Computational Problems Of Electrical Engineering. – 2018 – Vol. 8, No. 2

Permanent URI for this collection

Науково-технічний журнал

Засновник і видавець Національний університет «Львівська політехніка». Виходить двічі на рік з 2011 року.

Computational Problems of Electrical Engineering = Обчислювальні проблеми електротехніки : науково-технічний журнал / Lviv Politechnic National University ; editor-in-chief Yuriy Bobalo. – Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2018. – Volume 8, number 2. – Р. 41–108.

Зміст


41
49
59
66
73
79
88
95

Content (Vol. 8, No 2)


41
49
59
66
73
79
88
95

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 8 of 8
  • Item
    Preparation of Papers for CPEE (English)
    (Видавництво Львівської політехніки, 2018-10-10)
  • Item
    Regression analysis of the Performance of Asynchronous Electric Motors on the Basis of Support Vector Machine (SVM)
    (Видавництво Львівської політехніки, 2018-10-10) Шеремет, Олексій; Садовой, Олександр; Sheremet, Oleksii; Sadovoi, Oleksander; Donbass State Engineering Academy; Dniprovsk State Technical University
    Актуальність теми статті полягає в тому, що запропонована методика здійснення регресійного аналізу працездатності асинхронних двигунів є невибагливою до точності вимірювання величин, за якими здійснюється регресійний аналіз, та до об’єму навчальної вибірки, тому вона може знайти застосування у сучасних вбудовуваних системах діагностування. Мета роботи – розширити функціональні можливості вбудовуваних систем інтелектуального діагностування електричних машин шляхом навчання та аналізу регресійної моделі для визначення можливої кількості обірваних стрижнів короткозамкненого ротора асинхронного двигуна. Методи дослідження засновані на використанні опорно-векторної класифікаційної машини, що застосовується у регресійному представленні. За такого підходу параметри регресійної моделі визначаються за допомогою розв’язання задачі квадратичного програмування, що має лише один розв’язок. Для визначення значень параметрів, що використовуються для навчання моделі, застосовують загальну теорію перехідних процесів у машинах змінного струму, методи математичного моделювання, обчислювальної математики, методи визначення симетричних складових узагальнених векторів. Розроблено методику здійснення регресійного аналізу працездатності асинхронних двигунів на основі методу опорно-векторної класифікаційної машини, що дозволяє визначати як наявні несправності та пошкодження електричної машини, так і передбачити їхнє можливе виникнення у найближчому майбутньому. Розроблена на базі методу опорних векторів регресійна модель дозволяє визначати кількість пошкоджених стрижнів короткозамкненого ротора асинхронного двигуна. Ефективність моделі підтверджено у результаті експериментальних досліджень. Встановлено, що найменше значення середньоквадратичного відхилення має регресійна модель з радіально-базисною функцією ядра. Отже, в тих випадках, коли необхідно використовувати регресійний зв’язок між керованими координатами, значні перспективи має застосування методів машинного навчання, заснованих на моделі векторного простору, мета яких – знайти поділяючі поверхні між класами, максимально віддалені від усіх точок навчальної множини.
  • Item
    Proposals for a cargo anti-sway method using motor torque control
    (Видавництво Львівської політехніки, 2018-10-10) Шестака, Анатолій; Мельнікова, Любов; Shestaka, Anatolii; Melnikova, Lubov; National University “Odessa Maritime Academy”; Odessa National Polytechnic University
    У роботі розглянуто метод гасіння коливань вантажу шляхом управління моментом приводного асинхронного двигуна з використанням сучасних частотно-керованих електроприводів. Детально розглянуто процес коливань у двомасовій системі “візок-вантаж” механізму пересування вздовж консолі причального контейнерного перевантажувача. Записані основні рівняння, що пов’язують тягове зусилля і кут відхилення вантажу від вертикалі, на основі яких формується закон управління моментом приводного двигуна за умови нульового відхилення вантажу від вертикалі наприкінці етапів розгону і гальмування. Сформульовані базові принципи інженерного підходу до вирішення задачі гасіння коливань доступними сьогодні день технічними можливостями частотно-керованого електроприводу, а також до розробки основних алгоритмів керування VFD в цьому процесі. У статті наведено результати моделювання поведінки в режимах розгону-гальмування двомасової системи “візок-вантаж” для характерних співвідношень маси вантажу та довжини канату, які підтверджують можливість гасіння коливань вантажу шляхом безпосереднього управління моментом приводного двигуна. Модель базується на реальних технічних даних контейнерного перевантажувача Liebherr P-179 L Super. Важливою особливістю методу є відсутність імпульсів знакозмінного моменту на валу: момент хоч і змінює знак, але цей процес відбувається плавно і повністю керовано, в точній відповідності до завдання, а процес розгону з гасінням коливань є повністю керованим, наслідком чого є відповідність швидкості візка та моменту двигуна до закладених технологічних і технічних обмежень. Метод є простим у технічній реалізації: генератор косинусоїди і обчислювач зусилля можуть бути закладені в алгоритми окремого керуючого PLC разом з алгоритмом перемикання режимів VFD з управління моментом на стадії розгону-гальмування на автоматичну стабілізацію швидкості на стадії пересування вантажу із сталою швидкістю.
  • Item
    Electronic system of biometric control of psychophysiological state of pilots
    (Видавництво Львівської політехніки, 2018-10-10) Мещанінов, Сергій; Нельга, Анатолій; Meshchaninov, Sergiy; Nelga, Anatoly; Electronics of Dnipro State Technical University
    Виконано аналіз фізичних явищ, що лежать в основі методів пульсоксиметрії і електрокардіографії, застосовуються в медичній діагностиці кровоносних судин. У ході дослідження алгоритмів обробки інформації було обрано найбільш оптимальний алгоритм, що ґрунтується на основі непараметричних критеріїв математичної статистики. Це дало змогу проводити діагностику фізіологічного стану у розроблюваному комплексі в реальному часі.
  • Item
    Mathematical modeling and experimental determination of parameters of the guidance system of weaponry complex
    (Видавництво Львівської політехніки, 2018-10-10) Паранчук, Ярослав; Євдокімов, Павло; Козій, Володимир; Цяпа, Володимир; Paranchuk, Yaroslav; Evdokimov, Pavlo; Koziy, Volodymyr; Тsjapa, Volodymyr; Lviv Polytechnic National University; Hetman Petro Sahaidachnyi National Army Academy
    Обґрунтовано методологічні підходи до удосконалення системи керування механізму вертикального наведення пакету напрямних реактивної системи залпового вогню БМ-21 у напрямі підвищення швидкодії та точності позиціювання. Обґрунтовано використання триконтурної позиційної структури системи керування механізмом наведення з контуром регулювання положення та нечітким коректором. Отримано математичну модель руху пакету напрямних та розраховано їх реакцію. Експериментально отримано параметри елементів системи наведення, їхні перехідні характеристики та передавальні функції.
  • Item
    About practical preparation of marine engineers on the electromechanical systems laboratory
    (Видавництво Львівської політехніки, 2018-10-10) Муха, Микола; Дранкова, Алла; Mukha, Mykola; Drankova, Alla; National University “Odessa Maritime Academy”
    У статті розглянуто методи і можливості використання сучасного лабораторного обладнання на основі технологій ПЛК-управління і частотно-регульованих приводів в навчальному процесі Національногого університету “Одеська морська академія” для підвищення якості підготовки суднових електромеханіків і інженерів-механіків. Сучасні тенденції в автоматизації суднових силових установок, виробництва і розподілу електроенергії, суднових електромеханічних систем і комплексів вимагають високого рівня підготовки майбутніх суднових спеціалістів для забезпечення успішного вирішення складних завдань із експлуатації та обслуговуванню систем управління і автоматизації. У статті розгляднуто можливості використання лабораторного обладнання на базі сучасних програмованих логічних контролерів Mitsubishi Electric FX3U, iQ-R і Alpha2, перетворювачів частоти FR-E700, FRF800 і графічних робочих терміналів (людино-машинні інтерфейси) серії GOT 1000 в навчальному процесі та наукових дослідженнях. Короткий перелік основних завдань, що вирішуються за допомогою обладнання лабораторії: 1. Отримання навичок роботи з сучасними програмованими логічними контролерами (ПЛК) на базі контролерів фірми Mitsubishi Electric серій Alpha2, Q, FX3U, на прикладах управління різними судновими електромеханічними системами. Розробка програмного забезпечення для ПЛК різних типів, спрямованих на вирішення конкретних завдань управління судновими механізмами і системами. 2. Набуття навичок технічного використання і обслуговування сучасних інформаційних і керуючих систем. Налаштування комунікаційних протоколів обміну даними між контролерами, окремими локальними об’єктами управління, використовуючи реальне обладнання і засоби автоматизації. 3. Використання сучасних енергозбережних технологій, застосовуваних на суднах, на прикладах частотно-керованих електроприводів різних суднових механізмів і систем. Розробка і створення спеціалізованої навчальної лабораторії, реально функціонуючої (не віртуальної) і максимально наближеної до обладнання та систем судна і заснованої на реальному обладнанні і сучасних технологіях управління, вирішує дуже важливі завдання підготовки майбутніх суднових інженерів.
  • Item
    Electromechanical servo system with anisotropic regulator
    (Видавництво Львівської політехніки, 2018-10-10) Кузнецов, Борис; Бовдуй, Ігор; Нікітіна, Тетяна; Коломієць, Валерій; Кобилянський, Борис; Kuznetsov, Borys; Bovdui, Ihor; Nikitina, Tatyana; Kolomiets, Valeriy; Kobylianskyi, Borys; State Institution “Institute of Technical Problems of Magnetism of the National Academy of Sciences of Ukraine”; Kharkiv National Automobile and Highway University; Ukrainian Engineering and Pedagogical Academy
    Розроблено метод багатокритеріального синтезу нелінійних багатомасових електромеханічних слідкуючих систем із параметричною невизначеністю на основі комбінованого робастного стохастичного анізотропійного управління для підвищення точності таких систем. Метод заснований на виборі вектора мети робастного управління шляхом вирішення відповідної задачі багатокритеріального нелінійного програмування, в якій компонентами вектора цільової функції є прямі показники якості, такі як час першого узгодження, час регулювання, перерегулювання перехідних процесів, дисперсія помилки слідкування або стабілізації при відпрацюванні випадкових задаючих, або компенсації випадкових збурюючих впливів і т.д. Причому, ці вимоги пред’являються при роботі системи в різних режимах і в умовах зміни параметрів, а можливо і структури її об’єкта управління. Обчислення компонент вектора цільової функції і обмежень має алгоритмічний характер і пов’язане з синтезом анізотропних регуляторів і моделюванням синтезованої нелінійної системи для різних режимів роботи системи, при різних вхідних сигналах і для різних значень параметрів об’єкта управління. Компонентами вектора невідомих параметрів є шукані вагові матриці, за допомогою яких формується вектор мети робастного управління. Синтез анізотропійних регуляторів зводиться до вирішення системи чотирьох пов’язаних рівнянь Риккати для мінімізації анізотропійної норми вектора мети стохастичного робастного управління. Рішення завдання багатокритеріального нелінійного програмування засноване на алгоритмах оптимізації роєм часток. Наведено результати теоретичних і експериментальних досліджень нелінійної робастної двох масової електромеханічної слідкуючої системи з синтезованими анізотропійними регуляторами. Показано, що застосування син 1,5–2 рази, зменшити час регулювання в 5 разів та знизити чутливість системи до зміни параметрів об'єкта управління порівняно із існуючою системою з типовими регуляторами.
  • Item
    Simulation and investigations of a software implemented phase-locked loop with improved noise immunity
    (Видавництво Львівської політехніки, 2018-10-10) Бондарєв, Андрій; Максимів, Іван; Алтунін, Сергій; Bondariev, Andriy; Maksymiv, Ivan; Altunin, Serhii; Lviv National Polytechnic University
    Підвищення граничної завадостійкості системи зв’язку є одним із способів підвищити місткість системи зв’язку, що дає можливість забезпечити якісний зв’язок для більшої кількості користувачів. Цю задачу можливо вирішити шляхом пониження шумового порогу пристрою фазового автопідстроювання частоти (ФАПЧ), який використовується у цих системах, за умови збереження динамічних властивостей пристрою. В літературному огляді вказано, що такий пристрій з підвищеною завадостійкістю було реалізовано, проте вплив випадкових завад та модуляції на його роботу розглядався окремо. Ця стаття присвячена аналізу поведінки цифрового програмно-апаратного пристрою ФАПЧ за умови одночасної дії випадкових завад та модуляції вхідного сигналу. В статті зображено будову класичного цифрового пристрою ФАПЧ та його модифікації і пояснено ключові відмінності між ними. Проведено імітаційне моделювання класичного пристрою ФАПЧ для випадків відсутності та присутності випадкової завади на вході пристрою. Результати моделювання показують, що пристрій ФАПЧ не здатний відстежити усі зміни фази вхідного сигналу за умови присутності шуму. Крім того, модифікований пристрій має ширший робочий частотний діапазон у завадовій обстановці, ніж класичний. Проведено експериментальне дослідження динамічної поведінки пристрою ФАПЧ за одночасної дії випадкових завад та двійкової фазової маніпуляції вхідного сигналу. Результати дослідження показали, що тривалість перехідних процесів при обробці BPSK сигналу в модифікованого пристрою як мінімум вдвічі менша, ніж для класичного пристрою. Крім того, кількість помилок при детектуванні вхідного сигналу зростає швидше для класичного пристрою, ніж для модифікованого, коли збільшується потужність шуму. Використання модифікованого пристрою ФАПЧ у сучасних системах зв’язку дасть змогу підвищити їхню місткість.