Eastern-European Journal of Enterprise Technologies
Not a member yet
10487 research outputs found
Sort by
Визначення межі вогнестійкості теплозахисного покриття газогенератора системи зберігання та подачі водню
No full textThis work considers the task to prevent fires in hydrogen storage and operation systems. The subject of the study is the properties of the heat-protective coating of the gas generator in the hydrogen storage and supply system. The fire resistance limit is used as such a property. The set of heat-protective coating and the wall of the gas generator is considered as a thermodynamic system with two inputs. The signal at one input reflects the influence of thermal factors of the fire, and the signal at the second input corresponds to the thermal state of the gas generator cavity.
A mathematical description of such a thermodynamic system has been constructed, which is represented in operator form using the integral Laplace transform. A feature of such a mathematical notation is that it includes hyperbolic functions of an irrational argument. An approximation of mathematical models of the thermodynamic system was carried out and it is shown that these models, which are transfer functions, belong to fractional-rational functions with third-order Hurwitz polynomials. The approximation accuracy is 3.8%.
An expression for the reaction of a thermodynamic system has been derived, provided that the influence of thermal factors of a fire is described by an arbitrary function of time, and the thermal state of the gas generator cavity is described by the Heaviside function. To construct this expression, the Borel theorem and auxiliary functions are used, the parameters of which are the parameters of the roots of the algebraic Hurwitz equation.
Examples of determining the fire resistance limit for the heat-protective coating of the gas generator in the hydrogen storage and supply system for the characteristic conditions of its operation are given. It is shown that the fire resistance limit of such a coating is 462.8 s at a critical temperature of 320°C under the condition that the influence of thermal factors of a fire is linear (the generalized temperature change rate is 2.0°C s-1). In this case, the thermal state of the gas generator cavity is stationary and is characterized by a temperature of 60°CРоботу присвячено проблемі запобігання пожеж в системах зберігання і експлуатації водню. Предметом дослідження є властивості теплозахисного покриття газогенератора системи зберігання та подачі водню. В якості такої властивості використовується межа вогнестійкості. Сукупність теплозахисного покриття і стінки газогенератора розглядається як термодинамічна система, яка має два входи. Сигнал на одному вході відображає вплив теплових чинників пожежі, а сигнал на другому вході відповідає тепловому стану порожнини газогенератора. Побудовано математичний опис такої термодинамічної системи, який представлено в операторній формі із використанням інтегрального перетворення Лапласа. Особливістю такого математичного опису є те, що він включає гіперболічні функції ірраціонального аргументу. Здійснено апроксимацію математичних моделей термодинамічної системи і показано, що ці моделі, які є передаточними функціями, належать до дробово-раціональних функцій із поліномами Гурвіца третього порядку. Точність апроксимації складає 3,8%. Одержано вираз для реакції термодинамічної системи за умови, що вплив теплових чинників пожежі описується довільною функцією часу, а тепловий стан порожнини газогенератора описується функцією Хевісайда. Для побудови цього виразу використовується теорема Бореля та допоміжні функції, параметрами яких є параметри коренів алгебраїчного рівняння Гурвіца. Наведено приклади визначення межі вогнестійкості теплозахисного покриття газогенератора системи зберігання та подачі водню для характерних умов її експлуатації. Показано, що межа вогнестійкості такого покриття складає 462,8 с при критичній температурі 320°С за умов, що вплив теплових чинників пожежі має лінійний характер (узагальнена швидкість зміни температури складає 2,0°С·с-1). При цьому тепловий стан порожнини газогенератора є стаціонарним і характеризується температурою 60°
Оцінка архітектур глибокого навчання для прогнозування викидів CO2: підходи TCN, LSTM та гібридний з оптимізацією гіперпараметрів
No full textThe object of the study is CO2 emission prediction using deep learning models. The problem lies in developing accurate models capable of handling temporal dependencies and periodic patterns in CO2 data. To address this, three deep learning models – temporal convolutional network (TCN), long short-term memory (LSTM), and a hybrid TCN-LSTM are evaluated. These models are optimized using random search and Bayesian optimization. Results indicate that the Hybrid TCN-LSTM model, optimized via random search, performs best, achieving MAE: 1.0269, R2: 0.9305, and MAPE: 4.47%. TCN excels at capturing periodic patterns through dilated convolutions, while LSTM handles long-term dependencies. Their integration combines these strengths, improving accuracy. Optimal hyperparameters (learning rate: 0.000539, dropout rate: 0.5) enhance robustness. Random search outperforms Bayesian optimization in navigating complex search spaces and avoiding local optima. Key findings include the hybrid model's ability to address short-term periodicity and long-term trends, and Random Search’s reliability over Bayesian methods in this context. These insights advance time series forecasting methodologies and support robust predictive frameworks. Practically, they aid environmental policy, energy planning, and carbon trading by enabling data-driven decisions for emission reduction. However, implementation requires high-quality historical data and sufficient computational resourcesОб'єктом дослідження є прогнозування викидів CO2 за допомогою моделей глибокого навчання. Проблема полягає в розробці точних моделей, здатних обробляти часові залежності та періодичні закономірності в даних CO2. Для вирішення цієї проблеми оцінюються три моделі глибокого навчання – часова згорткова мережа (TCN), довга короткочасна пам'ять (LSTM) та гібридна TCN-LSTM. Ці моделі оптимізовані за допомогою випадкового пошуку та байєсівської оптимізації. Результати показують, що гібридна модель TCN-LSTM, оптимізована за допомогою випадкового пошуку, працює найкраще, досягаючи MAE: 1,0269, R2: 0,9305 та MAPE: 4,47%. TCN чудово справляється з фіксацією періодичних закономірностей за допомогою розширених згорток, тоді як LSTM обробляє довгострокові залежності. Їхня інтеграція поєднує ці сильні сторони, підвищуючи точність. Оптимальні гіперпараметри (швидкість навчання: 0,000539, коефіцієнт відсіву: 0,5) підвищують стійкість. Випадковий пошук перевершує байєсівську оптимізацію в навігації складними просторами пошуку та уникненні локальних оптимумів. Ключові висновки включають здатність гібридної моделі враховувати короткострокову періодичність та довгострокові тенденції, а також надійність випадкового пошуку порівняно з байєсівськими методами в цьому контексті. Ці дані вдосконалюють методології прогнозування часових рядів та підтримують надійні прогностичні рамки. Практично вони допомагають екологічній політиці, енергетичному плануванні та торгівлі вуглецем, дозволяючи приймати рішення на основі даних щодо скорочення викидів. Однак, для впровадження потрібні високоякісні історичні дані та достатні обчислювальні ресурс
Визначення можливостей для покращення сталих ланцюжків поставок шляхом цифрової трансформації транспортної та логістичної інфраструктури
No full textThe object of the study the digital transformation of transport and logistics processes in the Republic of Kazakhstan, with a focus on the functioning and development of cross-border supply chains. The main problems are related to the fragmentation of information flows, the lack of uniform standards for electronic data exchange and limited compatibility of digital platforms. All this reduces the efficiency and competitiveness of the national logistics system. Based on the analysis of statistical data, international ratings and digitalization cases, the achievements and problems of Kazakhstan's logistics industry have been identified. As a strategic solution, a «data conveyor» methodology is proposed, which provides end-to-end digital support for cargo, transparency of operations, reduction of transaction costs, and increased supply chain resilience. Transportation optimization problems are solved through the introduction of digital solutions such as Single Window, Astana-1 system, e-SMGS, e-CMR projects, the development of smart logistics centers, IoT, blockchain and AI. The results are explained by the introduction of end-to-end digital services and the use of international standards for electronic data exchange, which eliminated fragmentation of information flows and increased integration into global logistics networks.
The originality of the results lies in the adaptation of the "data conveyor" methodology to national conditions, which ensures not only technological compatibility, but also the institutional integration of the industry. Thanks to this, a comprehensive systemic solution was proposed.
Thus, the study results showed that the digital transformation of Kazakhstan's transport and logistics complex through the implementation of a "data conveyor" and electronic consignment notes reduces costs (up to 4.6 euros per consignment note), while the growth of e-commerce has allowed for an almost twofold increase in revenues in the transport sector in 2022–2024Об'єктом дослідження є цифрова трансформація транспортно-логістичних процесів у Республіці Казахстан з акцентом на функціонування та розвиток транскордонних ланцюгів поставок. Основні проблеми пов'язані з фрагментацією інформаційних потоків, відсутністю єдиних стандартів електронного обміну даними та обмеженою сумісністю цифрових платформ. Все це знижує ефективність та конкурентоспроможність національної логістичної системи. На основі аналізу статистичних даних, міжнародних рейтингів та кейсів цифровізації визначено досягнення та проблеми логістичної галузі Казахстану. Як стратегічне рішення запропоновано методологію «конвеєра даних», яка забезпечує наскрізну цифрову підтримку вантажів, прозорість операцій, зниження транзакційних витрат та підвищення стійкості ланцюгів поставок. Проблеми оптимізації перевезень вирішуються шляхом впровадження цифрових рішень, таких як «Єдине вікно», система «Астана-1», e-SMGS, проекти e-CMR, розвиток інтелектуальних логістичних центрів, Інтернет речей, блокчейн та штучний інтелект. Результати пояснюються впровадженням наскрізних цифрових послуг та використанням міжнародних стандартів електронного обміну даними, що усунуло фрагментацію інформаційних потоків та підвищило інтеграцію в глобальні логістичні мережі. Оригінальність результатів полягає в адаптації методології «конвеєра даних» до національних умов, що забезпечує не лише технологічну сумісність, а й інституційну інтеграцію галузі. Завдяки цьому було запропоновано комплексне системне рішення.
Таким чином, результати дослідження показали, що цифрова трансформація транспортно-логістичного комплексу Казахстану шляхом впровадження «конвеєра даних» та електронних накладних знижує витрати (до 4,6 євро за накладну), тоді як зростання електронної комерції дозволило майже вдвічі збільшити доходи в транспортному секторі у 2022–2024 рока
Підвищення продуктивності пошуку в соціальних мережах за допомогою розширення запитів на основі корпусу з використанням двонаправлених представлень енкодера з трансформерів
No full textThis study focuses on a collection of tweets related to government services (e-government), which are preprocessed and transformed into a domain-specific corpus for query expansion. Conventional IR models struggle with unstructured and noisy content containing informal language and abbreviations, which reduces retrieval accuracy. To overcome these issues, this study proposes a hybrid query expansion (QE) model named ROCBERT-QE, which combines corpus-based retrieval (CBR) with bidirectional encoder representations from transformers (BERT). The model applies dual expansion, using corpus-based co-occurrence frequencies to capture lexical relationships and BERT embeddings to preserve semantic context. A domain-specific corpus consisting of 5,017 preprocessed tweets related to Indonesia’s National Health Insurance (BPJS) was constructed, encompassing 6,215 unique terms that represent linguistic variation and informality in public discourse. Experimental results demonstrate that ROCBERT-QE outperforms baseline retrieval methods such as TF-IDF, BM25, and standard BERT. For single-word queries, Recall reached 0.8574 and Precision 0.8807, while for sentence-level queries, Recall was 0.8932 and Precision 0.9175. The synergy of frequency-based and contextual expansion enables effective handling of lexical noise and semantic ambiguity. The results confirm the scientific potential of combining corpus-based and transformer-based approaches in IR tasks involving unstructured content. Practically, ROCBERT-QE can be applied for real-time analysis of citizen discourse in e-government contexts, such as service evaluation, policy feedback, and early detection of public issues. The framework is scalable and adaptable to other domains with informal or multilingual data characteristicsЦе дослідження зосереджено на колекції твітів, пов'язаних з державними послугами (електронним урядуванням), які попередньо оброблені та перетворені на доменно-специфічний корпус для розширення запитів. Традиційні моделі пошуку інформації мають проблеми з неструктурованим та шумним контентом, що містить неформальну мову та абревіатури, що знижує точність пошуку. Щоб подолати ці проблеми, у цьому дослідженні пропонується гібридна модель розширення запитів (QE) під назвою ROCBERT-QE, яка поєднує пошук на основі корпусу (CBR) з двонаправленими представленнями кодувальників від трансформаторів (BERT). Модель застосовує подвійне розширення, використовуючи частоти спільної появи на основі корпусу для фіксації лексичних зв'язків та вбудовування BERT для збереження семантичного контексту. Було створено доменно-специфічний корпус, що складається з 5017 попередньо оброблених твітів, пов'язаних з Національним медичним страхуванням Індонезії (BPJS), який охоплює 6215 унікальних термінів, що представляють лінгвістичну варіацію та неформальність у публічному дискурсі. Експериментальні результати показують, що ROCBERT-QE перевершує базові методи пошуку, такі як TF-IDF, BM25 та стандартний BERT. Для запитів на одне слово показник відтворення досяг 0,8574, а точність – 0,8807, тоді як для запитів на рівні речень відтворення становив 0,8932, а точність – 0,9175. Синергія розширення на основі частоти та контексту дозволяє ефективно обробляти лексичний шум та семантичну неоднозначність. Результати підтверджують науковий потенціал поєднання корпусних та трансформаторних підходів у завданнях пошуку інформації, що включають неструктурований контент. Практично, ROCBERT-QE може бути застосований для аналізу громадського дискурсу в реальному часі в контексті електронного урядування, такого як оцінка послуг, зворотний зв'язок щодо політики та раннє виявлення суспільних проблем. Фреймворк масштабований та адаптований до інших областей з неформальними або багатомовними характеристиками дани
Визначення раціонального рівня енергії для процесів обробки середовищ різної структури
No full textVibration processing underlies many technological processes in various sectors of the national economy. The object of the study is a single common wave process of motion of the system, and the subject is the parameters and modes that provide a rational level of energy. At the same time, attention is focused on the use of energy-saving technologies. Most processes use energy-consuming technologies and equipment, the calculations of which are based on the application of formulas for determining energy on discrete and empirical dependencies. Such approaches do not reveal the essence of the material processing processes and cannot accurately estimate energy costs. This problem is solved in the work by determining the parameters and modes based on the conditions for implementing the synergy of the “vibration exciter – processing medium” system. This is the peculiarity and difference of the obtained research results. Discrete-continuous models have been developed taking into account the rheological properties of the media, and analytical solutions and experimental studies have allowed to determine the parameters of low-frequency and high-frequency actions on the processing medium. The work uses a method by which the combination of frequency and amplitude of vibrations determines the intensity of the vibration effect on the processing environment. The resistance of the technological environment to the movement of the working body of the vibration exciter, which consisted of inertial, elastic and dissipative parts, was determined. The study determined the qualitative and quantitative picture of the change in energy dissipation in specific materials and environments under different laws of their loading and processing. The energy level for processing technological environments in low-frequency and high-frequency modes was determined. The research methodology and analytical dependence of energy determination can be used for various environments under loadВібраційна обробка лежить в основі багатьох технологічних процесів різних галузей народного господарства. Об’єктом досліджень є єдиний спільний хвильовий процес руху системи, а предметом – параметри і режими, які забезпечують раціональний рівень енергії. При цьому акцентується увага на використанні енергозберігаючих технологій. В більшості процесів використовуються енерговитратні технології і обладнання, розрахунки яких базуються на застосуванні формул для визначення енергії на дискретних та емпіричних залежностях. Такі підходи не розкривають сутність процесів обробки матеріалів і не можуть точно оцінити енергетичні витрати. В роботі вирішується дана проблема шляхом визначення параметрів і режимів на основі умов реалізації синергії системи «збудник коливань – оброблювальне середовище». В цьому полягає особливість та відмінність отриманих результатів досліджень. Розроблені дискретно-континуальні моделі із врахуванням реологічних властивостей середовищ та аналітичні рішення й експериментальні дослідження дозволили визначити параметри низькочастотних та високочастотних дій на оброблювальні середовища. В роботі використаний метод, за яким сукупність частоти і амплітуди коливань визначає інтенсивність вібраційного впливу на оброблювальне середовище. Визначено опір технологічного середовища на рух робочого органу збудника коливань, який складався із інерційної, пружної та дисипативної частин. Дослідженням визначена якісна та кількісної картини зміни розсіяння енергії в конкретних матеріалах і середовищах за різних законів їх навантаження та обробки. Визначено рівень енергії для обробки технологічних середовищ в режимах низькочастотних та високочастотних дій. Методика досліджень та аналітична залежність визначення енергії може бути використаною для різноманітних середовищ, які перебувають під навантаження
Встановлення закономірностей термічної зміни шару пінококсу біокомпозитного покриття при додаванні нітрату калію
No full textThe object of research is the fire-retardant properties of biocomposite coating for wood when potassium nitrate is added during thermal action. The problem of fire resistance of biocomposites, which is aimed at increasing the efficiency of fire protection of wooden structures, consists in the formation of fire-resistant coatings by adding inorganic compounds. Such compounds are characterized by thermal stability, reduced smoke-forming ability and toxicity of combustion products and are mostly used as synergistic additives. Therefore, the work proves that during thermal action on wood treated with biocomposite coating, intensive formation of a foam coke layer began after 62 s to a height of 16 mm, which thermally insulated the wood. Instead, after the radiation panel was exposed to a sample of wood treated with a biocomposite coating with the addition of potassium nitrate, the formation of a foam coke layer began after 48 s of thermal exposure, the height of which was 15 mm, and the temperature of the flue gases did not exceed 100°C. At the same time, chemical reactions of potassium nitrate begin in the coating with the release of carbon monoxide, with the subsequent destruction of ammonium polyphosphate, which interacts with the biopolymer. The latter, in turn, affects the dehydration of pentaerythritol with the formation of coke, and the simultaneous decomposition of melamine causes the coke to foam. The composition of the gaseous products of thermal destruction of the biocomposite coating showed that when potassium nitrate was added, the amount of combustible gases decreased by more than 19%, and the amount of nitrogen increased by more than 10%. The practical significance is that the results obtained were taken into account when developing a fire-retardant coating for construction. Thus, there are grounds to argue about the possibility of effective protection of wood with a coating containing biopolymersОб’єктом досліджень є вогнезахисні властивості біокомпозитного покриття для деревини при додаванні нітрату калію під час термічної дії. Проблема вогнестійкості біокомпозитів, яка спрямована на підвищення ефективності вогнезахисту конструкцій з деревини, полягає у формуванні вогнестійких покриттів шляхом додавання неорганічних сполук. Такі сполуки характеризуються термостабільністю, зниженою димоутворювальною здатністю і токсичністю продуктів горіння та здебільшого використовуються як синергетичні добавки. Тому в роботі доведено, що при термічній дії на оброблену біокомпозитним покриттям деревину інтенсивне утворення шару пінококсу розпочалося після 62 с на висоту 16 мм, який теплоізолював деревину. Натомість, після впливу радіаційної панелі на зразок деревини, обробленої біокомпозитним покриттям з додаванням нітрату калію, утворення шару пінококсу розпочалося після 48 с термічного впливу, висота якого склала 15 мм, а температура димових газів не перевищила 100ºС. При цьому у покритті розпочинаються хімічні реакції нітрату калію з виділенням оксиду вуглецю, з послідуючою деструкцією поліфосфату амонію, який взаємодіє з біополімером. Та, в свою чергу, впливає на дегидрацію пентаерітриту з утворенням коксу, а одночасний розклад меламіну спонукають кокс пінитися. Склад газоподібних продуктів термічної деструкції біокомпозитного покриття показав, що при додаванні нітрату калію, кількість горючих газів знизилась понад 19 %, а кількість азоту підвищилась понад 10%. Практичне значення полягає у тому, що отримані результати було враховано під час розроблення вогнезахисного покриття для будівництва. Таким чином, є підстави стверджувати про можливість ефективного захисту деревини покриттям з наявністю біополімері
Синтез контролера для квадрокоптерів з підвішеними корисними навантаженнями
No full textThe object of this study is the control of quadrotor. Unmanned aerial vehicles currently in use often encounter various challenges and limitations. When operating in environments affected by external disturbances-particularly, when carrying suspended loads via cables, the control problem becomes significantly more complex. As a result, the quadrotor is unable to accurately follow the predefined flight trajectory.
Problem that was solved is the synthesis of a new controller for the quadrotor with a cable-suspended load, ensuring that the quadrotor accurately follows the predefined flight trajectory. The proposed algorithm demonstrates a significant improvement over existing methods by effectively suppressing the oscillation angle of the suspended payload, treating the payload’s influence as an external disturbance. Furthermore, it constrains the swing angle within an acceptable range, thereby ensuring the stability and robustness of the overall system during operation.
This study presents a novel control algorithm capable of guiding the quadrotor precisely to the desired position, even under the condition of carrying a cable-suspended load in a varying environment. The algorithm demonstrates a significant advantage, enabling the quadrotor to reach the desired trajectory within 2.6 seconds. The suspended load exhibits only small oscillations, which gradually diminish as the quadrotor transitions to a stable state. With its simple structure, high stability, and fast convergence, this robust solution is essential for unmanned aerial vehicles, significantly enhancing their operational effectiveness under complex conditions.
A key strength of the proposed algorithm lies in its simple structure. Furthermore, it demonstrates high convergence rates and exceptional stability, crucial attributes for real-time applications. Its design also ensures ease of practical implementation, making it a viable solution for unmanned aerial vehicles.
The algorithm is developed based on modern control techniques, combining a sliding mode controller with an extended state observer. The SMC maintains system stability in the presence of disturbances and uncertainties, while the ESO estimates unmeasured states and aggregated disturbances affecting the system. This design ensures accurate positioning of the quadrotor with a suspended load at the desired locationОб'єктом цього дослідження є керування квадрокоптером. Безпілотні літальні апарати, що використовуються зараз, часто стикаються з різними труднощами та обмеженнями. Під час роботи в середовищах, що піддаються зовнішнім збуренням, зокрема, під час перенесення підвішених вантажів на тросах, проблема керування стає значно складнішою. В результаті квадрокоптер не може точно слідувати заданій траєкторії польоту.
Вирішена проблема полягає в синтезі нового контролера для квадрокоптера з вантажем, підвішеним на тросі, що забезпечує точне слідування квадрокоптера заданій траєкторії польоту. Запропонований алгоритм демонструє значне покращення порівняно з існуючими методами, ефективно пригнічуючи кут коливань підвішеного корисного вантажу, розглядаючи вплив корисного вантажу як зовнішнє збурення. Крім того, він обмежує кут розгойдування в прийнятному діапазоні, тим самим забезпечуючи стабільність та надійність всієї системи під час роботи.
У цьому дослідженні представлено новий алгоритм керування, здатний точно направляти квадрокоптер у потрібне положення, навіть за умови перенесення вантажу, підвішеного на тросі, у змінному середовищі. Алгоритм демонструє значну перевагу, дозволяючи квадрокоптеру досягти бажаної траєкторії протягом 2,6 секунд. Підвішений вантаж демонструє лише невеликі коливання, які поступово зменшуються, коли квадрокоптер переходить у стабільний стан. Завдяки своїй простій структурі, високій стабільності та швидкій конвергенції, це надійне рішення є важливим для безпілотних літальних апаратів, значно підвищуючи їхню експлуатаційну ефективність у складних умовах.
Ключовою перевагою запропонованого алгоритму є його проста структура. Крім того, він демонструє високі показники конвергенції та виняткову стабільність, що є важливими атрибутами для застосувань у реальному часі. Його конструкція також забезпечує легкість практичного впровадження, що робить його життєздатним рішенням для безпілотних літальних апаратів. Алгоритм розроблено на основі сучасних методів керування, поєднуючи контролер ковзного режиму з розширеним спостерігачем станів. Керування ковзним режимом підтримує стабільність системи за наявності збурень та невизначеностей, тоді як розширений спостерігач станів оцінює невиміряні стани та сукупні збурення, що впливають на систему. Така конструкція забезпечує точне позиціонування квадрокоптера з підвішеним вантажем у потрібному місц
Виявлення дефектів ізоляції всипних обмоток електричних машин на основі аналізу швидкоплинних електромагнітних процесів
No full textThis study investigates transient processes occurring in a squirrel-cage induction motor with a stator’s multi-turn winding. These processes are used to devise efficient and simple diagnostic methods for assessing the condition of the least reliable element in an electrical machine – the winding insulation. This paper solves the task related to enhancing the operational reliability of electrical machines with multi-turn windings.
The proposed high-frequency model of transient processes in multi-turn windings of electrical machines aims to non-destructively diagnose the insulation. This model enables analysis of high-frequency and impulse phenomena with an equivalent frequency of up to tens of MHz, which may arise during the operation of the machine because of switching and atmospheric overvoltage, as well as when powering electric motors with inverters. Underlying the model is the frequency and time domain analyses under above-mentioned influences using a low-power multi-turn induction motor as an example.
To construct the model, a multi-segment equivalent circuit was used, represented as a series of connected four-poles with inductive-resistive-capacitive parameters corresponding to sections of the winding phase with conditionally uniform concentrated parameters.
The constructed model and the proposed method make it possible to achieve the necessary test overvoltage to detect hidden and undeveloped defects at minimal sparing energy impact, without causing its irreversible destruction. Taking into account the distributed parameters of the winding sections combined with the impulse nature of the excitation ensure non-destructive testing (or non-destructive evaluation) of multi-turn-wound AC machine windings compared to classical testing methods.
The proposed method makes it possible to obtain 2–2.5 times higher longitudinal test gradients with a comparable energetic impact at the level of 0.1 J. The results will contribute to improving the reliability of electrical machine operation in industrial settings by integrating the devised method into the system of planned preventive maintenance of electrical equipment.Об’єктом дослідження є швидкоплинні процеси, що відбуваються в асинхронному двигуні із короткозамкненим ротором та всипною обмоткою статора. Досліджувані процеси використовуються для створення ефективних діагностичних методів оцінки стану найменш надійного елемента електричної машини – ізоляції обмоток. В роботі вирішується проблема, пов’язана із підвищенням експлуатаційної надійності електричних машин зі всипними обмотками.
Представлена високочастотна модель швидкоплинних перехідних процесів в обмотках електричних машин з метою неруйнівної діагностики ізоляції. Ця модель дозволяє аналізувати високочастотні та імпульсні явища з еквівалентною частотою до десятків МГц, які при експлуатації машини можуть виникати при комутаційних і атмосферних перенапруженнях, а також при живленні електричних двигунів від інверторів. Розробка моделі базується на основі частотного та часового діапазонів при вищезгаданих впливах на прикладі малопотужного багатовиткового асинхронного двигуна.
Для створення моделі використовувалась багатоланкова ланцюгова схема заміщення у вигляді послідовно з’єднаних чотириполюсників з індуктивно-резистивно-ємнісними параметрами, що відповідають частинам фази обмотки з умовно однаковими зосередженими параметрами.
Створена модель та запропонований метод дозволяє досягати необхідних випробувальних перенапруг для виявлення прихованих і нерозвинених дефектів з мінімальним щадним енергетичним впливом без її незворотного руйнування. Врахування розподілених параметрів секцій обмотки у поєднанні з імпульсним характером збудження забезпечують неруйнівний контроль всипних обмоток машин змінного струму у порівнянні з класичними випробувальними методами.
Запропонований метод дозволяє отримати більші в 2–2.5 рази повздовжні випробувальні градієнти при співмірному енергетичному впливі на рівні 0,1 Дж. Отримані результати дозволять підвищити надійність експлуатації електричних машин на підприємствах за умов втілення розробленого методу в систему планово-попереджувальних ремонтів електрообладнанн
Розробка моделі організації системи безпеки з урахуванням впливу зовнішнього середовища
No full textThe object of this study is the process of ensuring the security of cyber-physical systems under the influence of external destructive factors, in particular information, radio-electronic, and physical attacks aimed at disrupting continuous system operation. The paper addresses the problem of determining the optimal structure of an airborne mobile network within a cyber-physical system, specifically the ratio between operational and protective elements that ensures maximum system stability under targeted attacks. The presented modeling results are based on a minimax formulation of the interaction between the system and the external environment, which makes it possible to determine critical threshold values of stability parameters.
The applied mathematical model describes both the optimal strategy of the attacking environment and the optimal initial structure of the system itself. This enables the identification of relationships between the initial ratio of operational and protective components and the minimum adversary resources required for complete system destruction. It is shown that an optimal configuration of protective elements forces the attacking environment to expend 1.5–2 times more resources compared to suboptimal structures. A correctly selected ratio of system elements slows down the degradation of the protective contour. The developed mathematical model confirms the existence of an optimal strategy for external environment behavior and an optimal initial structure of the airborne mobile network of the cyber-physical system. This approach improves the design process of cyber-physical systems at early stages, enhances their survivability, and contributes to the development of a methodology for integrated protection of airborne mobile networks under challenging real-world conditionsОб’єктом дослідження є процес забезпечення безпеки кіберфізичних систем в умовах впливу зовнішніх деструктивних факторів, зокрема інформаційних, радіоелектронних та фізичних атак, спрямованих на порушення безперервного функціонування системи. У роботі досліджено проблему визначення оптимальної структури повітряної мобільної мережі кіберфізичної системи, зокрема співвідношення між робочими та захисними елементами, яке забезпечує максимальну стійкість системи за умов цілеспрямованих атак. Наведені результати моделювання ґрунтуються на мінімаксній постановці взаємодії між системою та зовнішнім середовищем, що дозволяє визначити критичні порогові значення параметрів стійкості.
Застосована математична модель описує як оптимальну стратегію дій атакуючого середовища, так і оптимальну первинну структуру самої системи. Це дає змогу встановити залежності між початковим співвідношенням робочих і захисних компонентів та мінімальним ресурсом противника, необхідним для повного руйнування системи.
Показано, що оптимальна конфігурація захисних елементів змушує атакуюче середовище витрачати у 1.5–2 рази більше ресурсу порівняно з підоптимальними структурами. Правильно обране співвідношення елементів системи уповільнює руйнування її захисного контуру. Розроблена математична модель довела існування оптимальної стратегії поведінки зовнішнього середовища та оптимальної первинної структури повітряної мобільної мережі кіберфізичної системи. Такий підхід дозволить покращити процес проєктування кіберфізичних систем на ранніх стадіях, забезпечити їх підвищену живучість, а також сприяти формуванню методології інтегрованого захисту повітряних мобільних мереж у складних умовах реального середовищ
Розроблення удосконалених структур багаторозрядних пристроїв сумування даних у двійкових кодах теоретико-числового базису Радемахера
No full textThis study investigates the process of designing multi-bit adders based on an improved element base of their components in binary codes of Rademacher theoretical-numerical basis. The task addressed relates to the fact that the known element base of modern single-bit adders does not make it possible to achieve the minimax characteristics of sum formation and carry-save efficiency in their structures in 1 micro cycle.
The improved element base of single-bit adders has been built on the basis of the «Exclusive AND» logic element, which has low hardware complexity and high speed of output signal formation.
Improved architectural solutions for full and half single-bit binary adders with minimax characteristics of hardware and time complexity in structures of multi-bit adders of various types have been applied. The system characteristics of microelectronic structures of multi-bit adders of various types based on full and half single-bit binary combinational adders with direct, inverse, and paraphase inputs and outputs have been investigated.
As a result, it has been theoretically established and practically confirmed that multi-bit adders based on an improved element base have 2 times less hardware complexity and 6 times higher speed.
The structure of a cascaded n-bit fast adder has been designed, which has a speed 1.8 times higher than that of the known implementation.
Using the VHDL hardware description language and Vivado CAD, a 64-bit cascade adder was modelled and synthesized on FPGA, which has twice the speed of the known adder.
The designed multi-bit Rademacher basis adders are applicable to statistical, correlation, and entropy analysis tasks, video image processing, image recognition, as well as various artificial intelligence tasksОб’єктом дослідження є процес проєктування багаторозрядних суматорів на основі удосконаленої елементної бази їх компонентів у двійкових кодах теоретико-числового базису Радемахера.
Проблемою даного дослідження є те, що відома елементна база сучасних однорозрядних суматорів не дозволяє досягти мінімаксних характеристик формування суми і наскрізного переносу у їх структурах за 1 мікротакт.
Удосконалена елементна база однорозрядних суматорів побудована на базі логічного елемента «Виключне І», який має низьку апаратну складність та високу швидкодію формування вихідних сигналів.
Застосовано удосконалені архітектурні рішення повних та неповних однорозрядних двійкових суматорів з мінімаксними характеристиками апаратної та часової складності у структурах багаторозрядних суматорів різних типів. Досліджено системні характеристики мікроелектронних структур багаторозрядних суматорів різних типів на базі повних та неповних однорозрядних двійкових комбінаційних суматорів з прямими, інверсними та парафазними входо-виходами.
Розроблено структуру каскадного n-розрядного суматора з прискореним переносом, який має швидкодію в 1,8 рази більшою у порівнянні з відомою реалізацією.
В результаті теоретично встановлено та практично підтверджено, що багаторозрядні суматори на удосконаленій елементній базі мають у 2 рази меншу апаратну складність та у 6 разів більшу швидкодію.
Розроблено структуру каскадного n-розрядного суматора з прискореним переносом, який має швидкодію в 1,8 рази більшою у порівнянні з відомою реалізацією.
З використанням мови опису апаратних засобів VHDL та САПР Vivado проведено моделювання та синтез на ПЛІС 64-бітного суматора каскадного типу, який має у 2 рази більшу швидкодію у порівнянні з відомим.
Сферою застосування розроблених багаторозрядних суматорів базису Радемахера є задачі статистичного, кореляційного, ентропійного аналізу, опрацювання відеозображень, розпізнавання образів та вирішення різноманітних завдань штучного інтелект