Висвітлено розробку математичного, інформаційного та лінгвістичного забезпечення для систем автоматизованого проектування мікроелектромеханічних давачів кутової швидкості (МЕМС гіроскопів). Розроблено математичну модель коливань робочого органа давача кутової швидкості компонентного рівня проектування, що дало змогу дослідити вплив окремих параметрів робочого органа на технічні характеристики давача. Представлено математичну модель системи пружного підвісу давача для компонентного рівня проектування, що дала змогу дослідити вплив геометричних парметрів на його чутливість і зменшити масу та габарити системи загалом. Викладено математичну модель впливу температури на динамічні характеристики давача для компонентного рівня проектування, що дало змогу змоделювати її вплив на робочі резонансні частоти давача для різних напівпровідникових матеріалів. Запропоновано математичну модель впливу паразитних крутильних коливань робочого органа на роботоздатність давача для компонентного рівня проектування, що дозволило їх врахувати під час оцінювання значень відповідних конструктивних параметрів давача. Розроблено VHDL-AMS моделі мікроелектромеханічного давача кутової швидкості камертонної та карданної конструкцій для схемотехнічного рівня автоматизованого проектування, що дало змогу підвищити ефективність проектування. Вдосконалено електричну схему спряження МЕМС давача для схемотехнічного рівня проектування, що дало змогу зменшити рівень шумів і мінімізувати зарядовий ефект. Визначено інформаційне та лінгвістичне забезпечення наскрізного паралельного проектування МЕМС давачів кутової швидкості, що дало змогу вдосконалити бібліотеку математичних моделей та розширити функціональні можливості БД САПР за допомогою використання XML-формату.

  Скачати повний текст

Розвинуто теорію, принципи побудови та розробки автономних інверторів підвищеної частоти за умов роботи змінного електротехнологічного навантаження. На базі теоретичних досліджень та обчислювальних експериментів розроблено математичні моделі інверторів без зворотних діодів та з ними, які дозволяють проаналізувати процеси у силовій частині та розрахунок перетворювальних пристроїв для електротехнологічних установок. Наведено рекомендації щодо використання автономних інверторів у електротехнологічних установках.

  Скачати повний текст

За результатами аналізу міжнародних стандартів стосовно електронних трансформаторів струму (ТС) і напруги (ТН) та розробки проектів серії національних стандартів щодо мереж і систем зв'язку на підстанціях енергосистем, гармонізованих зі стандартами Міжнародної електротехнічної комісії (МЕК), розроблено принципи побудови, структурну схему та загальну інформаційну модель адаптивного вимірювального перетворювача струму та напруги (АВПСН) та методи коригування його вихідних сигналів. Розроблено проект методики проведення випробувань АВПСН для визначення та підтвердження його метрологічних характеристик та інформаційної й функціональної сумісності з іншими компонентами автоматизованих систем керування електроенергетичних об'єктів (АСК ЕЕО). Визначено та обгрунтовано найбільш прийнятну та перспективну для сучасної вітчизняної електроенергетики схему організації інформаційної взаємодії вимірювальних трансформаторів (ВТ) з АСК підстанцій.

  Скачати повний текст

Розроблено високоточні та швидкодіючі електронні вимірювальні перетворювачі для лазерних далекомірів. Запропоновно і розглянуто нову двопорогову схему фіксатора часового положення імпульсного сигналу (ФЧПІ) зі слідкувальним порогом з корекцією похибок, обумовлених зміною амплітуди та форми вимірювального сигналу, оцінено її метрологічні характеристики. Розглянуто методи корекції похибок перетворювача часового інтервалу (ПЧІ) в амплітуду напруги. Запропоновано структурні схеми імпульсних лазерних вимірювачів відстані, оптимальний алгоритм оцінки істинної дальності в фазових далекомірах з урахуванням похибок вимірювання фазових зсувів. Розроблено системи корекції систематичних похибок, обумовлених впливом гармонічної завади, застосування яких практично не збільшує випадкову похибку.

  Скачати повний текст

Наведено способи побудови інтегральних силових модулів, що мають властивість адаптовності внутрішніх параметрів до умов застосування, зміни параметрів зовнішніх ланцюгів, режимів навантаження та частоти комутації, з використанням яких створено імпульсні напівпровідникові перетворювачі малої та середньої потужності з поліпшеними електротехнічними характеристиками. Розроблено інтегральні модулі, що характеризуються змінними параметрами внутрішніх ланцюгів. Запропоновано схемотехнічні рішення інтегральних адаптовних силових модулів на базі МДН-транзисторів. Отримано аналітичні вирази розрахунку втрат у таких силових модулях. Наведено методику розрахунку параметрів елементів модулів.

  Скачати повний текст

Розроблено способи підвищення швидкодії систем з напівпровідниковими перетворювачами на базі побудови алгоритмів швидких симетричних перетворень. Запропоновано матричну форму запису базисних функцій СКІ-перетворення та розроблено методику побудови алгоритмів швидкого СКІ-перетворення на базі факторизації матриць. З використанням запропонованого способу факторизації матриць розроблено алгоритми швидкого СКІ-перетворення. За результатами аналізу різних апаратних і програмних способів реалізації алгоритмів доведено, що найбільш швидкодіючим і, водночас, дорогим способом є реалізація на спеціалізованих мікросхемах систолічних процесорів; найменшою швидкодією (близько 2 мс) та найбільш низькою вартістю характеризується спосіб реалізації алгоритмів на однокристальних процесорах; найбільш прийнятною є реалізація на цифрових сигнальних процесорах. Розроблені алгоритми швидких перетворень та методи їх реалізації використано в системах керування трифазним інвертором з компенсацією впливу несиметрії трифазної мережі та широтно-імпульсним перетворювачем фотоелектричної системи з робастним принципом керування.

  Скачати повний текст

Досліджено питання забезпечення електромагнітної сумісності стосовно індустрійних кондуктивних радіозавад під час автоматизованого схемотехнічного проектування напівпровідникових перетворювачів напруги ключового типу. Запропоновано методологію схемотехнічного проектування перетворювачів з урахуванням вимог електромагнітної сумісності на початкових етапах розробки. Доведено, що ці вимоги, сформульовані у нормативних документах як частотні характеристики завад, можна визначити за допомогою аналізу амплітудно-частотних характеристик елементів матриць розв'язків, розрахованих в інтервалах лінеаризації перетворювача. Встановлено, що мінімізація відхилень АЧХ цих елементів, зумовлених наявністю паразитних параметрів компонентів за тривалістю часу перемикань ключів, призводить до зменшення рівня індустрійних кондуктивних радіозавад, створюваних перетворювачем. Розроблено алгоритми автоматизованого схемотехнічного проектування перетворювачів з урахуванням вимог електромагнітної сумісності та запропоновано математичне забезпечення для їх реалізації.

  Скачати повний текст

Розроблено новий метод аналізу перетворювальних пристроїв у перехідних режимах роботи. Розглянуто метод аналізу перехідних процесів шляхом відображення їх на площину комплексної змінної. Вказано на переваги запропонованого методу перед існуючими - можливість аналізу лише однієї змінної, щоб мати уявлення про перехідні процеси у будь-якій частині всієї системи. Необхідність визначення ненульових початкових умов для кожного такту роботи перестає бути важливою. Зазначено, що принцип єдиності перехідного процесу в усій системі дозволяє контролювати лише одну змінну, а всі інші розраховувати за допомогою годографа даної змінної за розробленими алгоритмами, що значно спрощує вимірювальний канал системи мікропроцесорного керування. Встановлено правила аналізу на комплексній площині різноманітних пристроїв перетворювальної техніки.

  Скачати повний текст

Введено новий тип часових характеристик електричного ланцюга - функції вільного режиму. Запропоновано новий спосіб описання перехідних процесів у перетворювачах на інтервалах між комутаціями, який виключає необхідність визначення сталих інтегрування під час переходу від інтервалу до інтервалу. Одержано універсальні рекурентні формули для розрахунку багатоступінчатих перехідних процесів у перетворювачах з сталою та змінною структурою, які суттєво зменшують трудомісткість розрахунків. На підставі використання рекурентних формул запропоновано способи визначення квазіусталеного режиму роботи перетворювачів без попереднього розрахунку багатоступінчатого перехідного процесу. Запропоновано методики, алгоритми та програми для прискореного розрахунку перехідних і квазіусталених процесів у перетворювачах. Алгоритм прискореного розрахунку перехідних процесів у перетворювачах реалізовано в межах програмного пакету MatLab.

  Скачати повний текст

Розвинуто теорію керування широтно-імпульсними перетворювачами електричної енергії з використанням спектрально-часових методів аналізу сигналів у перетворювачах. Проведено аналіз струмів і напруг перетворювачів і запропоновано методи виявлення спотворень форм струмів і напруг на підставі вейвлет перетворення, які у подальшому використовувались під час побудови систем керування. Розроблено алгоритми керування широтно-імпульсними перетворювачами з адаптивним регулюванням частоти комутації вентилів, що дозволило знизити динамічні втрати на вентилях у безтрансформаторних схемах перетворювачів. Проведено моделювання роботи автономного інвертора напруги та фільтро-компенсувального перетворювача з використанням дискретного вейвлет перетворення.

  Скачати повний текст

Теоретично й експериментально обгрунтовано можливості створення високоефективного болометричного високотемпературного надпровідника (ВТНП) багатоелементного перетворювача інфрачервоного (ІЧ) зображення з безелектродним поелементним виділенням інформації. Запропоновано та обгрунтовано організацію поелементного зчитування інформації у широкоформатній ВТНП болометричній структурі, яка б дозволила уникнути формування великої кількості електричних з'єднань з комутатором, для чого досліджено можливості формування та переміщення на її приймальній площині локальних областей, чутливих до зовнішнього випромінювання, за допомогою лазерного зонда. Теоретично оцінено граничну чутливість та просторове розрізнення ВТНП багатоелементного перетворювача ІЧ зображення з формуванням окремих елементів за допомогою лазерного зонда та дослідити фактори, які обмежують ці параметри, а також оптимізувати енергетичні та часові параметри лазерного зонда. Досліджено надпровідні властивості та шумові характеристики найбільш підходящих ВТНП матеріалів з точки зору болометричних використань та оптимізовано технологію формування приймальних структур на їх основі з метою створення діючих зразків перетворювача ІЧ зображення. Наведено методики, вимірювальні установки та проведено експериментальне дослідження детектуючих властивостей такого перетворювача ІЧ зображення.

  Скачати повний текст

Визначено універсальні комп'ютерні функції перетворення, які зв'язують параметри циліндричних виробів з узагальненими компонентами сигналів параметричного електромагнітного перетворювача (ПЕМП). Розроблено дві модифікації електромагнітного методу, який реалізовано на ПЕМП для спільного контролю магнітного та електричного параметрів виробів. Створено методику розрахунку очікуваних значень компонентів сигналів ПЕМП на підставі розв'язання прямої задачі. Розв'язано зворотню задачу визначення умовно виміряних електромагнітних параметрів циліндричних виробів, оцінено похибки визначення їх умовно виміряних параметрів. Установлено критерій практично повного промагнічування циліндричного провідного виробу. вимірювальну установку для спільного контролю електромагнітних величин і втрат потужності у даних виробах і зразках. Одержано результати багатопараметрових досліджень. Розглянуто диференціальну чутливість ПЕМП до параметрів виробів. Розроблено алгоритм та функціональну схему автоматизованої установки для багатопараметрового контролю циліндричних виробів з використанням ПЕМП.

  Скачати повний текст

Запропоновано дві модифікації двопараметрового електромагнітного методу спільного контролю магнітної проникності та питомої електричної провідності виробу з урахуванням та без нього впливу одного параметра на інший. Розроблено методику розрахунку очікуваних значень компонентів вихідних сигналів трансформаторного електромагнітного перетворювача, що працює в абсолютному та диференціальному варіантах, а також визначено межі застосування трансформаторного електромагнітного перетворювача (ТЕМП) за зазначених варіантів його функціонування. Розроблено схеми установок для дво- та трипараметрового контролю на базі використання ТЕМП, що працює зі стандартним вольтметром, амперметром, фазометром і фазочуйним ферометром. Надано теоретичне обгрунтування дво- та трипараметрового диференціального електромагнітного методу та ТЕМП для спільного контролю магнітного, електричного параметрів і радіусу циліндричного виробу. Створено методику розрахунку методичних похибок спільного визначення магнітних, електричних параметрів виробу та його радіуса для одно- та двочастотного диференціального ТЕМП, ці методичні похибки обумовлені заміною реальних функцій перетворення їх лінійним наближенням, тобто відхиленням реальних функцій від лінійних наближень робочої точки. Подано результати експериментальних абсолютних і диференціальних дво- та трипараметрових вимірів магнітних, електричних і геометричних величин. Наведено області практичного використання розглянутих електромагнітних методів і пристроїв для дво- та трипараметрового контролю в абсолютному та диференціальному варіантах.

  Скачати повний текст

Досліджено багатофазні імпульсні перетворювачі (БІП) з ШІМ-регулюванням з силовими каналами знижувального, підвищувального й інвертувального типів у разі асиметрії електричних процесів. Розроблено методику автоматизованого проектування систем і пристроїв з покращаними масогабаритними показниками. Запропоновано математичну модель асиметричних електричних процесів перетворювачів постійної напруги, яка узагальнена щодо трьох зазначених типів основних схем силових каналів і щодо режимів роботи перетворювача та дозволяє проводити розрахунки електричних, енергетичних і конструктивних параметрів перетворювача. Розроблено методику дослідження асиметричних електричних процесів та енергетичних параметрів перетворювачів постійної напруги модульної структури. Досліджено основні параметри модульних імпульсних перетворювачів постійної напруги з силовими каналами зазначених типів, проведено порівняльне оцінювання показників якості одно- та багатофазного імпульсних перетворювачів, одержано нові результати. Розроблено методику та програмне забезпечення для автоматизованого проектування багатофазних імпульсних перетворювачів за критерієм мінімального обсягу у разі максимального значення коефіцієнта корисної дії, що сприяє практичній реалізації пристоїв даного класу з покращаними масогабаритними показниками (більш високою питомою потужністю).

  Скачати повний текст

Розглянуто двохпараметрові методи та реалізуючі їх комбінований і прохідний перетворювачі відповідно з поперечним і поздовжнім відносно досліджуваного вибору магнітними полями. Отримані співвідношення, які описують роботу цих перетворювачів, заснованих на абсолютних вимірюваннях радіуса та питомої електричної провідності, циліндричних немагнітних виробів, а також на специфічному контролі електричних, магнітних і геометричних параметрів у моменти досягнення екстремумів амплітудної та фазової чутливості, уявної частини внесеної ЕРС перетворювачів обох типів, а також екстремумів уявної та похідної від реальної частин результуючої ЕРС прохідного перетворювача. Розроблена методика розрахунку метрологічних характеристик розглянутих перетворювачів з різною орієнтацією магнітного поля. Одержані співвідношення для оцінки похибок двопараметрових вимірювань.

  Скачати повний текст

Розроблено способи безреактивного згладжування пульсацій шляхом формування квазіпостійної вихідної напруги і створено на даній основі схеми мережевих перетворювачів з покращеними масогабаритними показниками. Запропоновано спосіб безреактивного згладжування пульсацій на базі алгоритмів формування квазіпостійної напруги кусково-синусоїдальної форми, який дозволив досягти зменшення кількості реактивних елементів у 2 - 10 разів. Теоретично визначено якісні характеристики вихідної напруги та мережевого струму, запропоновано шляхи їх поліпшення. Отримано аналітичні співвідношення для розрахунку основних електричних параметрів перетворювачів, надано рекомендації стосовно їх проектування. Встановлено особливості режиму роботи елементів і вузлів цих пристроїв та розроблено засоби підвищення ефективності їх застосування.

  Скачати повний текст

Розроблено ефективні та технологічно прості рішення щодо мінімізації рівня пульсацій електромагнітного моменту у явнополюсних вентильних двигунах з постійними магнітами (ВДПМ). Запропоновано польові математичні моделі (ММ) різних конструктивних виконань ВДПМ, які адекватно враховують специфіку електромагнітних процесів, що виникають у таких двигунах. Створено спеціалізоване програмне забезпечення для проведення багатоваріантних проектних досліджень і оптимізації ВДПМ на основі польових ММ. З застосуванням запропонованого та реалізованого підходу до оптимізаційного проектного синтезу розроблено рекомендації щодо вибору геометрії активної зони ВДПМ, які дозволяють проектувати двигуни з амплітудою зубцевого моменту менше 1 % від номінального електромагнітного моменту. Проведено порівняльний аналіз параметрів і характеристик оптимізованих ВДПМ різних конструктивних виконань. Наведено рекомендації щодо їх використання у складі регульованого електропривода. Результати проведеного дослідження застосовано для створення нових типів спеціалізованих електроприводів з покращаними техніко-економічними показниками.

  Скачати повний текст

Досліджено та розроблено вимірювальні пристрої для технологічного устаткування, які можуть працювати у промислових приміщеннях, забруднених електромагнітними шумами. Проведено порівняльний аналіз датчиків технологічних параметрів з амплітудно-модульованим вихідним сигналом, на підставі якого показано перспективність застосування частотних датчиків у складі устаткування. Розроблено методику аналізу нестабільності початкової частоти вимірювального частотного пристрою (ВЧП), а також розроблено методику вибору оптимальних, за критерієм нестабільності, співвідношень параметрів схеми автогенератора, що дає змогу домогтися істотного зниження нестабільності початкової частоти (для деяких схем до двох разів). Запропоновано нову схему ВЧП для датчиків технологічних параметрів на базі автогенератора з діодно-ємнісним фазозміщувачем, яка має високу лінійність характеристики перетворення. Сформульовано умови самозбудження автогенератора на основній та вищих гармоніках. Розроблено нові шумові моделі для RC- та LC-генераторів, виконано аналіз шумових моделей автогенераторів різних типів на ОП та надано порівняльну оцінку їх флуктуаційної нестабільності. Показано, що поріг чутливості генераторного датчика обмежений короткочасною нестабільністю частоти (чи періоду) автогенератора, що виконує функції проміжного перетворювача. Наведено схемні рішення ВЧП, а також методики розрахунку, використані під час розробки мікропроцесорних систем для установки ультразвукового зварювання, з метою оптимізації технологічного процесу зборки силових транзисторних модулів на базі IGBT.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання розвитку теорії, способів побудови та методів випробувань вимірювальних перетворювачів струму з електронною компенсацією похибки, що характеризуються високими та стабільними в часі метрологічними даними, для систем керування, обліку електроенергії, релейного захисту та автоматики електроенергетичних об'єктів. Розроблено математичні моделі вимірювальних перетворювачів струму з електронною компенсацією похибки в усталених та перехідних режимах роботи електроенергетичних систем, з урахуванням паразитних параметрів електромагнітної системи перетворювача. Описано подільники струму для вимірювальних перетворювачів на великі струми. Обгрунтовано методи для дослідження метрологічних характеристик даних перетворювачів для електронних лічильників електроенергії.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст