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

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.
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.
Current differential relay with fault location and synchronisation of measurements functions
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Rosolowski, Eugeniusz; Izykowski, Jan; Saha, Murari Mohan
This paper considers a fault location and an analytical synchronisation of two-end measurements functions as embedded into a current differential protective relay. As a result of that, incomplete two-end measurements, i.e. a three-phase current measured at both line ends, while a three-phase voltage only from one end are considered as the input signals. The fault location and synchronisation formulae are derived with considering a distributed-parameter model of a transposed overhead line. The performed ATP-EMTP based evaluation has proved the validity of the presented algorithms and their high accuracy. У статті розглядається процедура локалізації несправності та аналітичної синхронізації виміряних на двох кінцях функцій, вбудована у струмове диференційне реле захисту. В результаті цього використовуються неповні вимірювання, проведені на двох кінцях лінії, наприклад, трифазний струм, виміряний на обох кінцях лінії, та трифазна напруга, виміряна лише на одному кінці, подаються як вхідні сигнали. Алгоритм локалізації та формулу синхронізації отримано на підставі моделювання транспонованої повітряної лінії схемою з розподіленими параметрами. Розрахунки, проведені з допомогою ATP-EMTP, підтвердили адекватність запропонованих алгоритмів та їх точність.
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.
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.
Improving the efficiency of electronic monitoring systems at potentially hazardous objects based on optimization of group sensors
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Pospelov, Borys; Shevchenko, Roman; Balan, Andriy
A method for improving the efficiency of electronic monitoring systems based on the usage of group sensors for detecting critical conditions at potentially hazardous objects has been described. The problem of determining the optimal Bayesian majority rule of detection for group sensors has been solved. It has been shown that for group sensors the threshold and the majority rule of detection must be optimized jointly. The task of joint optimization of the threshold and the majority rule has been solved. The estimation of an expected gain as a result of using an optimized group sensor, that shows its high detecting efficiency, has been carried out. Описано метод підвищення ефективності систем моніторингу потенційно небезпечних об'єктів на основі використання групових сенсорів для виявлення критичних станів. Вирішено завдання визначення оптимального байесівського мажоритарного правила виявлення для групових сенсорів. Показано, що для групових сенсорів поріг і мажоритарне правило виявлення повинні оптимізуватися спільно. Вирішено завдання сумісної оптимізації порогу та мажоритарного правила виявлення. Проведено оцінку очікуваного виграшу в показниках виявлення при використанні оптимізованого таким чином групового сенсора, яка показала його високу ефективність виявлення.
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.
Linear-mode operation of a high-order single-bit sigma-delta modulator
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Kochan, Roman
This paper considers a simulation mathematical model of a high-order single-bit sigmadelta modulator. Both the condition and the criterion of this modulator operation in a linear mode have been formulated. Розглянуто імітаційну математичну модель однобітного сигма-дельта модулятора високого порядку. Сформульовано умову та критерій роботи цього модулятора в лінійному режимі.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
Properties of probability productive dependencies in the data analysis of large data volumes
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Pshenychnyi, Oleksandr
This paper describes findings in the area of aggregated associative dependencies detection. The work gives a method of building aggregated associative dependencies in large data volumes. This research can be applied to the wide range of data types and optimize data mining processes. У статті наведено результати дослідження властивостей асоціативних залежностей та можливостей їх ефективного агрегування. Розрозблено метод виявлення асоціативних залежностей широкого класу у великих наборах даних.
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.
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.
Searching the relevant precedents in dataspaces based on adaptive ontology
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Lytvyn, Vasyl; Shakhovska, Natalya; Pasichnyk, Volodymyr; Dosyn, Dmytro
This document reviews the functioning of the intellectual agents based on adaptive ontology, which are using precedents. Also was made the software activity of such agents. Стаття розглядає функціонування інтелектуальних агентів на базі адаптивної онтології, що використовує преценденти. Також було розроблене програмне забезпечення діяльності таких агентів.
Service-oriented resource planning for multiservice IP networks
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Klymash, Mykhailo; Lavriv, Orest; Buhil, Bohdan
This work proposes the analysis of service quality parameters for packet networks. The algorithm of packet processing has been developed. Research into delay and jitter for the proposed processing method has been carried out. Запропоновано метод проектування мультисервісної мережі на основі IP платформи із забезпеченням параметрів якості обслуговування. Здійснено декомпозицію структури IP мережі за рівнями ієрархії, на підставі якої розроблено модель гарантування якості обслуговування.
Switched reluctance motor with buffer of energy and its mathematical model
(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2012) Tkachuk, Vasyl
the constructive schemes of a switched reluctance motor and the circuit diagrams of a commutator with capacity buffers of energy have been suggested. The mathematical model of carrying out the investigation of electromechanical processes occurring in electric drives with a switched reluctance motor with buffers of energy has been presented. Вентильні реактивні двигуни (ВРД) є простішими та ефективнішими ніж інші електричні двигуни малої потужності. Широке застосування ВРД стримується тільки через їхні низькі енергетичні показники. В статті запропоновані нові конструктивні схеми електромеханічного перетворювача ВРД, принципові електричні схеми з буферами енергії, які не тільки захищають силові транзистори комутатора від перенапруг під час вимкнення секції, але також використовують запасену в магнітному полі енергію для форсування струму в наступній секції, тобто економиться енергія, а також математична модель для миттєвих значень цього типу двигуна, яка є базою для розрахунку його характеристик. Представлено приклади розрахунку динамічних та статичних характеристик, які показують, що запропоновані математичні моделі є доброю базою для розрахунку характеристик таких двигунів.