Дисертацію присвячено розробці теоретичних положень побудови вентильних реактивних двигунів (ВРД) з буферами енергії, електромеханічний перетворювач (ЕМП) яких є найпростішим з відомих електричних машин і має енергетичні і якісні показники на рівні колекторних машин постійного струму. Із позицій системного підходу здійснено науково обгрунтовані дослідження, які вирішили проблему удосконалення існуючих та створення нових конструкцій ЕМП, первинних давачів положення ротора (ДПР) та електричних схем силових комутаторів й формувачів сигналів ДПР. Запропоновано новий широтно-фазовий спосіб регулювання частоти обертання ВРД. Розроблено теоретичні бази й створено методологію проектування явнополюсних ВРД та їх математичні моделі, адекватність яких до фізичних взірців обгрунтовано теоретично й підтверджено практично.

  Скачати повний текст

З використанням єдиної математичної моделі та комплексу проведених порівнювальних досліджень електромагнітних і електромеханічних процесів у вентильних двигунах (ВД) різних типів середньої та великої потужності визначено шляхи їх раціонального вибору та покращання їх робочих властивостей і експлуатаційних характеристик. Уніфіковано математичні моделі та алгоритми розрахунку, що достатньо повно описують процеси в складових елементах системи ВД з урахуванням зв'язків між ними для дослідження режимів роботи ВД різного виконання з єдиних позицій. На підставі аналізу стаціонарних і перехідних режимів роботи ВД сформульовано теоретичні підходи до вибору раціональних параметрів, режимів роботи, схемних і конструктивних розв'язків таких машин середньої та великої потужності.

  Скачати повний текст

Вперше розроблено архітектуру узагальненого ітераційного алгоритму методу групового урахування аргументів (МГУА) для побудови моделей складних систем, окремими випадками якого є алгоритми багаторядного та релаксаційного типів, а також різновиди ітераційно-комбінаторних алгоритмів. Розроблено нову комплексну методику порівняльного аналізу ітераційних алгоритмів МГУА за допомогою обчислювальних експериментів з метою всебічного дослідження впливу основних керувальних параметрів алгоритмів на показники ефективності процесу побудови моделей. Запропоновано та реалізовано нову концепцію розв'язання задач індуктивного моделювання в автоматичному й інтерактивному режимах з застосуванням узагальненого ітераційного алгоритму МГУА з мережевим доступом. Надано нову методику зонування екологічного стану морських бухт у Севастополі на основі аналізу структур моделей, що описують залежність кількості видів донних організмів від рівня локального забруднення.

  Скачати повний текст

Вирішено актуальне завдання інтенсифікації технології обробки фугату, який утворюється під час безреагентного центрифугування осадів міських стічних вод. Розроблено метод обробки фугату фільтруванням через еластичний фільтрант з його подальшою регенерацією та багаторазовим використанням. Установлено ефективність використання еластичного фільтрувального матеріалу для обробки фугату. Визначено вплив залишкового забруднення фільтранта на ефективність процесу обробки фугату. Висвітлено залежність ступеня руйнування фільтранта від кількості циклів стискання. Розроблено технологічну схему безреагентного центрифугування осадів і конструктивне рішення фільтра-зневоднювача фугату.

  Скачати повний текст

Удосконалено математичні моделі для розрахунку перехідних і стаціонарних режимів роботи колекторних і вентильних машин постійного струму (МПС). Основну увагу приділено комутаційним явищам, що відбуваються в машинах. Запропоновано математичну модель з метою дослідження перехідних режимів роботи колекторних МПС, що дозволило досить повно враховувати комутаційні процеси (реакцію якоря, перехідний спад напруги у щітковому контакті), а також насичення магнітопроводу та вихрові струми. Викладено метод розрахунку процесу комутації колекторних МПС у стаціонарних режимах роботи, до основи якого покладено заміну системи диференціальних рівнянь одним диференціальним рівнянням стосовно групового струму з наступним його розподілом на струми секцій, що комутуються. Розроблено спрощену математичну модель для розрахунку сталих режимів роботи вентильних МПС, що має достатній ступінь точності. Для проведення гармонійного аналізу форми кривої якірного струму вентильного двигуна постійного струму розроблено статистичні моделі, що дозволило значно скоротити обсяги обчислень у порівнянні з дослідженнями на моделі високого рівня.

  Скачати повний текст

В сучаснійелектрохімічній науці велика кількість робот пов'язана із одержанням тадослідженням фізико-хімічних та функціональних властивостей покриттів. Перспективністьвикористання таких покриттів у багатьох сферах промислової діяльностіпов'язана з унікальним поєднанням властивостей матеріалів цього класу,таких як твердість, жароміцність, хімічна стійкість, електрокаталітичнаактивність, стійкість до зношування, магнітна проникність. Дисертаційна робота направлена на розробку технології одержання композиційного покриття Со-Мо-ТіО2 з підвищеними функціональними властивостями. Об'єкт дослідження – процеси електрохімічного одержання покриттів Со-Мо і Со-Мо-ТіО2 з комплексних електролітів. Предметом дослідження є технологічні параметри та кінетичні закономірності електроосадження функціональних покриттів Со-Мо та Со-Мо-ТіО2 з аміачно-трилонатних електролітів.У дисертаційній роботі вирішена науково-практична задача розробки процесів електрохімічного одержання покриттів з підвищеними функціональними властивостями. науковопрактична задача розробки процесів електрохімічного одержання покриттів зпідвищеними функціональними властивостями.Метою роботи є розробка технологіїодержання композиційного покриття Со-Мо-ТіО2 з підвищенимифункціональними властивостями.Дослідження здійснені за допомогою як класичних, так і принципово нових сучасних методів: кінетику катодного відновлення досліджували методом лінійної вольтамерометрії (ЛВА) і імпедансної спектроскопії; фазовий склад осадів визначали за даними рентгенофазового аналізу (РФА), морфологію поверхні та елементний склад отриманих зразків вивчали за допомогою скануючого електронного мікроскопа (СЕМ); мікротвердість покриттів визначали за Вікерсом; каталітичну активність покриттів тестували на реакції виділення водню; корозійну поведінку вивчали методоми імпедансної спектроскопії та поляризаційного опору. Наукова новизна отриманих результатів:– запропонований аміачно-трилонатний електроліт дляелектроосадження композиційного покриття Со-Мо-ТіО2 з можливістюкеруванням функціональними властивостями одержаних осадів;– за допомогою визначеної величини енергії активації впершевстановлені лімітуючі стадії осадження покриттів Со-Мо та Со-Мо-ТіО2;– на основі досліджень кінетичних залежностей процесу осадженнякомпозиційного покриття Со-Мо-ТіО2 з аміачно-трилонатного електролітувперше запропонований механізм його формування;– виявлений зв'язок між режимом електрохімічного осадження іструктурою та складом композиційного покриття Со-Мо-ТіО2, одержаного заміачно-трилонатного електроліту;– вперше показана роль діоксиду титану як модифікуючої добавки длязабезпечення функціональних властивостей покриття і встановлений зв'язокміж складом і структурою осаду та його мікротвердістю, каталітичноюактивністю і корозійною стійкістю;– вперше встановлені технологічні показники електроосадженнякомпозиційного покриття та запропонована карта технологічного процесуйого одержання.Практична цінністьдисертаційної роботи полягає у використанні її результатів:– в Харківській філії ПАО «Укрнафтохімпроект» (м. Харків) –дослідно-промислові випробування зразків з металопокриттям Со-Моодержаних електрохімічним способом;– в Національному технічному університеті «Харківськийполітехнічний інститут» при розробці і впровадженню в навчальний процескафедри «Технічна електрохімія» технологічної інструкції одержанняпокриття Со-Мо-ТіО2.^UIn the modernelectrochemical science, a large number of robots are associated with obtaining andstudy of physicochemical and functional properties of coatings. Perspectiveuse of such coatings in many areas of industrial activityassociated with a unique combination of properties of materials of this class,such as hardness, heat resistance, chemical resistance, electrocatalyticactivity, wear resistance, magnetic permeability. The dissertation work is directed on development of technology of reception of a composite covering of Co-Mo-TiO2 with the raised functional properties. The object of research is the processes of electrochemical production of Co-Mo and Co-Mo-TiO2 coatings from complex electrolytes.The subject of the study is the technological parameters and kinetic patterns of electrodeposition of functional coatings Co-Mo andCo-Mo-TiO2 from ammonia-trilonate electrolytes. In the dissertation work the scientific and practical problem of development of processes of electrochemical reception of coverings with the raised functional properties is solved. scientific and practical task of developing processes of electrochemical production of coatings fromincreased functional properties.The purpose of the work is to develop technologyobtaining a composite coating of Co-Mo-TiO2 with elevatedfunctional properties.The research was carried out using both classical and fundamentally new modern methods: the kinetics of cathodic reduction were studied by linear voltammetry (LVA) and impedance spectroscopy; the phase composition of the precipitates was determined according to X-ray phase analysis (X-ray diffraction), the surface morphology and elemental composition of the obtained samples were studied using a scanning electron microscope (SEM); the microhardness of the coatings was determined by Vickers; the catalytic activity of the coatings was tested for hydrogen evolution reactions; corrosion behavior was studied by impedance spectroscopy and polarization resistance. Scientific novelty of the obtained results:- the proposed ammonia-trilonate electrolyte forelectrodeposition of composite coating Co-Mo-TiO2 with the possibilitymanagement of functional properties of the received sediments;- using a certain amount of activation energy for the first timethe limiting stages of deposition of Co-Mo and Co-Mo-TiO2 coatings have been established;- based on studies of the kinetic dependences of the deposition processcomposite coating of Co-Mo-TiO2 from ammonia-trilonate electrolytethe mechanism of its formation is offered for the first time;- the connection between the mode of electrochemical deposition andstructure and composition of the composite coating Co-Mo-TiO2, obtained fromammonium trilonate electrolyte;- the role of titanium dioxide as a modifying additive forensuring the functional properties of the coating and the established connectionbetween the composition and structure of the sludge and its microhardness, catalyticactivity and corrosion resistance;- for the first time technological indicators of electrodeposition are establishedcomposite coating and the proposed map of the technological processits receipt.Practical valuedissertation work is to use its results:- in the Kharkiv branch of PJSC Ukrnaftohimproekt (Kharkiv) -experimental and industrial tests of samples with metal coating Co-Moobtained by electrochemical method;- at the National Technical University "KharkivPolytechnic Institute "in the development and implementation of the educational processDepartment of "Technical Electrochemistry" technological instructions for obtainingCo-Mo-TiO2 coating.

Запропоновано структурно-функціональний метод аналізу тестопридатності цифрових систем на кристалах, що передбачає врахування типології схеми вентильного та регістрового рівнів і дозволяє виконувати оцінку якості проектів великої розмірності (до 1 000 000 еквівалентних вентилів) з підвищеною точністю. Розроблено функціональну сильнозв'язну трикомпонентну модель "тест - дефекти - виходи" тестування цифрових систем на кристалах, за якої необхідно вводити додаткові лінії спостереження та є можливою мінімізація довжини тесту та кількості спостережуваних ліній, а також розв'язання задач генерування тестів і аналізу їх якості на підставі межового сканування критичних внутрішніх ліній. Створено неітеративну модель діагностування цифрових систем на кристалах на базі технології межового сканування, що характеризується одноразовим виконанням процедури уточнення дефекту та можливістю одночасного спостереження всіх необхідних для діагнозу ліній і дозволяє суттєво підвищити ступінь пошуку дефектів на перевіряльному тесті без збільшення кількості виходів схеми. Удосконалено модель процесу вибору контрольних точок схеми, що можна використовувати за вентрильних і регістрових структур. Наведена модель дозволяє виконувати модифікацію комбінаційних і послідовнісних, асинхронних і синхронних проектів великої розмірності з метою підвищення їх тестопридатності у середньому на 20 %. Розвинуто П-метод синтезу кубічних покрить цифрових проектів, який передбачає введення додаткового етапу обробки сильнопослідовнісних схем і дозволяє підвищити тестопридатність цифрового проекту за рахунок точного структурно-функціонального аналізу керованості та спостережуваності ліній типових схем невеликої розмірності (IP-cores) регістрового рівня, для їх наступного багаторазового використання як компонентів SoC.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено дослідженню стилістично-мовленнєвої структури роману М. О. Булгакова "Біла гвардія". У роботі вперше детально проаналізовано стилістичну організацію першого булгаківського роману, всебічно охарактеризовано основні семантичні сфери епічного твору - оповідальну ситуацію і зображений світ. Виявлено динаміку і діалектику позицій оповідача, описано використання словесної стихії, виражально-зображувальних засобів для передачі розвитку сюжету, створення образів персонажів, розглянуто ці засоби у їхній взаємній узгодженості, загальній спрямованості до втілення авторського задуму - і тим самим встановлено стилістичну специфіку роману "Біла гвардія".

  Скачати повний текст

Об'єкт дослідження: перехідні та квазіусталені процеси вентильно-індукторних стартер-генераторів. Мета роботи: розроблення математичної моделі для аналізу режимів і обґрунтування принципів формування перехідних і квазіусталених електромагнітних процесів вентильно-індукторних стартер-генераторів для підвищення їх енергоефективності. Методи дослідження. Вирішення поставлених у дисертаційній роботі задач грунтується на математичному, імітаційному і фізичному моделюванні, методах скінченних елементів, апроксимації залежностей індуктивності, комутаційних функцій перемикання, розкладання періодичних сигналів в ряд Фур'є, чисельних методах обробки результатів. Теоретичні та практичні результати. У дисертаційній роботі вирішено важливе наукове завдання розроблення математичної моделі для аналізу режимів, визначення принципів формування характеру протікання перехідних і квазіусталених процесів вентильно-індукторних стартер-генераторів з врахуванням параметрів електромеханічних перетворювачів, спрямованих на підвищення їх енергоефективності. Вдосконалено математичну модель вентильно-індукторного стартер-генератора за рахунок розроблених логічних виразів для визначення стану напівпровідникових елементів вентильного перетворювача та рівнянь зв'язку між індукторною машиною та елементами кола постійного струму, врахування втрат в сталі і механічних втрат, що дало змогу дослідити особливості квазіусталених і перехідних процесів як в стартерному так і в генераторному режимах. Розроблено імітаційні моделі вентильно-індукторного стартер-генератора, які враховують нелінійність магнітної системи, дискретність роботи вентильного перетворювача, механічні втрати, втрати в сталі та обмотках, особливість навантаження первинного двигуна та параметри акумуляторної батареї. Вперше за допомогою запропонованої математичної моделі науково обгрунтовано вплив параметрів вентильно-індукторного стартер-генератора, акумуляторної батареї і обмеження фазного струму на квазіусталені та перехідні процеси в стартерному та генераторному режимах. Розроблено рекомендації щодо принципів керування вентильно-індукторного стартер-генератора в стартерному режимі, які забезпечують необхідні тривалість пускових процесів, витрати енергії акумуляторної батареї та знизити різкі стрибки фазних струмів та струмів акумуляторної батареї. Розроблено рекомендації щодо керування ВІСтГ в генераторному режимі при збудженні і зміні навантаження, які забезпечили відхилення рівня вихідної напруги не більше 1…2 % від номінального її значення для всього діапазону навантажень та дозволили досягти зменшення тривалості перехідних процесів. Обгрунтовано мінімальну величину ємності конденсатора в колі постійного струму, яка забезпечує відповідність якості вихідної напруги генератора стандартам. Розроблено дослідний експериментальний зразок вентильно-індукторного стартер-генератора та проведено його експериментальні дослідження в стартерному та генераторному режимах. Отримані робочі характеристики вентильно-індукторного стартер-генератора в генераторному режимі підтверджують ефективність запропонованих принципів регулювання його вихідної напруги зміною максимального значення фазного струму. Результати дисертаційної роботи впроваджені в навчальний процес кафедри електротехніки та електроприводу Київського національного університету будівництва і архітектури та кафедри електромеханічного обладнання енергоємних виробництв Національного технічного університету України «Київський Політехнічний Інститут імені Ігоря Сікорського» у вигляді математичних та імітаційних моделей, алгоритмів розрахунку та принципів керування стартер-генераторів на основі вентильно-індукторних машин.^UThe оbject of research: transient and quasi-steady processes of switched reluctance starter-generators. The purpose of research: the development of mathematical model for analysis modes and the substantiation of transient and quasi-steady electromagnetic processes formation principles of switched reluctance starter-generators to increase their energy efficiency. Methods of research are based on mathematical, simulation and physical modeling, finite element methods, approximation of inductance dependences, commutation switching functions, decomposition of periodic signals in a Fourier series, numerical methods for result processing. Theoretical and practical results. The important scientific task has been solved in the work: the developing a mathematical model for analyzing modes, the determining principles of formation the nature of transient and quasi-steady processes of switched reluctance starter-generators taking into account the parameters of electromechanical converters, aimed to improving their energy efficiency. Improved mathematical model of switched reluctance starter-generator due to the developed logical expressions for determining the state of the semiconductor converter elements and the coupling equations between this reluctance machine and DC circuit elements, accounted steel and mechanical losses, which made it possible to study the features of the quasi-steady and transient processes, as in starter, as in generator mode. Simulation models of switched reluctance starter-generator have been developed, which take into account the nonlinearity of the magnetic system, discrete operation of the semiconductor converter, mechanical losses, losses in steel and windings, the load of the primary motor and battery parameters. For the first time, with the proposed mathematical model help, scientifically found the influence of the parameters of switched reluctance starter-generator, battery and current limitation on the energy indicators on quasi-steady and transient processes in starter and generator modes. Recommendations for the principles of switched reluctance starter-generator control in the starter mode were developed, which provide the required starting processes duration, the battery energy consumption and to reduce the sharp surges of phase and battery currents. The principles of switched reluctance starter-generators control in generator mode with excitation and load changes were developed, which provided the deviation of output voltage up to 1...2 % of the nominal value for the entire load range and allowed to reach the reduction of transient's duration. Scientifically found the minimum capacitance value of the DC circuit capacitor, which ensures the accordance of the generator output voltage quality to the standards. An experimental sample of switched reluctance starter-generator was developed and its experimental studies in starter and generator modes were carried out. Obtained operating characteristics of switched reluctance starter-generator in generator mode confirm the effectiveness of proposed principles of its output voltage regulation by changing the phase current maximum value. The results of dissertation work were introduced in educational process of the Department of Electrical Engineering and Electric Drive of the Kiev National University of Construction and Architecture and the Department of Electromechanical Equipment for Energy-Consumption Industries of the Institute of Energy Saving and Energy Management of the National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" as a mathematical and simulation models, calculation algorithms and principles of control of the switched reluctance machines.

Вивчено спін-вентильний ефект у мікроконтактах між феромагнітними плівками кобальту різної товщини та голкою з немагнітного металу. Вперше виявлено зміну знака гістерезису на диференціальному опорі феромагнетик - немагнітний матеріал мікроконтактів для плівок кобальту малих товщин. Виявлено проміжний рівень опору в петлі гістерезису в поверхневому спіновому ентилі (ПСВ) на одиночній феромагнітній плівці. Визначено резонансну стимуляцію прецесії вектора намагніченості в ПСВ зовнішнім НВЧ полем. Досліджено особливості спін-вентильного ефекту в мікроконтактах з обмінно-зміщеною феромагнітної плівкою Со. Встановлено, що перемагнічування масиву плівки Co відбувається в полях менших в порівнянні з полями перемагнічування поверхневого шару в мікроконтактному ПСВ.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено системні моделі та методи аналізу тестопридатності та подальшої модифікації проектів, наведених на системному (з використанням програмних продуктів), регістровому та вентильному рівнях HDL-опису (з застосуванням цифрових пристроїв, зокрема ПЛІС) для суттєвого зменшення часу синтезу та моделювання тестів, зменшення діагностичної інформації, підвищення тестопридатності цифрових схем і програмних продуктів. Розроблено новий структурно-функціональний метод, який є розширено функціональний і може бути використаний на вентильному та регісторовому рівнях для схем, які містять більш, ніж мільйон логічних вентилів або логічних блоків. Запропоновано методи аналізу тестопридатності програмних і апаратних продуктів, моделі яких наведено орієнтованими графами регістрових передач. Модифіковано модель операційного пристрою у вигляді композиції керуючого й операційного автомата, модель процесу вибору контрольних точок для проведення аналізу структур вентильного, регісторового та системного рівнів, модель тестування цифрових систем з використанням комірки регістра сканування та зваженого тесту, генерованого на підставі показників тестопридатності, що дозволяє суттєво зменшити час тестування та генерації тестів і покращити глибину покриття дефектів на ~10 % у порівнянні з псевдовипадковим тестом. За результатами апробації розробленої моделі асерцій установлено зменшення часу ручного проектування у 2 - 3 раза.

  Скачати повний текст

Створено системи управління асинхронними вентильними стартер-генераторами (АВСГ). На підставі розширеної кодоімпульсної обробки інформації розроблено узагальнену структуру системи управління АВСГ, що містить додаткові зворотні зв'язки за електричною частотою ротора, струмами та напругами каналів відбору потужності. Проведено порівняльний аналіз ефективності використання алгоритмів широтно-імпульсної модуляції (ШІМ) в АВСГ. Розроблено математичний апарат синтезу алгоритмів дискретного цільового регулювання гармонічного складу вихідної напруги АВСГ для оптимізації заданого параметра якості або залежного енергетичного показника у ШІМ. Наведено інженерні методики їх розрахунків.

  Скачати повний текст

Удосконалено системи прецизійного вентильного електроприводу малої потужності на основі вентильних двигунів з постійними магнітами. Розроблено дослідні зразки електроприводів з покращеними динамічними характеристиками та засоби їх налагодження. Розроблено методи аналізу та мінімізації помилки регулювання у подібних системах, здійснено їх практичну реалізацію на основі традиційних і нечітких регуляторів. На базі запропонованої моделі широтно-імпульсного перетворювача "у великому" з використанням математичного апарату багатомірного Z-перетворення і рядів Вольтерра розроблено новий метод аналізу систем із глибокою широтно-імпульсною модуляцією, який характеризується підвищеною точністю та дозволяє у загальному вигляді оцінювати вплив сукупності параметрів системи на якість її процесів. Встановлено, що облік третього коефіцієнта апроксимуючого полінома Ермітта дозволяє одержати точність аналізу процесів у системі таку ж, як і за числових розрахунків. Запропоновано загальну методику оптимізації параметрів регулятора за мінімумом сумарної помилки регулювання, яка дозволяє забезпечити високі показники точності в системі електроприводу під час його налагодження. Розроблено нові зразки точного електроприводу з високими техніко-економічними показниками.

  Скачати повний текст

Досліджено теоретико-методологічні, історико-педагогічні і методичні засади організації навчання іноземних громадян у технічному вузі. Науково обгрунтовано і розроблено концепцію цілісної системи пропедевтичної підготовки формування предметних знань на підставі структурування змісту навчальних дисциплін відповідно до законів природних систем і перетворення предметно-змістовної складової в особистісно-значущий зміст навчально-пізнавальної діяльності студента-іноземця. Розроблено структуру пропедевтичної підготовки як цілісної системи, що грунтується на взаємопов'язаній діяльності викладача і студента.

  Скачати повний текст

Досліджено сатиричний дискурс у романі М.О. Булгакова "Майстер і Маргарита", проаналізовано мовностилістичні форми його репродукції та визначено роль у створенні різноманітних принципів мовної гри. Розглянуто способи взаємодії дискурсу оповідача та персонажного дискурсу у сатиричному висвітленні художнього світу булгаківського роману. Доведено, що специфіка мовної гри у "Майстері і Маргариті" зумовлена авторською установкою на створення ірреального, "зрушеного" світу, а також протистоянням письменника тоталітарній мові радянського періоду, мовним опором. Розглянуто прийоми трансформації радянського мовного стандарту, в яких реалізовано образно-евристичний принцип мовної гри. Детально проаналізовано особливості використання прийомів сатиричного зображення персонажів літературно-театрального світу Москви у романі "Майстер і Маргарита", а також різноманітних виражально-художніх засобів для створення інфернальних образів.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена удосконаленню методів обчислення елементарних функцій, які на сьогоднішній день використовуються переважно у цифрових апаратних засобах напівпровідникової техніки. Основні завдання в дослідженні полягали у підвищенні швидкодії алгоритмів шляхом оптимізації використовуваних структур для досягнення нижчих значень латентності (і, відповідно, кількості тактів), а також покращення показників ресурсоємності при реалізації алгоритмів за допомогою апаратних засобів. Запропоновані методи були реалізовані як на програмному рівні для процесорних архітектур різного рівня складності, так і з допомогою програмованих логічних інтегральних схем, що, в свою чергу, дозволяє здійснити портування розроблених методів у інтегральну схему. Описані пропоновані методи, способи їх одержання та представлення у вигляді схем та графіків. Показано переваги та слабкі місця методів, що виникають чи можуть виникнути в тій чи іншій конфігурації кінцевого обладнання чи готового продукту. Подано способи, за допомогою яких стає можливим прискорити або спростити існуючі методи обчислень, підвищивши їх швидкодію чи зменшивши латентність та ресурсоємність. Описано процес виведення залежностей та формул. Наведено блок-схеми алгоритмів, гістограми розподілу результатів. Запропоновані нові підходи та шляхи обчислення функцій, наведені їх логічні схеми та здійснено зіставлення точності обчислень залежно від складності реалізації вибраного методу. Значну увагу приділено методу CORDIC, за допомогою якого можна обчислювати такі функції, як: синус, косинус, тангенс, експоненту, квадратний корінь, гіперболічні та обернені тригонометричні функції. Враховуючи, що найбільший інтерес із представлених функцій становить обчислення синуса та косинуса, під час практичної реалізації методів залежно від контексту поставленої задачі для демонстрації роботи використовуються саме ці функції. При використанні класичних методів точність обчислень залежить від розрядності операндів та кількості здійснених ітерацій. При невеликих кількостях ітерацій всі вхідні та вихідні значення можна задавати у вигляді таблиці, розміщеної в пам'яті. Також враховуємо, що у переважній більшості пристроїв доступним є деякий, хоч і незначний обсяг пам'яті, який можна використати для прискорення роботи більшості методів. Причому ефект буде відчутним і у випадку, якщо обсяг виділеної пам'яті становить сотні чи навіть десятки байт (оперативної чи флеш пам'яті у випадку використання мікроконтролера). Автором запропоновано нові методи знакозмінного та беззнакового перекодування вхідного аргументу, які дають змогу гнучко змінювати обсяг пам'яті, число ітерацій і, відповідно, апаратні затрати. Здійснюється апаратна реалізація розглянутих методів на платформах ПЛІС. Аналізується доступна на сьогодні апаратна база для їх імплементації від виробників Intel (Аltera) та Xilinx. Розглянуті особливості вибраних ПЛІС, специфіка апаратної реалізації алгоритмів, зокрема, вплив архітектури та інтегрованих блоків ПЛІС на функціональність реалізованих методів. Наведені схеми пропонованих алгоритмів на рівні регістрових передач та вентильного рівня на етапі їх розміщення (фітінгу) в кристалі. Розглянуто способи оптимізації алгоритмів в умовах використання конкретної платформи та залежно від версії та налаштувань середовищ розробки. Наведені результати імплементації методів безпосередньо в ПЛІС з оцінкою їх вихідних характеристик, таких, як максимальна тактова частота, ресурсоємність та енергозатратність. Верифікація коректності функціонування алгоритмів здійснюється як за допомогою імітаційного моделювання, так і після заміру фізичних показників та даних, отриманих в процесі тестування запрограмованої ПЛІС. Значну увагу приділено модифікованому методу знакозмінного перекодування - беззнакове перекодування, в якому всі аргументи приймають лише додатні величини, що дозволяє спростити реалізацію алгоритму та необхідні для цього апаратні ресурси зі збереженням переваг підходу перекодування. Основним параметром, що демонструє переваги пропонованого алгоритму, є латентність, яка оберненопропорційна тактовій частоті та залежить від кількості тактів, необхідних для обчислення функції. Кількість тактів, у свою чергу, може змінюватись завдяки змінам розміру виділеної пам'яті. Порівняння результатів методу перекодування для платформи Xilinx здійснено із пропонованою виробником імплементацією IP бібліотеки CORIDC. Для платформи Intel порівняння здійснювалось із вбудованою мегафункцією.^UThe dissertation is devoted to the improvement of methods for calculating elementary functions, which today are used mainly in semiconductor equipment. The main tasks in the study were to increase the speed of algorithms by optimizing the structures used to achieve lower latency (and, consequently, the number of cycles), as well as improving the resource-intensity indices when implementing algorithms using hardware. The proposed methods were implemented at the software level for processor architectures of different complexity levels, and with the help of programmable logic integrated circuits, which allows the porting of the developed methods to the system on a chip. The advantages and weaknesses of the methods that appear or may arise in one or another configuration of the final equipment or in the final product are shown. The ways in which it is possible to accelerate or simplify existing computational methods, increase their speed, or reduce latency and resource intensity is represented. The process of deducing dependencies and formulas is described. The block diagrams of algorithms, results distribution gistographs are presented. New approaches and ways of calculation of functions are offered, their logic diagrams are represented and the comparison of the accuracy of calculations is carried out depending on the complexity of the implementation of the chosen method. Considerable attention is paid to the CORDIC method by which one it is possible to compute functions such as sinus, cosine, tangent, exponent, square root, hyperbolic and inverse trigonometric functions. Taking into account that the great interest in the presented functions is the calculation of sinus and cosine in the practical implementation of methods depending on the context of the problem, the functions used to demonstrate the work are done. When we using classical methods, the accuracy of calculations depends on the number of operands and the number of iterations performed. In small quantities of iterations, all input and output values can be set in the form of a table placed in memory. Given that, for the vast majority of devices, some memory, though insignificant, is available, can be used to accelerate the CORDIC method. Moreover, the effect will be noticeable if the volume of allocated memory is hundreds or even dozens of bytes (operating or flash memory in the case of microcontroller). The author proposes a new method for the conversion of the input argument into an alternate, which allows flexible change of the memory for the look-up table and the number of iterations. The hardware implementation of the considered methods on the FPGA platforms is carried out. Analyzed the available hardware base for their implementation from Intel (Altera) and Xilinx manufacturers. The features of selected FPGAs, the specifics of the hardware implementation of algorithms, in particular, the influence of architecture and integrated FPGA blocks on the functionality of the implemented methods are considered. The schemes of the offered algorithms on the level of register gears and the low level at the stage of their placement (fitting) in the crystal are given. The methods of optimization of algorithms in terms of use a specific platform and depending on the version and settings of the development environment are considered. The results of impetence of methods directly in the FPGA with the estimation of their initial characteristics, such as the maximum clock frequency, resource intensity and energy consumption are given. The verification of correctness of algorithms functioning is carried out both by means of simulation modeling, and after measurement of physical indicators and data obtained during the testing of the programmed FPGA. Considerable attention is paid to the modified method of alternating transcoding - unsigned transcoding, in which all arguments take only positive values, allow simplification of the implementation of the algorithm, and necessary hardware resources for this, while preserving the advantages of the transcoding approach. The main parameter demonstrating the advantages of the proposed algorithm is the latency, which is inversely proportional to the clock frequency, and depends on the number of steps required to calculate the function. The number of cycles, in turn, may change due to the change in the size of the allocated memory. Comparison of the results of the undocumented conversion method for the Xilinx platform was carried out with the proposed implementation by the CORIDC IP library. For the Intel prototype, a comparison was made with the built-in megafunction.

  Скачати повний текст

Об'єкт дослідження – квазісталі режими вентильно-індукторних двигунів з реактивним ротором (ВІД) і асинхронних двигунів (АД) зі змінним навантаженням. Мета роботи: підвищення енергоефективності вентильно-індукторних і асинхронних двигунів зі змінним навантаженням. Методи дослідження: чисельні методи розв'язку систем диференційних рівнянь, методи матричних перетворень, методи математичного моделювання, метод скінчених елементів, методи планування експерименту, апроксимації і оптимізації для задач проектного синтезу. Теоретичні і практичні результати і новизна: розвинуто теорію електричних машин в напрямку розроблення математичних моделей, уточнення характеру протікання електромагнітних і електромеханічних процесів, розроблення концепції оптимального проектування, принципів керування вентильно-індукторних і асинхронних двигунів з врахуванням особливостей навантаження; розроблено програмні засоби для математичного моделювання та проектування АД і ВІД, а також рекомендації щодо доцільного вибору і подальшого вдосконалення АД для їх роботи в системах зі змінним навантаженням, проведено експериментальні дослідження розробленого зразка ВІД. Предмет і ступінь впровадження: основні результати роботи впроваджені при розробці приводів компресорного і насосного обладнання. Наукові результати використовують в навчальному процесі Київського національного університету технологій та дизайну і Національного технічного університету України "КПІ". Ефективність впровадження полягає в покращенні технічних показників асинхронних і вентильно-індукторних двигунів для роботи в умовах змінного навантаження. Сфера використання: приводи технологічного обладнання для промисловості, об'єктів спеціального призначення, комунального господарства, побутової техніки тощо .^UThe object of research: quasi-static regimes of switched reluctance motor (SRM) and induction motors (ІМ) with periodic load. The purpose of research: increase of energy efficiency of switched reluctance motors and induction motors with periodic load. Research methods: numerical methods for solving systems of differential equations, methods of matrix transformations, methods of mathematical modeling, finite element method, methods of experiment planning, methods of optimization. Theoretical and practical results and novelty: further development of the theory of induction and switched reluctance motors for variable load in the direction of developing mathematical models, concepts of optimal design and principles of motor speed control taking into account the variable load, which made it possible to increase the calculation accuracy of the electromechanical processes and the formation of effective performance of motors; development of recommendations for appropriate selection and further improvement of IM for their operation in systems with variable load, experimental studies of the developed SRM. Subject and degree of implementation: the main results of work were used at development of drives of the compressors and pumping equipment. Scientific results are used in the educational process of the Kyiv National Institute of Design and in the National Technical University of Ukraine "KPI". Implementation efficiency: improvement the technical performance of IM and SRM for operation under variable load conditions. Scope: drives of technological equipment for industry, utilities sector, household appliances.