Розглянуто роботу фільтро-компенсувального перетворювача паралельного типу з системою заряду/розряду акумуляторної батареї. Наведено вирази, що описують електромагнітні процеси в системі на робочих інтервалах. Наведено алгоритм керування компенсатором з функцією джерела безперебійного живлення.

Розглянуто системи числення та кодування інформації. Розкрито загальні принципи побудови мікропроцесорів, мікроконтролерів і мікропроцесорних систем. Описано особливості архітектури та функціональні можливості 8-, 16-, 32- й 64-розрядних процесорів, способи організації та побудову модулів пам'яті та роботу інтерфейсів пристроїв уведення - виведення. Подано матеріал про архітектуру однокристальних мікроконтролерів із CISC- і RISC-архітектурою, сигнальних процесорів та нейропроцесорів. Наведено приклади складання програм та проектування мікропроцесорних систем.

Подано теоретичні основи опису електричних сигналів аналогового, дискретного та цифрового типів, методи мінімізації та перетворення логічних функцій, характеристики завад і коригувальних кодів. Описано структури базових логічних елементів різних технологій виконання та особливості їх використання у цифрових пристроях. Розглянуто типові комбінаційні пристрої: мультиплексори, дешифратори, компаратори, суматори, арифметично-логічні пристрої, пристрої контролю тощо. Викладено принципи побудови та функціонування послідовнісних пристроїв (тригерів, регістрів, лічильників) із численними прикладами їх використання. Розглянуто питання синтезу й аналізу функціонально стійких скінченних автоматів асинхронного та синхронного типів.

Розглянуто типи, особливості роботи та мікросхеми лічильників імпульсів. Наведено інформацію про регістри, їх типи та приклади використання. Увагу приділено пристроям оперативної та постійної пам'яті, їх використанню для побудови комбінаційних пристроїв та мікропрограмних автоматів. Розглянуто пристрої на основі програмованих логічних структур, зокрема, програмованих логічних матриць, базових матричних кристалів. Розкрито особливості їх проектування з використання САПР MAX+plusII. Наведено практичні схеми реалізації різноманітних імпульсних пристроїв на основі цифрових інтегральних схем.

Досліджено вплив затримки обчислення координат об'єкта на точність відеосупроводження об'єктів слідкування шляхом моделювання роботи системи управління приводами. Наведено дані про формалізовану затримку для різних алгоритмів відеосупроводження.

Описано нові схеми й алгоритми регульованих фільтрів живлення мікроконтролерів із маскуванням інформаційних сигналів, в основу функціонування яких покладено вейвлет і спектральний аналіз у полярних координатах, а також досліджено їх ефективність. Подано інформацію про недеструктивні методи атак на дані в мікропроцесорних системах, методи захисту інформації від зчитування за струмом споживання, принципи побудови регульованих фільтрів для мікроконтролерів. Розкрито особливості дослідження струмів споживання за допомогою кореляційного аналізу. Проведено порівняльний аналіз ефективності використання регульованих фільтрів.

Наведено архітектуру системи передачі даних біотелеметричної мережі, досліджено особливості та способи зв'язку між ієрархічними рівнями системи та запропоновано метод підвищення завадостійкості передачі. Робота сприятиме підвищенню ефективності моніторингу фізіологічних показників людини у надзвичайних ситуаціях, під час бойових дій та в період післястресової адаптації.

Розглянуто спектральні методи обробки біотелеметричної інформації із застосуванням перетворення дискретних функцій в орієнтованому базисі (ОБ). Як приклад обробки біотелеметричної інформації розглянуто аналіз пульсограм. Запропоновано спосіб класифікації пульсограм за їх ОБ-спектрами. Пульсограма, що досліджується, відноситься до одного з відомих шаблонів за значенням коефіцієнта подібності. Для експрес-аналізу форми пульсограми (норма чи ні) запропоновано застосування узгодженого фільтра, кінцевою імпульсною характеристикою якого є функція зворотного ОБ-перетворення. Показано переваги в швидкодії як при класифікації пульсограм, так і при експрес-діагностиці стану людини у порівнянні з відомими методами.

Описано три аспекти віртуального ринку електричної енергії. Представлено нормативно-правову базу альтернативного джерела з використанням в системі енергопостачання, включаючи "зелений тариф". Проведено розрахунок економічних показників для оцінки ефективності різних альтернативних джерел. Розроблено технічне рішення для постійного, змінного і гібридних схем передачі енергії.

Наведено порівняльний аналіз існуючих програмних продуктів для моделювання систем електроживлення MicroGrid та запропоноване програмне забезпечення для MicroGrid масштабу житлового будинку з системою розподіленої генерації (відновлювальні та альтернативні джерела енергії). Наведено модульну структуру та показано взаємозв'язки між модулями програмного забезпечення. Для кожного з основних модулів наведено опис та функціональне призначення. Увагу приділено модулю представлення структури MicroGrid за допомогою математичного апарату структурних чисел. Показано роль модуля комунікації на основі Power Line Communication (PLC).

Розглянуто та узагальнено алгоритм побудови вейвлет-перетворень на базі функцій модульного аргументу, визначених на кінцевих інтервалах. Використання запропонованих вейвлет-перетворень з довільною кількістю високочастотних фільтрів дозволяє збільшити об'єм даних про флуктуації сигналу та краще локалізувати його характерні ділянки. Показано сфери застосування нових методів вейвлет-перетворень з N базисними функціями (діагностика напівпровідникових перетворювачів, аналіз, обробка, прогнозування та передавання сигналів) та переваги в порівнянні з традиційними.

Представлені два математичні методи дискретного вейвлет-перетворення: вейвлет-перетворення Хаара та вейвлет в орієнтованому базисі, принцип яких полягає у використанні масштабованих та зсунених базисних функцій. Розраховані коефіцієнти апроксимації та деталізації вищезазначених методів. Доведено переваги вейвлет-перетворення в орієнтованому базисі, яке дозволяє отримати більше інформації про досліджуваний сигнал за меншу кількість кроків розкладання та з меншими обчислювальними витратами.

Наведено принципи побудови мікропроцесорних систем, архітектуру і характеристики AVR-мікроконтролерів. Приділено увагу організації пам'яті програм і даних. Розглянуто периферійні пристрої - порти вводу/виводу, таймери-лічильники, аналогово-цифровий перетворювач мікроконтролера ATmega16, аналоговий компаратор, систему переривань, універсальний асинхронний прийомопередавач UART. Розглянуто також режими роботи та систему команд. Увагу приділено організації взаємодії мікропроцесора з об'єктом керування та оператором.

Досліджено вплив параметрів якості електроенергії на економічні характеристики систем розподіленої генерації, зокрема, на дохід від використання відновлювальних джерел живлення в ізольованих MicroGrid типу айленд. Для цього методом Лагранжа вирішено задачу максимізації доходу з урахуванням обмежень конкретної системи живлення за різних значеннь коефіцієнтів корисної дії та нелінійних спотворень напруги, що живить навантаження змінного струму. Вихідними даними, крім кількості генераторів, навантажень та характеристик їхніх режимів, є прогноз споживання/генерації та локальні "умовні" тарифи на електроенергію відновлювальних джерел у складі MicroGrid. Результатом рішення є визначення коефіцієнтів використання генераторів та навантажень на кожному інтервалі добової діаграми. Отримані коефіцієнти визначають або включений/відключений стан, або частку енергії, на яку працює елемент системи живлення на інтервалі та слугують основою алгоритму керування системою MicroGrid за вартісним критерієм.

Проведено огляд основних топологій багаторівневих каскадних інверторів напруги, визначено їх основні переваги та недоліки. Запропоновано класифікацію схем за ознаками типу модуляції, структури силової частини та керування. У результаті проведеного огляду визначено 2 основних методи керування багаторівневими каскадними інверторами, за допомогою ШІМ та АШІМ, 3 основних типи схем, дві структури модулів і 3 варіанти додавання напруги в навантаженні, відповідно до яких створено класифікацію каскадних багаторівневих інверторів напруги. Розглянуто принципи побудови та функціонування схем побудованих за топологіями на базі з'єднання Н-модулів з однаковими коефіцієнтами трансформації, з'єднання Н-модулів із напругами джерел, що визначаються ступенями m, з'єднання Н-модулів із коефіцієнтами трансформації (напругами джерел), що визначаються розкладанням ступінчастої функції в ортогональні ряди та багаторівневого інвертора на базі з'єднання модулів В-Н типу з фазосувним трансформатором у вхідному колі. У результаті проведеного огляду визначено переваги та недоліки кожної зі схем, що визначають області їх застосування. Підсумовуючи проведений огляд визначено, що на сучасному етапі тривають дослідження в напрямку пошуку ефективних схемотехнічних рішень для багаторівневих інверторів каскадного (модульного) типу, та оптимізації алгоритмів і систем керування для підвищення коефіцієнту використання вентилів, зменшення коефіцієнту нелінійних спотворень, навантаження на вентилі та досягнення максимально можливої вихідної потужності.

Досліджено метод стиснення цифрових відео-файлів за допомогою дискретного вейвлет-перетворення в орієнтованому базисі, а також порівняння його конкурентоспроможності серед декількох інших вейвлетів. Поставлені задачі вирішувалися шляхом проведення теоретичних та експериментальних досліджень. Використано алгоритми дискретного вейвлет-перетворення, зокрема Хаара, Добеші та перетворення в орієнтованому базисі. В результаті проведення дослідження отримано зображення та відео, стиснені з різними налаштуваннями втрат якості, та на основі їх параметрів побудовано порівняльні характеристики. На основі порівняльних характеристик сформовано рекомендації щодо вибору типу перетворення і проведена оцінка сумісності вейвлет-перетворення з іншими методами стиснення відео. Створено програмну модель алгоритму дискретного вейвлет-перетворення зображень і відео на основі вейвлетів Хаара, Добеші та вейвлету в орієнтованому базисі.

У застосуванні до системи розподіленої генерації MicroGrid розглянуто задачу виявлення аномалій поведінки користувача. Задача вирішується із залученням методів машинного навчання (Machine Learning), зокрема, методу детектування аномалій (Anomaly Detection). В якості ключових параметрів для найпростішого випадку задачі виявлення аномальної поведінки розглянуто усереднене електроспоживання за п'ятихвилинні проміжки часу, а також кількість спрацювань датчика руху, встановленого у приміщенні MicroGrid.

Розглянуто використання та порівняльний аналіз дискретних спектральних перетворень Фур'є, Хартлі, Віленкіна - Крестенсона та перетворення в орієнтованому базисі при розв'язанні задачі аналізу часової залежності потужності споживання у локальних об'єктах типу MicroGrid. Порівняння спектральних методів здійснено за критеріями кількості обчислювальних операцій, простоти та точності розрахунків. Розглянуто амплітудо-частотні та фазо-частотні спектри досліджуваного сигналу для різних спектральних методів.

Досліджено особливості обробки зображень відбитків пальців (дактилоскопічних зображень). Наведено критерії вибору діапазонів дискретизації та квантування зображень. Вирішено питання зменшення розміру зображення відбитку пальця у разі збільшення контрастності зображення. Зменшення обсягу зображення базується на використанні інтерполяції. Показано, що серед розглянутих методів інтерполяції - лінійної, білінійної та бікубічної - остання має найбільшу точність. Однак, у разі значення роздільної здатності (dpi) менше 150, спостерігається наявність значної кількості артефактів на зображенні. Підвищення різкості можливо досягти в результаті застосування оператора Лапласа (обчислення Лапсасіану) та додавання результату до початкового зображення. Виконання цієї операції надає можливість отримати прийнятний баланс між швидкодією та обчислювальною складністю алгоритму розпізнавання відбитків пальців. Наведено технічну реалізацію пристрою та ілюстрацію його роботи.

Визначено основні задачі застосування перетворювачів у системах електроживлення з відновлюваними джерелами енергії як основних джерел. До таких задач відносяться: підвищення якісних параметрів вихідного струму та напруги, зменшення масогабаритних показників, зменшення навантаження на елементи силового ланцюга. Для розв'язання останніх двох задач, на основі базової топології інвертора з імпедансним ланцюгом застосовується квазі-z-топологія, що, відповідно до принципів її функціонування, надає змогу знизити навантаження на елементи імпедансного ланцюга та силові ключі інвертора. Отримані практичні результати підтверджують теоретичні залежності для квазі-імпедансних інверторів, демонструючи відсутність розриву у вхідному струмі імпедансного ланцюга та зменшення напруги на конденсаторі С1 відносно напруги на конденсаторі С2. Проте, результати симуляції виявили такі недоліки базової топології квазі-імпедансних інверторів, як високий рівень коефіцієнта нелінійних спотворень (THD) і високі масогабаритні показники елементів імпедансного ланцюга. Для усунення даних недоліків запропоновано та розглянуто методи керування силовими ключами інвертора на підвищеній частоті, що надало змогу як зменшити елементи імпедансного ланцюга, так і знизити рівень THD, додатково розширюючи можливості до застосування інших схемотехнічних рішень щодо зниження THD - зокрема, каскадної багаторівневої топології.