Computational Problems Of Electrical Engineering. – 2012. – Vol. 2, No. 1

Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/16278

The scientific-technical journal

Computational Problems of Electrical Engineering = Обчислювальні проблеми електротехніки : the scientific-technical journal / Lviv Politechnic National University ; editor-in-chief Yuriy Bobalo. – Lviv : Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012. – Volume 2, number 1. – 154 р.

Browse

Now showing 1 - 20 of 28

Multilayered sensor structures for intelligent conlrol systems
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Klym, Halyna; Kostiv, Yuriy
A multifunctional sensor system using multilayered thick-film sensor structures based on spinel-type NiMn2O4-CuMn2O4-MnCo2O4 manganites and magnesium aluminate MgAl2O4 has been developed. The technological peculiarities of making nanostructured sensors have been represented. The circuit diagram of the monitoring system using nanostructured sensors and a microprocessor for signal processing has been proposed. This system can be successfully applied for intelligent monitoring and controlling environment. Одержано мультишарові сенсорні товстоплівкові структури на основі шпінельної кераміки. Розглянуто технологічні особливості одержання наноструктурованих сенсорів. Показано можливість успішного використання одержаних сенсорних структур в інтелектуальних системах моніторингу та контролю.
Distribution of current density on the perimeter of a cylindrical conductor of a waveguide’s vibroexciter
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Zakharia, Yosyp
On the basis of electrodynamic analysis a considerable nonuniformity of the current density distribution on the perimeter of a cylindrical conductor of a waveguide exciter has been detected. It has been proved that the above mentioned nonuniformity mostly affects the input reactance of the exciter. Such effect is minimum at central location of the exciter in the waveguide. It rises sharply when the exciter is diplaced. Therefore, we come to conclusion that it is necessary to take into consideration the nonuniformity of the current density distribution when analyzing a vibroexciter. На основі електродинамічного аналізу виявлено значну нерівномірність розподілу густини струму по периметру циліндричного провідника збуджувача хвилевода. Встановлено, що згадана нерівномірність розподілу найбільше впливає на вхідний реактанс збуджувача. Такий вплив є найменшим при центральному розташуванні збуджувача у хвилеводі. Він різко зростає при зміщенні збуджувача. Цим обгрунтовано висновок про необхідність враховування нерівноморністі розподілу густини струму при аналізі вібраторного збуджувача.
Сomputation of positive stable realizations for discrete-time linear systems
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Kaczorek, Tadeusz
Sufficient conditions for the existence of positive stable realizations for given proper transfer matrices are established. Two methods are proposed for determination of the positive stable realizations for given proper transfer matrices. The effectives of the proposed procedures is demonstrated on numerical examples. Встановлені достатні умови для існування позитивних стабільних реалізацій даних матриць з належним перетворенням. Пропонуються два методи для визначення позитивних стабільних реалізацій даних матриць з належним перетворенням. Ефективність запропонованих методик демонструється на числових прикладах.
Symmetry of differential equations of electromagnetic field in immovable medium
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Tchaban, Vasyl
In the paper it is shown that differential equations describing an electromagnetic field in solid immovable media based on the vectors of intensities of electric or magnetic fields in most cases practically coincide with those based on the vector-potential of the electromagnetic field. This special feature essentially simplifies practical analysis, beginning with the determination of border conditions. The expressions for static and differential parameters of the medim are given. Показано, що диференціальні рівняння електромаґнетного поля в суцiльному нерухомому середовищі, записані стосовно векторів напружености електричного й маґнетного полів чи стосовно вектор-потенціалу електромаґнетного поля, у переважній більшості випадків збігаються за формою одне з одним. Ця особливість суттєво спрощує практичний аналіз, перш за все під кутом зору визначення крайових умов. Подаються вирази статичних і диференційних параметрів середовища.
Scanning television optical microscope for biological microobjects research
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Shkliarskyi, Volodymyr; Prudyus, Ivan; Pedan, Anatoliy
Ways of developing a scanning television microscope, which can be used for the investigation of biological microobjects, have been analyzed. The capabilities of the microscope are extended due to a raster formation in the television mode and little-frame mode. Ways of changing the raster size while maintaining the microobject image resolution have been proposed. Аналізуються шляхи побудови сканувального телевізійного мікроскопа, придатного до використання для дослідження біологічних мікрооб’єктів. Розширено можливості мікроскопа за рахунок формування сканувального растра в телевізійному та малокадровому режимах. Запропоновано шляхи зміни розміру растра при збереженні роздільної здатності зображення мікрооб’єкта.
Сonstruction of invariant difference and discrete analogues of differential operators of high order discretization error
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Howykowycz, Mariya
The paper offers the algorithm of construction of difference and discrete analogues of differential operators on the basis of invariant approximations methodology. The reciprocal Taylor’s matrix of the 6-th degree has been calculated in exact figures what allows us to construct difference and discrete analogues of high order discretization errors. В статті пропонується алгоритм побудови інваріантних різницевих та дискретних аналогів диференційних операторів на підставі методології інваріантних наближень. Розраховано точні значення елементів матриці Тейлора шостого порядку, що дозволило сконструювати різницеві та дискретні аналоги високого порядку похибки дискретизації.
Investigation of the influence of capacitor in the excitation winding circuit of a synchronous motor on its starting torque
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Malyar, Vasyl; Dobushovska, Iryna
The problem of mathematical modelling the asynchronous modes of synchronous motors with a capacitor in the excitation winding circuit is discussed. A technique for studying the effect of capacitance value on the starting torque of the motor has been proposed. The task has been solved as a boundary value problem for a non-linear system of power balance equations, in which the magnetic flux linkage is calculated on the basis of the magnetic field computation using the magnetic circuit theory. Розглядається проблема математичного моделювання асинхронних режимів синхронних двигунів з конденсаторами в обмотці збудження. Пропонується метод дослідження впливу величини ємності конденсаторів на пусковий момент двигуна. Задача розв’язується як крайова для нелінійної системи диференціальних рівнянь електричної рівноваги, в яких потокозчеплення обчислюються на основі розрахунку магнітного поля з використанням теорії магнітних кіл.
Мodelling of temperature conditions in electrical devices of inhomogeneous structure
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Fedasyuk, Dmytro; Gavrysh, Vasyl
Mathematical modelling of heat exchange processes for an electric device of inhomogeneous structure and the analytical numerical estimate of the relevant boundary problem of heat conduction have been considered. Розглядається побудова математичної моделі процесу теплообміну для електричного пристрою неоднорідної структури та знаходження аналітико-числового розв’язку відповідної крайової задачі теплопровідності.
Preparation of papers for CPEE (Font: Times New Roman, type size: 14, uppercase letters, bold, interval before and after: 12 pt, style title)
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012)
These instructions give you guidelines for preparing papers for СРЕЕ. The abstract of a submitted paper should reflect the structure of the paper and include an introduction, a purpose, objectives, the description of methods, results, and a conclusion. It should also briefly present the essence of the work and its novelty. The abstract should have the structure specified above in compliance with SCOPUS requirements and consist of no more than 50 words.
Control of charge of supercapacitor’s battery as device with diffusion properties
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Busher, Victor
There has been analyzed the charge processes in a battery of series-connected supercapacitors and developed the fractional differentialaperiodic regulator for a model of fractionally-integrated section for SIMULINK with high accuracy and fast performance at the fixed calculation step. The proposed model is an improved version of the supercapacitor that takes into consideration the diffusive processes and parameters’ variation on change of the current polarity. Проведено аналіз процесу заряджання батареї, що складається з послідовно злучених суперконденсаторів, та розроблено для SIMULINK дробовий диференційно-аперіодичний регулятор високого ступеня точності та швидкодії з фіксованим кроком для моделі дробово-інтегрованої секції. Запропонована покращена модель суперконденсатора, що враховує дифузійні процеси та зміну параметрів внаслідок зміни полярності струму.
Modeling of dynamical regimes of two-motor electrical drives with due regard for elasticity and gaps of mechanical transducers
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Dochviri, Jumber; Khachapuridze, Oleg
In the paper a mathematical model of two-motor electrical drive with one speed controller and two thyristor converters, by taking into account elasticity's and gaps of mechanical transducers, has been constructed. By using state-space methods, the transfer functions of the object have been determined. Some recommendations for tuning of the regulators have been suggested. Dynamical characteristics that are near to the optimal ones have been obtained by applying MATLAB. Стаття присвячена побудові математичної моделі двомоторного електроприводу з одним регулятором швидкості і двома тиристорними перетворювачами (конвертерами) з урахуванням пружності і люфтів механічних перетворювачів. З використанням методів простору станів сформульовано передавальні функції об’єкту. Запропоновано рекомендації для налаштування регуляторів. За допомогою програми MATLAB отримано динамічні характеристики, що є близькими до оптимальних.
Voltage control in the stator circuit of cage induction machine operating as generator in small scale hydropower plant
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Kandyba, Andrzej; Kalus, Marian; Kurytnik, Igor Piotr
The synthesis of RMS voltage control system in the stator circuit of squirrel cage induction machine based on the linear criterion of " optimum magnitude" by C. Kessler 'a was performed. The squirrel cage induction machine was operating as a generator in autonomous (isolated) network. Induction machine is driven by an induction machine supplied from the inverter, which simulates the low pressure head water turbine. Synthesis process of the control system was supported by experimental studies of this system. За лінійним критерієм модульного оптимуму (за Кесслером) синтезовано регулятор діючої напруги статора асинхронної машини з короткозамкненим ротором. Асинхронна машина з короткозамкненим ротором працює в режимі генератора в автономній мережі. Асинхронний генератор приводиться в рух асинхронним двигуном, що живиться від інвертора, для імітації гідротурбіни низького тиску. Адекватність отриманих результатів підтверджено експериментом.
A two-dimensional model of an electromagnetic accelerator
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Hamola, Orest; Hamola, Marta
The mathematical model of an accelerator’s magnetic field, which takes into account its symmetry, the nonlinearity of an armature characteristic B(H), and eddy currents, has been investigated. The model has been developed on the basis of the finite elements method. The armature that moves under the applied Ampere’s force has been represented as a movable distribution of magnetic permeance. Розглянуто математичну модель магнітного поля прискорювача, що враховує його симетрію, нелінійність характеристики B(H) арматури, вихрові струми. Модель створено на базі методу скінченних елементів. Арматуру, що рухається під дією сили Ампера, змодельовано як рухомий розподіл магнітної проникності.
New possibilities of monitoring electric power quality by means of wavelet-transform apparatus
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Vanko, Volodymyr; Stolyarchuk, Petro
The problem of estimating various voltage disturbances in electric networks considering the enumeration of normative and recommended indices of electric power quality is under consideration. The differential wavelet-transform-based method of evaluating the processes of voltage changes caused by connecting up electrotechnical objects as well as algorithms of identifying those quality indices are proposed in the work enlightening the complete characteristic of the mentioned voltage change processes in networks. Розглянуто проблематику оцінки різноманітних збурень напруги в електричних мережах з врахуванням переліку нормативних та рекомендованих показників якості електричної енергії. Запропоновано диференційний метод оцінки процесів зміни напруги, викликаних підключенням електротехнічних об’єктів, на основі wavelet-перетворення та запропоновано алгоритми для визначення цих показників якості, що дозволяє в повному об’ємі охарактеризувати зазначені процеси зміни напруги в мережах.
Principles of construction and application of microwave systems for wireless energy transmission of ground and space basing
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Gomozov, Andrei; Shokalo, Vladimir; Alvan Al-Samarai, Shamil Fadel; Gretskikh, Dmitry
The results of the investigations, carried out in Kharkiv National University of Radio Electronics, into the principles of construction of modern microwave systems for wireless energy transmission (WET) on the basis of a multipositional system of radiators (MSR) with focusing of single-stage discrete V-shaped multifrequency signals and a circular polarization rectenna, are presented. Викладено результати досліджень у Харківському національному університеті радіоелектроніки принципів побудови сучасних мікрохвильових систем безпровідної передачі енергії (БПЕ) на основі багатопозиційної системи випромінювачів (БСВ) з фокусeуванням одноступінчастих дискретних V-подібних багаточастотних сигналів і двошарової мікросмугової ректени з круговою поляризацією. Розглянуто два варіанти таких систем: для енергозабезпечення наземних об'єктів у важкодоступних районах і низько-орбітальних малогабаритних (НМ) космічних апаратів (КА).
The analysis of electromotive force appearance in a linear unipolar generator
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Kovivchak, Yaroslav
On the basis of Lorenz transformation, the mathematical analysis of known results of practical research of a unipolar generator has been given. The analysis shows that the obtained experimental results have strict theoretical substantiation and they are not exceptions to the basic rules of transformation of vectors of an electromagnetic field into any inertial coordinate system. The necessary conditions for the appearance of electromotive force in unipolar generators of various constructions have been given. На основі перетворень Лорентца проведено математичний аналіз відомих результатів практичних досліджень з уніполярним генератором. Показано, що отримані результати мають строге теоретичне обґрунтування. Приведено необхідні умови виникнення електрорушійної сили в уніполярних генераторах різної конструкції.
Зміст до "Computational Problems of Electrical Engineering" Volume 2, number 1
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012)
Improved solution of Cramer-Rao lower bound for TOA/RSS localization
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Holotyak, Taras; Voloshynovskiy, Serhiy; Rolim, Jose; Prudyus, Ivan
In this paper the problem of evaluation of the bound accuracy for range based localization techniques in wireless sensor networks is considered. The comprehensive analysis of the existing solution of the Cramer-Rao lower bound problem for the anchored localization based on the time of arrival or relative signal strength principles shows certain discrepancy between an analytical solution and simulation results. Therefore, a new bound for this problem has been developed on the basis of more accurate stochastic modeling of the localization error.
Remote control measuring system based on strain sensors
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Druzhynin, Anatoliy; Khoverko, Yuriy; Ostrovkyi, Ihor; Koretskyi, Roman; Nichkalo, Stepan
The paper describes an automated wireless monitoring system developed for stress-strain state of main pipelines. Since the most damages occur in the main pipelines’ areas of intense plastic deformation, their remote control in such areas is of significant interest, and one of the solutions to the problem is the proposed measuring system based on Si-whisker sensitive elements. В даній роботі описано розроблену автоматизовану безпровідну систему для попереднього моніторингу напружено-деформаційного стану ділянок магістральних трубопроводів. Оскільки більша частина відмов магістральних трубопроводів припадає на області інтенсивних пластичних деформацій, то їхній контроль у віддалених районах викликає значне зацікавлення. Одним із варіантів вирішення даного завдання вимірювальна система на основі сенсорів деформації, в яких, чутливими елементами є ниткоподібні кристали кремнію.
Modelling of electrodynamic properties of structures with N-multiple periodicity
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Pavlysh, Volodymyr; Hoblyk, Viktor; Nychai, Iryna; Liske, Oleksij
In this paper, mathematical models of electromagnetic structures with N – multiple periodicity represented as branched continued fractions are described; the results of the investigation of the peculiarities of an electromagnetic field formed by a dielectric plate with the complex modulation of its dielectric permittivity are shown; the results of research of electrodynamic properties of modulated circular impedance cylinder are presented. В даній статті наведено результати розробки у вигляді гіллястих ланцюгових дробів математичних моделей електродинамічних структур з N – кратною періодичністю, результати дослідження особливостей формування поля діелектричною пластиною зі складними законами модуляції її діелектричної проникності, а також результати дослідження електродинамічних властивостей модульованого кругового імпедансного циліндра.