧ и организации их мезогенов. Последняя характеризуется потерей ориентационного порядка мезогенов, однако гексагональная столбчатая структура при этом сохраняется. Обе морфологии, uColM и wColM, различаются по РК свойствах от своих аналогов для ФНЧ с конечным присоединением мезогенов. Также, в данной работе впервые изучено механизм влияния облучения на процесс самоорганизации наночастиц, содержащих фоточувствительные азобензеновые группы и показано возможность ускорения формирования монодоменной смектической морфологии под воздействием неполяризованного света, а переход с изотропной в смектическую морфологию (ISmA) осуществляется, в среднем, в 3-4 раза быстрее по сравнению со случаем отсутствия облучения. Кроме того, впервые рассмотрено поведение декорированных наночастиц в поре с модифицированными стенками. Путем наложения повторяющихся циклов импульсного ультрафиолетового и видимого излучения, применения сводных характеристик и изучения их эволюции, самая высокая вероятность формирования перколяционного кластера существует при EQb = 20 − 40. Исследован процесс гелеобразования в растворе ФНЧ, декорированных лигандами, содержащих жидкокристаллические группы. Выявилено влияние типа пространственного распределения лиганд ФНЧ на свойства геля: из шести выбранных типов пространственного распределения лиганд ФНЧ, обозначенных как ROD, TRI, QTR, DSC, AXI и HDG, только три: TRI, DSC и AXI способны формировать однородную перколяционною сеть типа стенка-стенка. Для ФНЧ с HDG типом пространственного распределения лиганд исследован процесс их адсорбции на функциональной поверхности, состоящей из полимерных молекул с ЖК группами - полимерных щеток, прикрепленных в фиксированных точках нижней плоскости поры. Путем анализа профилей плотности и кумулятивной плотности ФНЧ вдоль оси Z при разном количестве молекул @ и * (эффективная высота щетки) и кратковременной динамики ФНЧ с помощью оценки средних квадратичных смещений ядер ФНЧ на разных временных интервалах Δ, установлено, что среди выбранной совокупности значений @, значение @ = 16 является оптимальным для эффективной адсорбции ФНЧ на щетке.This work is dedicated to mathematical modelling of self-assembly of gold nanoparticles, decorated with liquid crystalline and photosensitive groups, into ordered morphologies depending on their molecular architecture details and impact of external fields. Self-assembly of nanoparticles, decorated with polymer ligands liquid crystaline (LC) morphologies, which have unique electronic and opto-electronic properties, was first discovered in this work. Thanks to quasi-one-dimensional migration of energy and charge in such morphologies, they are used as one-dimensional conductors, photoconductors, LEDs, solar batteries, thin-film transistors, gas sensors, etc. We’ve investigated the possibility of formation of two new morphologies: uColM and wColM for FNP with lateral attachment of mesogens. The first one, which is uniaxial in the meaning of the symmetry of the FNP packing and the organization of their mesogens, is obtained as a result of selfassembly with the application of an electric field, is balanced at different temperatures. The latter has an important property: while the orientation of the mesogens is lost, the hexagonal columnar structure still remains. Transition from uColM to wColM is gradual, and the cubic morphology is observed upon further heating of the system. Both morphologies, uColM and wColM, differ in LC properties from their analogues for FNP with terminal attachment of mesogens. The use of chromophores can lead to the interesting effects of reverse FNP self-assembly when alternately irradiated with light with an appropriate wavelength and intensity. In this paper, the mechanism of the influence of irradiation on the process of nanoparticles self-assembly, containing photosensitive azobenzene groups is first studied, and the possibility of acceleration of monodomain smectic morphology formation under the unpolarized light is shown. The transition from isotropic to smectic morphology (ISmA) is, on average, 3 − 4 times faster than in the case of non-irradiation. Also, we were the first who reviewed the behavior of decorated nanoparticles in the pore with modified walls. It is shown that by imposing repetitive cycles of pulsed ultraviolet and visible (UVVIS) irradiation, applying summary characteristics and studying their evolution, the highest probability of forming a percolation cluster exists at EQb = 20 − 40, while for low density EQb =< 20, it is low due to the competition of the cluster with adsorption of the nanoparticles on the walls, and at EQb => 40, the network formation competes with the effect of microphase delamination of the nanoparticles and their self-assembly in the ordered ordered morphologies. The process of gel formation in a solution of functionalized nanoparticles decorated with ligands containing liquid crystal groups was investigated. The influence of the type of spatial distribution of FNP ligands on the properties of the gel was found, keeping the density of the grafting of the ligands the same in all cases. Of the six selected types of spatial distribution of FNP ligands labeled as ROD, TRI, QTR, DSC, AXI, and HDG, only three: TRI, DSC, and AXI are able to form a homogeneous wall-to-wall percolation network under the conditions and dimensions specified by us. For FNP with spatial distribution type of ligands, the process of their adsorption on a functional surface, which consists of polymer molecules with LC groups, so called polymer brushes, attached at fixed points of the lower pore surface, was investigated. By analyzing FNP density profiles along the axis with different number of brush molecules @, cumulative FNP density at different values of @ and * (effective brush height), and short-term FNP dynamics by estimating the mean square displacements of the FNP core beads at different time intervals Δ, it was found that among the selected set of values @, the value of @ = 16 is the most optimal for effective FNP adsorption on the brush.Item Методи та засоби побудови математичних моделей характеристик складних об’єктів в умовах інтервальної невизначеності(Національний університет «Львівська політехніка», 2021) Пукас, Андрій Васильович; Дивак, Микола Петрович; Національний університет «Львівська політехніка»; Лупенко, Сергій Анатолійович; Гребеннік, Ігор Валерійович; Мороз, Борис ІвановичУ дисертаційній роботі вирішено науково-прикладну проблему зниження обчислювальної складності процесів побудови математичних моделей характеристик складних об’єктів в умовах інтервальної невизначеності з одночасним забезпеченням гарантованої точності цих моделей у межах необхідних для розв’язування задач прийняття рішень. Розроблено метод параметричної ідентифікації інтервальних моделей характеристик статичних та динамічних об’єктів на основі аналізу інтервальних даних, який грунтується на процедурах самоорганізації та самоадаптації обчислювальних процедур за аналогією з поведінковими моделями бджолиної колонії. Розроблено метод структурної ідентифікації інтервальних моделей характеристик статичних та динамічних об’єктів на основі аналізу інтервальних даних з процедурами самоорганізації та самоадаптації структур моделей. Удосконалено метод еліпсоїдного оцінювання множини значень параметрів інтервальних моделей характеристик статичних об’єктів на основі ітераційної обчислювальної схеми оптимального насиченого планування експерименту, який грунтується на розпаралеленні процедур обчислень. Створено програмну систему для побудови інтервальних моделей характеристик статичних та динамічних об’єктів, яка об’єднує методи структурної та параметричної ідентифікації, реалізовані на основі поведінкових моделей бджолиної колонії, що забезпечило цілісний підхід до побудови моделей з гарантованою точністю в умовах інтервальної невизначеності та суттєво спростило використання засобів моделювання. Апробовано нові й удосконалені методи та розроблену програмну систему для розв’язування прикладних задач побудови моделей характеристик статичних та динамічних об’єктів в умовах інтервальної невизначеності, зокрема для моніторингу забруднень атмосфери автотранспортом на прикладі м. Тернополя; ідентифікації зворотного гортанного нерва в процесі хірургічної операції на щитоподібній залозі; моделювання і прогнозування потужності малої гідроелектростанції «Топольки»; моделювання відвідування веб-сервісів надання адміністративних послуг. В диссертационной работе решена научно-прикладная проблема снижения вычислительной сложности процессов построения математических моделей характеристик сложных объектов в условиях интервальной неопределенности с одновременным обеспечением гарантированной точности этих моделей в пределах необходимых для решения задач принятия решений. Разработан метод параметрической идентификации интервальных моделей характеристик статических и динамических объектов на основе анализа интервальных данных, основанный на процедурах самоорганизации и самоадаптации вычислительных процедур по аналогии с поведенческими моделями пчелиной колонии. Разработан метод структурной идентификации интервальных моделей характеристик статических и динамических объектов на основе анализа интервальных данных с процедурами самоорганизации и самоадаптации структур моделей. Усовершенствован метод эллипсоидного оценивания множества значений параметров интервальных моделей характеристик статических объектов на основе итерационной вычислительной схемы оптимального насыщенного планирования эксперимента, основанный на распараллеливании процедур вычислений. Создано программную систему для построения интервальных моделей характеристик статических и динамических объектов, которая объединяет методы структурной и параметрической идентификации, реализованные на основе поведенческих моделей пчелиной колонии, что обеспечило целостный подход к построению моделей с гарантированной точностью в условиях интервальной неопределенности и существенно упростило использование средств моделирования. Апробированы новые и усовершенствованные методы и разработанная программная среда для решения прикладных задач построения моделей характеристик статических и динамических объектов в условиях интервальной неопределенности, в частности для мониторинга загрязнения атмосферы автотранспортом на примере г. Тернополя; идентификации обратного гортанного нерва в процессе хирургической операции на щитовидной железе; моделирования и прогнозирования мощности малой гидроэлектростанции «Топольки»; моделирования посещения веб-сервисов предоставления административных услуг. In the thesis, the scientific and applied problem of reduction the computational complexity of processes for construction the mathematical models of complex objects characteristics in the conditions of interval uncertainty with simultaneous maintenance of guaranteed accuracy of these models within the limits necessary for decision making is solved. A method of parametric identification of interval models of characteristics of static and dynamic objects based on the analysis of interval data based on procedures of selforganization and self-adaptation of computational procedures by analogy with behavioral models of bee colony is created. The method of structural identification of interval models of characteristics of static and dynamic objects on the basis of the analysis of interval data with procedures of selforganization and self-adaptation of structures of models is developed. The method of ellipsoid estimation of the set of values of parameters of interval models of characteristics of static objects on the basis of the iterative computational scheme of optimum saturated planning of experiment based on parallelization of computational procedures is improved. A software system for constructing interval models of static and dynamic object characteristics has been created, which combines structural and parametric identification methods based on behavioral models of the bee colony, which provided a holistic approach to building models with guaranteed accuracy in interval uncertainty and greatly simplified the use of modeling tools. New and improved methods and the developed software environment for solving the applied problems of construction the models of characteristics of static and dynamic objects in the interval uncertainty conditions, in particular for monitoring the pollution of the atmosphere by motor transport on an example of Ternopil; identification of the reverse laryngeal nerve during thyroid surgery; modeling and forecasting the capacity of the small hydroelectric power station "Topolki"; modeling the visiting web services of providing administrative services, were approved.Item Тепломасообмін у вентильованих шарах огороджуючих конструкцій будинків і споруд(Національний університет "Львівська політехніка", 2021) Лимаренко, Олексій Миколайович; Павленко, Анатолій Михайлович; Національний університет "Львівська політехніка"; Ганжа, Антон Миколайович; Кравець, Тарас ЮрійовичДисертація присвячена теоретичному та експериментальному дослідженню процесів тепломасообміну, що відбуваються в огороджуючих конструкціях будинків та споруд, а саме: дослідженню процесів нагрівання, елементів вентильованих каналів; визначенню втрат тепла в цих елементах; обґрунтуванню вибору способу теплового захисту огороджуючих конструкцій; розробці математичних моделей процесу теплообміну та методики визначення основних технологічних параметрів; розробці перспективних технологій теплового захисту будівель та енергетичного обладнання; розробці комплексної методики теплового захисту та енергозберігання будинків і споруд. Експериментально досліджені процеси теплообміну та вологопроникнення в різних огороджуючих конструкціях, як в натурних об’єктах, так і на спеціально створених лабораторних стендах. Розроблена експериментальна установка, яка дозволила визначити основні закономірності теплопередачі у вертикальних вентильованих каналах, на основі яких отримані дані, що дозволяють здійснити оцінку теплообмінних характеристик цих каналів, необхідних для технологічних розрахунків. Створена комплексна математична модель тепловологісного режиму будівлі, а також методика керування енергозабезпеченням будинків, що дає можливість визначити основні енергетичні характеристики. The thesis is devoted to theoretical and experimental research of heat and mass transfer processes occurring in the protective structures of buildings and constructions, namely: the study of heating processes, elements of ventilated channels; determination of heat loss in these elements; justification of the choice of the method of thermal protection of enclosing structures; development of mathematical models of the heat transfer process and methods for determining the basic technological parameters; development of promising technologies for thermal protection of buildings and power equipment; the development of an integrated method of thermal protection and energy saving of buildings and structures. The processes of heat transfer and moisture penetration in various enclosing structures, both in real locations and specially created laboratory stands, have been experimentally studied. An experimental facility has been developed, which allowed defining the basic laws of heat transfer in vertical ventilated channels, on the basis of which data were obtained that allowed assessment of the heat transfer characteristics of these channels, necessary for technological calculations. A complex mathematical model of the heat-moisture regime of the building was created, as well as the method of managing the energy supply of houses, which makes it possible to determine the main energy characteristics.Item Система керування електроприводом нафтовидобувної установки на основі нейронної мережі(Національний університет "Львівська політехніка", 2020) Андреїшин, Андрій Сергійович; Маляр, Андрій Васильович; Національний університет "Львівська політехніка"; Садовой, Олександр Валентинович; Борин, Василь СтепановичДисертація спрямована на вирішення актуальних проблем нафтовидобувної промисловості України – підвищення ефективності роботи нафтовидобувних установок та впровадження інтелектуальних технологій видобування нафти. В дисертації запропоновано систему керування роботою ШНВУ на базі модифікованої нейронної мережі Хемінга. Удосконалено спосіб представлення даних, отриманих від давачів, у результаті чого створено єдиний підхід щодо діагностики стану свердловини незалежно від масштабу знятої первинної інформації. Розроблено динамічну модель електромеханічної системи керування ШНВУ, яка є основою "інтелектуальної" системи керування свердловиною, і яку використано для відтворення реальних процесів та ідентифікації стану нафтовидобувного обладнання. Запропоновано алгоритм визначення допустимих меж регулювання швидкості привідного двигуна, а також її оптимального значення, що забезпечує збалансований режим відбору рідини із свердловини. На основі розроблених математичних моделей створено програмне забезпечення та запропоновано схемотехнічні рішення для здійснення ефективного оперативного керування роботою нафтовидобувної установки та запобігання виникненню аварійних ситуацій. The thesis research is aimed at the solution of a number of topical issues in Ukraine’s oil industry such as raising the efficiency of oil production units and implementation of intellectual technologies for oil production. The thesis provides a review of literary sources, which showed that there are currently no automated control systems for oil production on the basis of intellectual wells in Ukraine. This creates the need for research in the area of developing new ways to control electric drives of sucker-rod pumping units. One of the main tasks in designing a control system is to select informative parameters to identify the status of the pumping equipment. The thesis shows that the most appropriate method of recognizing the state of the well and its equipment is the use of neural networks. To determine the optimal structure of the neural network, a series of mathematical experiments were conducted with the real dependencies of the force in the polished rod and the current of the drive motor of the operating oil production facilities. Based on the comparison of the results of the recognition of experimental curves, it is concluded that recurrent neural networks, in particular the Hemming network, are most suitable for the recognition of load curves or time-current curves. The thesis proposes a modification of the Hemming network, in particular, replacing the first layer of the network with the algorithm of bitwise comparison of data arrays. This modification has greatly improved the performance of the neural network and increased the recognition accuracy of the input signal. Based on the proposed modification of the Hemming neural network, an algorithm for its operation was created. It is shown that bringing an input data set to one standard (binary representation) enhances the versatility of the recognition system, enabling it to be used in different control systems where load curves, time-current curves or active power curves are inputs. For the rapid control of many oil wells, it is necessary to have equipment characteristics and training samples for each well. To this end, the thesis proposes a database which records the data of all wells, and which is accessible for the controller of each well. This approach significantly simplifies the real-time control of a group of oil production units, since the state recognition data of one well can be used to control other (similar) wells. The thesis proposes a system for control of a sucker-rod pumping unit based on a modified Hemming neural network with a feedback on the coefficient of filling. Taking into account the specificities of the intermittent operation of stripper wells, a dynamic model of the electromechanical control system of a deep-well sucker-rod pumping unit was developed. Using the developed dynamic model of the electric drive system of the sucker-rod pumping unit, there was proposed an algorithm for determining the admissible limits of control of the driving motor speed and for finding its optimal value that provides a balanced mode of fluid withdrawal from the well. The mathematical model of the electromechanical system of the oil production unit developed in the thesis is the basis of an intelligent well control system used to reproduce real processes and to identify the state of the oil production equipment. For conducting mathematical experiments in the MATLAB environment, a model of an electromechanical control system for a sucker-rod pumping unit was created. It is based on high-adequacy mathematical models of frequency-controlled asynchronous electric drive and sucker-rod pump, mathematical model of the neural network; a method of calculating the periodic dependencies of the coordinates of the operation mode of an oil production unit based on solving the boundary value problem. This approach makes it possible to obtain the result of mathematical modeling with high reliability and minimal-volume calculations in the timeless domain, which is important for the development of control systems in real time. Based on the created model, a number of mathematical experiments were carried out, which confirmed the effectiveness of the proposed modification of the Hamming neural network with respect to the accuracy and speed of recognition of the input arrays of load curves and time-current curves. The example demonstrates that the developed system of sucker-rod pumping unit control can quickly in real time adapt to changing wells operation modes. The thesis presents the modelling of the electromechanical system both in working and emergency modes. To carry out the experimental studies, a laboratory workbench was created for the electromechanical control system of the sucker-rod pumping unit. The thesis describes the element base and the software used, outlines the schematics of the developed laboratory workbench, the algorithm of operation and the sequence of operations performed during the acquisition of experimental data. On the basis of the experimental results obtained at the laboratory workbench, it is concluded that the theoretical solutions proposed in the thesis and the application of the developed algorithms are correct. Диссертация направлена на решение актуальных проблем нефтедобывающей промышленности Украины – повышение эффективности работы нефтедобывающих установок и внедрение интеллектуальных технологий добычи нефти. В диссертации предложена система управления работой ШНВУ на базе модифицированной нейронной сети Хемминга. Усовершенствован способ представления данных, полученных от датчиков, в результате чего создан единый подход к диагностике состояния скважины независимо от масштаба снятой первичной информации. Разработана динамическая модель электромеханической системы управления ШНВУ, которая является основой "интеллектуальной" системы управления скважиной, и которую использовано для воспроизведения реальных процессов и идентификации состояния нефтедобывающего оборудования. Предложен алгоритм определения допустимых пределов регулирования скорости приводного двигателя, а также ее оптимального значения, что обеспечивает сбалансированный режим отбора жидкости из скважины. На основе разработанных математических моделей создано программное обеспечение и предложены схемотехнические решения для осуществления эффективного оперативного управления работой нефтедобывающей установки и предотвращения возникновения аварийных ситуаций.Item Підвищення ефективності ребристо-стержневої випромінювальної структури з використанням плазмового розряду(Національний університет "Львівська політехніка", 2020) Тепляков, Іван Юрійович; Гоблик, Віктор Васильович; Національний університет "Львівська політехніка"; Козловський, Валерій Валерійович; Плющ, Олександр ГригоровичУ дисертаційній роботі розв’язано актуальне науково-практичне завдання розроблення методу підвищення ефективності випромінювання РСС шляхом використання плазмового розряду та зміни параметрів модуляції ПІ. Для цього було використано математичне та імітаційне моделювання, яке дало змогу дослідити та виявити конструктивні параметри ПІ РСС, співрозмірної з довжиною хвилі у вільному просторі, при яких досягається поперечне випромінювання, підвищити спрямованість якого вдалося заміною металевого стержня плазмовим розрядом. За допомогою високорівневої інтерпретованої мови програмування «Python» розроблено комп’ютерний засіб з використанням об’єктно-орієнтованої методології програмування, призначений для автоматизації розв’язку задачі аналізу РСС скінченних розмірів на основі методу наведених ЕРС. Розроблено експериментальний зразок РСС довжиною 4λ0, в якій використано плазмовий розряд замість металевого стержня для верифікації розроблених моделей та оцінки підвищення її ефективності випромінювання. Отримана форма та ефективні геометричні розміри РСС з використанням плазмового розряду підвищили КСД на 3,592 дБ у поперечному напрямку відносно головної осі структури. В диссертационной работе решена актуальная научно-практическая задача разработки метода повышения эффективности излучения ребристо-стержневой структуры путем использования плазменного разряда и изменения параметров модуляции поверхностного импеданса. Для этого было использовано математическое и имитационное моделирование, которое дало возможность исследовать конструктивные параметры поверхностного импеданса ребристо-стержневой структуры, соразмерной с длиной волны в свободном пространстве, при которых достигается поперечное излучение, повысить направленность которого удалось заменой металлического стержня плазменным разрядом. С помощью высокоуровневого интерпретированного языка программирования «Python» разработана программа с использованием объектно-ориентированной методологии программирования, предназначенная для автоматизации решении задачи анализа ребристо-стержневой структуры конечных размеров на основе метода наводимых электродвижущих сил. Разработан экспериментальный образец ребристо-стержневой структуры длиной 4λ0, в которой был использован плазменный разряд вместо металлического стержня для верификации разработанных моделей и оценки повышения ее эффективности излучения. Полученная форма и эффективные геометрические размеры ребристо-стержневой структуры с использованием плазменного разряда повысили коэффициент направленного действия на 3,592 дБ в поперечном направлении относительно главной оси структуры. The thesis presents the contribution to the solution of the scientific and practical task of method development for increasing of a corrugated-rod structure radiation efficiency by plasma discharge using and modulation parameters changing of the surface impedance. Mathematical and simulation modeling was used for investigation of the surface impedance constructive parameters of the corrugated-rod structure which is proportionated to wavelength in free space for achievement of transverse radiation and as a result directivity had been improved by the metal rod replacing with plasma discharge. The author used high-level interpreted programming language «Python» for program development using object-oriented programming methodology for solution automation of the corrugated-rod structure problem analyzing with finite dimensions based on induced electromotive forces method. An experimental model of the corrugated-rod structure has been designed where plasma discharge was used instead of a metal rod for developed models verification and evaluation of radiation efficiency increasing. The resulting shape and the effective geometric dimensions of the corrugated-rod structure based on plasma discharge increased the directivity by 3,592 dB in the transverse direction relative to the main axis of the structure.