Дисертацію присвячено дослідженню ефективності управління іонними пучками різних елементів великого початкового діаметру низької і середньої енергій за допомогою сильнострумової плазмової лінзи та впливу на якість фокусування пучка притаманних даній лінзі аберацій. Виявлено від яких параметрів та як залежить фокусуюча дія такої лінзи. Визначено залежність статичних характеристик лінзи від конфігурації силових ліній магнітного поля, розподілу зовнішнього потенціалу у електродах та їх кількості й сили струму пучка, що фокусується. Розглянуто можливість використання сферичної аберації для управління профілем густини струму пучка на мішені в заданому перерізі вісі Z. Запропоновано формулу розрахунку радіального профілю потенціалу у тонкій плазмовій лінзі необхідного для одержання однорідного на мішені профілю густини струму пучка. Експериментально доведено можливість побудови плазмової лінзи, позбавленої сферичної аберації та досліджено дію моментної аберації. Розкрито вплив моментної аберації на фокусування пучка великого початкового діаметру за відсутності сферичної аберації та можливий спосіб її використання. Запропоновано формулу розрахунку мінімального радіуса пучка з урахуванням дії моментної аберації. Досліджено дрібномасштабні коливання нерегулярного характеру, що виникають у позбавленій сферичної аберації лінзі. Подано інтегральні характеристики даної динамічної аберації, які добре узгоджуються з висновками із запропонованої теорії їх виникнення.

  Скачати повний текст

Розроблено наукові засади проектування апаратів для абсорбції діоксиду вуглецю (карбонізації) розчином сульфіду барію у виробництві карбонату барію. Досліджено закономірності абсорбції діоксиду вуглецю розчином сульфіду барію, що супроводжується десорбцією сірководню. Виявлено, що процес абсорбції діоксиду вуглецю розчином сульфіду барію протікає у дві стадії, що відрізняються швидкістю абсорбції. На підставі результатів дослідження провальної, ковпачкової та сітчастої тарілок для проведення другої стадії показано, що коефіцієнт масопередачі за абсолютним значенням на два порядки менший, ніж на першій. Одержано рівняння для розрахунку коефіцієнта масопередачі для обох стадій процесу. Наведено математичну модель апарата для проведення процесу карбонізації розчину BaS, яку відпрацьовано на дослідному апараті за промислових умов. Розроблено технічний проект апарата з пасетними тарілками.

  Скачати повний текст

Надано результати дослідження кремнієвих автоемісійних мікрокатодів з елементами керування на структурах "кремній-на-ізоляторі" для застосування у цифровій електронній літографії. Доповнено рівняння Фаулера-Нордгейма з метою розрахунку автоемісії напівпровідників. Удосконалено методи розрахунку електронної оптики мікрокатода, спосіб і схему керування мікрокатодом. Обгрунтовано умови застосування компактних моделей МОН-транзисторів. Розроблено спосіб виготовлення локальних тривимірних КНІ-структур і показано приклади їх застосування. Розроблено та верифіковано топологію схеми керування, інтегрованої з мікрокатодом, наведено приклад її тиражування в матрицю. Показано розрахункові й експериментальні характеристики тестових структур.

  Скачати повний текст

Досліджено спосіб автоматизації контролю координат та геометричних параметрів рядка рослин просапних культур (цукрових буряків, кукурудзи та соняшнику) в стадії міжрядної обробки плантацій. Для контролю різних видів рослин у різних стадіях розвитку запропоновано і досліджено систему, в якій для одержання первинної інформації використано високочастотний ємнісний перетворювач з регулюванням геометричних параметрів зони контролю за допомогою додаткових рухомих екранувальних електродів. Теоретично обгунтовано геометричні параметри зони контролю в залежності від характеристик рядка рослин та головні елементи принципової схеми перетворювача, які дозволяють уникнути впливу зміни розмірів чутливих елементів первинного перетворювача на корисний сигнал. Експериментальні дослідження, методи розрахунку та практичне використання в складі системи НИВА-23 підтвердили перспективи використання перетворювача в системі точного землеробства за механічного обробітку проміжків між рослинами в рядках та більш точної орієнтації робочих органів відносно вісі рядка рослин з метою зменшення захисної зони, що призводить до зменшення використання гербіцидів.

  Скачати повний текст

Уперше запропоновано та створено у аспекті вирішення проблеми систем автоматичного програмного регулювання (САПР) нову універсальну, адекватну й ефективну математичну модель нелінійного деформування складних просторових систем споруд, базуючись на єдиному експоненціальному законі деформування матеріалів конструкцій і грунтів. Створено у складі сучасного програмного забезпечення САПР загальний автоматичний метод нелінійного розрахунку з використанням методу скінченних елементів, суперелементів і методу послідовного навантаження складних просторових систем споруд з урахуванням критеріальних параметрів, що повною мірою характеризують особливий стан та еволюцію статичного процесу у всьому діапазоні силових і деформаційних навантажень. На підставі результатів, одержаних завдяки здійсненню комплексу числових досліджень, виявлено суттєві ефекти з урахування фактора нелінійності взаємодії споруди та основи на якісні та кількісні оцінки параметрів, що дозволяє багаторазово знижувати напруження у системі та здійснювати прогноз стосовно змін структури статичних станів у всьому діапазоні навантажень. Установлено загальні закономірності розподілу напружень і деформацій у просторовій системі споруда - основа за різних комбінацій моделей і режимів навантажень, що дозволяє одержати оптимальні проектні рішення.

  Скачати повний текст

Розроблені струменеві захоплюючі пристрої для автоматизації процесів завантаження неміцних, нежорстких, крихких, гнучких, з покриттями, забруднених, нагрітих та інших об'єктів типу тіла обертання, які забезпечують високу точність базування та центрування об'єктів, надійність та довговічність роботи, мають низьку собівартість. Встановлені теоретичні та експериментальні залежності для розрахунку статичних, динамічних та витратних характеристик струменевих захоплювачів. Визначені оптимальні конструктивні параметри захоплювачів і запропоновано методику їх проектування.

  Скачати повний текст

Розроблено систему керування процесом дозування з метою підвищення його швидкодії. Для дослідження процесу дозування розроблено математичний опис та імітаційну модель, якими враховується кінетична енергія матеріалу, що падає в бункер і нелінійність статичної характеристики віброживильника. Розроблено та виготовлено фізичну модель. Методами фізичного експерименту, регресійного аналізу, імітаційного моделювання визначено параметри об'єкта керування, одержано аналітичні залежності для статичної характеристики віброживильника та динамічної похибки сигналу зворотнього зв'язку, обумовленої падінням матеріалу. Розроблено методику ідентифікації, що дозволяє визначити статичну характеристику віброживильника у початковій стадії дозування за невідомої висоти падіння матеріалу. Одержано аналітичні залежності для розрахунку за результатами ідентифікації дозатора параметрів регулятора, що забезпечують максимальну швидкодію процесу без втрати точності дозування.

  Скачати повний текст

Розроблено систему автоматичного управління (САУ) процесом флотації, що забезпечує підвищення точності управління і якості кінцевих продуктів збагачення. Зазначено, що управління процесом флотації по зольності концентрату (ЗК) здійснюється комбінованою системою управління, в якій контур управління (КУ) по збуренню здійснює компенсацію основних збурювальних дій (ЗД), що спостерігаються (витрата і щільність початкової пульпи), КУ по відхиленню - компенсацію ЗД, що не спостерігаються. Показано, що відносна погрішність моделі, що компенсує основні ЗД складає 3,6 і 2,2 % по ЗК для флотомашин ФМУ2-6,3 і ФМУ-12 на основі порівняння розрахункових даних з експериментальними. Визначено завдання синтезу САУ по ЗК, яке формулюється як завдання синтезу лінійної імпульсної САУ під час стохастичних ЗД по інтегральному квадратичному критерію якості, що характеризує дисперсію вихідного сигналу ЗК, пропорційну втратам горючої маси, з використанням принципу роздільності, що передбачає синтез оптимального дискретного фільтру та вибір дискретного детермінованого регулятора, в якому як фазовий вектор використовується його оцінка, одержана за допомогою фільтру. Доведено, що реалізована система управління технологічним процесом фільтрації повністю відповідає вимогам, що пред'являються до якості управління і кінцевого продукту на основі числового експерименту аналізу перехідних характеристик функціонування системи управління. Розроблено промислову САУ процесом пінної флотації вугілля, що забезпечує зниження питомої ваги реагентів на 12 %, збільшення виходу концентрату на величину до 1,1 %.

  Скачати повний текст

Досліджено характер теплообміну в радіоелектронних апаратах (РЕА), які функціонують у повітряному середовищі за нормального атмосферного тиску. Розроблено методику розрахунку нестаціонарних температурних полів РЕА з довільним законом зміни розсіюваної елементами потужності від температури та часу. Досліджено вплив конструктивних параметрів апарата з урахуванням анізотропії нагрітих зон за теплопровідністю на загальний температурний режим. Вперше з використанням результатів аналітичних та експериментальних досліджень створено алгоритм теплофізичного проектування одноблокових РЕА, який дозволяє забезпечити заданий температурний режим на початкових етапах конструювання паралельно з розробкою електричної схеми та вибором елементної бази, що значно підвищує економічну ефективність розробок і виключає необхідність внесення істотних змін у конструкції за наслідками перевірочних розрахунків і температурних випробувань.

  Скачати повний текст

Створено автоматизовану програмну систему моделювання процесів у тривимірних багатокомпонентних грунтових середовищах з наявністю довільно орієнтованих у просторі тонких слабопроникливих включень. Розроблено комплекс підсистем, що автоматизують задачі скінченно-елементного моделювання: представлення тривимірних областей як об'єктно-орієнтованих моделей, їх редагування та відображення, скінченно-елементне розбиття, пошук розв'язку, графічне та табличне представлення результатів. За допомогою побудованого інструментарію розв'язано модельні приклади та практичні задачі.

  Скачати повний текст

Уперше запропоновано критерії якості ідентифікації, за якими можна порівнювати автоматизовані системи ідентифікації автотранспортних засобів і розроблено методику їх розрахунку. Уперше для програмного забезпечення даної системи наведено алгоритми бінаризації зображень за умов апріорної невизначеності та фільтрації зображень з використанням методу простежування злитих груп. Уперше для автоматизованої системи контролю та керування автотранспортним потоком з метою виділення на зображеннях текстової інформації запропоновано застосування двовимірного хвильового перетворення Хаара. Доведено, що значення якості ідентифікації автотранспортних засобів для зазначених систем може досягти 95 - 98 %.

  Скачати повний текст

Вперше формалізовано задачу управління складним процесом виплавки сталі на основі його операційної декомпозиції. Сформовано цільові функції управління для окремих стадій технологічного процесу (ТП). Наведено математичний опис основних етапів електросталеплавильних процесів з використанням визначення активності компонентів шлаку як фази з колективізованими електронами та врахуванням розчинення компонентів футерівки, заправних матеріалів та угару шихти. Удосконалено експериментальні моделі рівноважного вмісту оксидів заліза в шлаку, а також розподілу сірки між металом і шлаком, представлених поліномами. Показано ефективність використання одержаних моделей для автоматизації розрахунків матеріального балансу стадій ТП. Вперше запропоновано принципову схему управління ітераційним процесом розв'язання загальної системи нелінійних рівнянь рівноваги та матеріального балансу операцій за допомогою нейронної мережі, що виконує функцію перемикачів для передачі на вхід об'єкта чергових наближень.

  Скачати повний текст

Розроблено метод параметричної діагностики технічного стану тепломасообмінних систем і устаткування енергоустановок електростанцій на базі лінійних діагностичних моделей. Запропоновано ітераційний метод ідентифікації математичних моделей технологічних процесів у тепломасообмінному енергетичному устаткуванні за умови невідповідності розрахункових й експлуатаційних даних. Удосконалено математичні моделі тепломасообмінних систем і устаткування різного призначення: котельної та конденсаційної установок, системи регенеративного підігріву основного конденсату та живильної води, випарної установки для знесолення морської води у складі теплових схем енергоустановок електростанцій, що імітують їх функціональний стан.

  Скачати повний текст

Розроблено методи автоматичної адаптатції онтології інтелектуальної метапошукової системи до інформаційних потреб користувачів й обгрунтовано основні підходи щодо підвищення ефективності її функціонування. Встановлено критерії оптимальності структури та змісту онтології, які відображають вимоги до експлуатаційних характеристик і технічних можливостей реалізації інтелектуальних метапошукових систем, зокрема, обмеження фізичного об'єму пам'яті, швидкодії, повноти онтології, її цілісності та збалансованості. На базі критеріїв швидкодії та повноти розроблено метод оптимізації змісту онтології адаптивної метапошукової системи, що базується на її періодичному доповненні новими поняттями та зв'язками з вилученням тих елементів, семантичне значення яких для системи найменше. У даному методі враховано необхідність виявлення й усунення суперечності та надлишковості у процесі наповнення онтології, що забезпечує її цілісність. Для покращання змісту онтології застосовано методи дискретної оптимізації, для розв'язання задачі нормалізації її структури - теорію доведення теорем і теорію графів. Удосконалено метод визначення вагових коефіцієнтів понять та зв'язків між ними в онтології, який завдяки розробленим правилам їх розрахунку дозволяє автоматично змінювати семантичну вагу елементів онтології у процесі експлуатації метапошукової системи. Показано ефективність застосування запропонованого методу для оптимізації онтології та порівняння текстових документів. точність визначення подібності двох текстових документів у порівнянні з відомими методами. На базі побудованої імітаційної моделі генерування й оптимізації онтології досліджено процес адаптації інтелектуальної метапошукової системи до заданої предметної області. Розроблено архітектуру інтелектуальної метапошукової системи як однієї з основних служб віртуального автоматизованого робочого місця наукового працівника.

  Скачати повний текст

Проаналізовано сучасні підходи та методи організації роботи мобільних роботів (МР) за екстремальних зовнішніх умов, на підставі якого зроблено висновок щодо актуальності розв'язання всіх взаємопов'язаних для цього задач у комплексі. Запропоновано новий підхід щодо автоматизації в рамках втоматизованої системи моніторингу типових ТЕП (АСМ ТТЕП) процесів створення технічного й інформаційного забезпечення для проведення моніторингу типових ТЕП. Запропоновано класифікацію ТЕП, що дозволило виділити та сформувати типові ТЕП, які стали базовими для розробки методів і моделей системи. В рамках алгоритмічного та програмного забезпечення розроблено алгоритми автоматизованого вибору оптимальних шляхів доставки обладнання від ситуаційного центру до об'єкта моніторингу та розрахунку в реальному масштабі часу дискретних просторових координат траєкторії руху маніпулятора, функції визначення типу ТЕП і формування комплектації МР. Створено новий підхід до синтезу в реальному масштабі часу траєкторії просторового руху маніпулятора МР, який передбачає оптимізацію інтерполяційних агрегатів на внутрішніх ділянках, забезпечуючи підвищення гладкості кривих і зменшення обчислювальних витрат, що є актуальним під час керування МР з обмеженими обчислювальними ресурсами. Розроблено та програмно реалізовано метод відновлення геометрії просторових об'єктів.

  Скачати повний текст

Розроблено метод автоматичного формування планів розкрою та призначення маршрутів вирізки деталей. Запропоновано методи, які забезпечують виконання технологічних вимог, дозволяють враховувати організаційні особливості виробництва, мінімізувати теплові деформації, витрати електроенергії та робочих газів у процесі теплового різання. Наведено методи автоматичного розрахунку та використання розмірених відходів. Запропоновано проект автоматизованого робочого місця для подолання недоліків, властивих прийнятій організації технологічної підготовки суднобудівного виробництва.

  Скачати повний текст

Увагу приділено подальшому розвитку теорії та процесів автоматизованого проектування безпілотних літальних апаратів (БПЛА). Розроблено структурно-параметричну модель БПЛА у вигляді її функціональної структури й ознак функціональних елементів, які разом створюють морфологічні множини технічних розв'язків з конструктивної структури БПЛА та його підсистем. На основі цієї моделі для пошуку нових варіантів конструктивно-компоновочної схеми БПЛА розроблено та програмно реалізовано методику його структурного синтезу, яка базується на використанні морфологічних множин відомих і нових технічних розв'язків, показників якості альтернатив ознак БПЛА та їх оцінок, одержаних експертним шляхом. Розроблено та програмно реалізовано аналітичний метод прискореного кількісного аналізу обраних варіантів конструктивно-компоновочної схеми БПЛА, що базується на використанні статистичних даних і спрощених розрахункових моделей. Обгрунтовано вибір методу багатокритеріальної оптимізації, що базується на використанні принципу кубічних сіток і множини випадкових точок, рівномірно розподілених у багатовимірній області допустимих розв'язків. Запропоновано методику розрахунку основних геометричних параметрів БПЛА. Вирішено завдання оптимального вибору пристроїв спостереження для БПЛА на підставі розв'язання задачі багатокритеріальної оптимізації.

  Скачати повний текст

Розвинуто математичні моделі функціонального стану паротурбінних установок електростанцій, що дають змогу на підставі лінійних багатофакторних залежностей оперативно визначати зміни техніко-економічних показників виробки електричної та теплової енергії, спричинені змінами схемно-технологічних факторів експлуатації. Запропоновано метод розрахунку надійності технологічних систем енергоустановок електростанцій, що базується на розрахунку імовірності безвідмовної роботи логіко-структурних схем технологічних процесів з послідовним і паралельним з'єднанням нерезервованих і резервованих елементів з різними кратностями резервування, інтенсивностями відмов і відновлень. Уперше розроблено метод автоматизованого оперативного вибору структур і параметрів схем технологічних процесів паротурбінних енергоустановок з урахуванням їх надійності та базуючись на лінійних багатофакторних моделях функціонального стану установок і розрахунку імовірності безвідмовної роботи елементів схеми. Створено метод прогнозування величин виробки електричної та теплової енергії енергоблоками електростанцій з застосуванням лінійних моделей їх функціонального стану, методу розрахунку надійності схем технологічних процесів і методу виявлення за критеріями серій та інверсій трендів значень параметрів, що визначають надійність енергетичного устаткування.

  Скачати повний текст

Досліджено автоматизовані газоаналітичні прилади за умов екстремальних умов експлуатації. Розроблено структурні схеми та математичні моделі газоаналізаторів (ГА) та газоаналітичних систем (ГАС), вихідні сигнали яких неінформативні до дестабілізованих факторів. Запропоновано схеми корекції впливу неінформативних параметрів. Наведено розрахункові методики проектування інфрачервоних, хемілюмінесцентних і полум'яно-іонізаційних ГА. Запропоновано новий спосіб градуювання ГА та стенд для їх метрологічної атестації.

  Скачати повний текст

Уперше запропоновано узагальнений критерій оптимізації технологічних процесів металообробки, який враховує продуктивність та собівартість обробки, а також питоме енергоспоживання верстата. Для технологічного процесу силового шліфування виявлено екстремальну залежність цього критерію від швидкості подачі верстата. Показано, що вплив збурень викликає невизначеність розташування екстремуму цієї залежності, що потребує пошуку оптимального режиму під час обробки. Розроблено метод автоматичного управління рухом подачі, який передбачає, базуючись на результатах випробувальних дій на технологічний процес силового шліфування, визначення поточних значень складових аналітичних залежностей періоду стійкості інструмента та потужності обробки від швидкості подачі і, з використанням одержаної математичної моделі процесу, розрахунок значення цієї швидкості, що відповідає екстремуму критерію оптимізації процесу обробки. Уперше встановлено закономірність в управлінні технологічним процесом фрезерування, яка полягає у тому, що стабілізація потужності різання за умов взаємозв'язаного управління швидкостями робочих рухів верстатів забезпечує більш високу продуктивність обробки, зменшує її собівартість і питоме енергоспоживання верстата у порівнянні з управлінням тільки швидкістю подачі. Здійснено структурний синтез автоматизованої системи управління швидкістю подачі та частотою обертання фрези і запропоновано метод узгодження цих швидкостей з урахуванням технічних і технологічних обмежень. Наведено принцип побудови автоматизованої системи управління швидкістю подачі фрезерних верстатів з числовим програмним керуванням для підтримки потужності обробки у заданих межах і визначено умови стійкості такої системи. Розвинуто методи обчислення коефіцієнта передачі об'єкта управління у процесі обробки для організації параметричного зворотного зв'язку в адаптивних системах стабілізації потужності різання. З'ясовано нову закономірність в управлінні технологічним процесом токарної обробки та доведено, що у разі стабілізації швидкості та потужності різання забезпечується більша продуктивність технологічного процесу обробки поверхонь за умов зміни діаметра та глибини різання, ніж у випадку стабілізації швидкості різання та подачі. Запропоновано принцип побудови автоматизованої системи взаємозв'язаного управління швидкістю подачі та частотою обертання заготовки, яка забезпечує стабілізацію швидкості та потужності різання. Розвинуто методи синтезу параметрів регуляторів у автоматизованих системах управління технологічними процесами металообробки, які стабілізують потужність і швидкість різання, і розрахунку статичних характеристик цих систем.

  Скачати повний текст