Вісник Вінницького політехнічного інституту

АДАПТИВНИЙ СМУГОВИЙ ФІЛЬТР МІКРОХВИЛЬОВОГО ДІАПАЗОНУ ЧАСТОТ

В. О. Ткач — Thu, 31 Oct 2024 00:00:00 +0200

Розроблено та досліджено адаптивні фільтри мікрохвильового діапазону частот з можливістю статичного та динамічного контролю смуги робочих частот. Зростаючі вимоги до точності та ефективності роботи систем передачі сигналів вимагають нових підходів до проектування фільтрів, які здатні адаптуватися до змін у зовнішньому середовищі та умовах експлуатації. Для досягнення цієї мети у статті використано кільцеві резонатори, що є планарними структурами на діелектричній підкладці. Ці резонатори є одним із найперспективніших елементів для створення мікрохвильових фільтрів завдяки їхній простій конструкції та можливістю точного їх налаштування. У мікрохвильовому представленні кільцевий резонатор діє як резонансний коливальний LC-контур. Особливістю розглянутих фільтрів є можливість контролю резонансних характеристик контуру двома шляхами: статичним та динамічним. Статичний контроль здійснюється шляхом зміни геометричних параметрів кільцевого резонатора. У ході роботи проведено експерименти, коли змінювалася відстань між кільцевими резонаторами на значення h = [0,37, 0,51, 0,66, 0,81, 0,96] мм. Це дозволило досягти зміни смуги робочих частот з 250 МГц до 60 МГц на рівні 0,707. Такий підхід є ефективним для налаштування фільтра на певний діапазон частот на етапі проектування або виготовлення. Динамічний контроль досягається за рахунок використання варакторного діоду, що вмонтовується в додатковий розріз кільцевого резонатора. Варакторний діод є напівпровідниковим пристроєм, який діє як змінна ємність, керована напругою зміщення. Наявність варакторного діоду в структурі кільцевого резонатора дозволяє змінювати його імпеданс зміною загальної ємності контуру. Дослідження показало, що варіювання напруги зміщення від 1 до 7 В, прикладеної до варакторного діоду, забезпечує керування смугою робочих частот у діапазоні до 140 МГц. Через це фільтр стає універсальнішим і дозволяє швидко адаптувати його до змінних умов експлуатації без необхідності фізичної перебудови. Додатково у статті розглянуто принцип роботи досліджуваного фільтра з погляду електромагнітних (ЕМ) процесів, що відбуваються в зоні реактивної близькопольової взаємодії. Це дало можливість якісно продемонструвати, як фільтр працює в межах робочого діапазону частот і поза ним. Таке розуміння дозволяє точніше моделювати поведінку фільтра в реальних умовах і забезпечувати оптимальні характеристики під час роботи.

ФОРМУВАННЯ СИСТЕМИ ВИЯВЛЕННЯ І РОЗПІЗНАВАННЯ БЕЗПІЛОТНИХ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ

А. П. Бабич, С. О. Кібіткін, Ю. В. Георгієв, Р. С. Белзецький — Thu, 31 Oct 2024 00:00:00 +0200

Досліджено проблемні питання боротьби з безпілотними літальними апаратами (БпЛА). Визначено, що завдяки дешевизні та можливостям масштабного виробництва ворог став активно застосовувати БпЛА типу ударних дронів-камікадзе та дронів зі скидами, зокрема, FPV-дронів. Доведено, що рівень загрози таких БпЛА визначається не тільки їхньою здатністю постійно моніторити поле бою, вибирати пріоритетні цілі, будувати оптимальну траєкторію навіть на етапі атаки цілі, а і складністю протидіяти таким засобам ураження. В своїй більшості, проблема протидії дронам пов’язана зі складністю їхнього своєчасного виявлення. Без вирішення цієї проблеми найсучасніші засоби вогневого ураження не здатні надійно протистояти такій загрозі. Запропоновано, разом з класичними методами виявлення: акустичним, оптичним, радіотехнічним, радіолокаційним, —застосовувати такі методи виявлення, як повітряна і агентурна розвідка. Сутність такого методу полягає у визначені місць пуску дронів, що дозволяє знищити розрахунки ворожих безпілотних авіаційних комплексів (БпАК) вогнем мінометів та стрілецької зброї ще до застосування дронів або попередити і націлити систему виявлення щодо можливого напряму застосування безпілотників і, навіть, їхніх типів. Визначено і обґрунтовано основні принципи формування системи виявлення і розпізнавання, які дозволять врахувати особливості дронів як повітряних цілей, своєчасно їх виявляти і надавати інформацію засобам вогневого і радіоелектронного ураження. Доведено, що систему виявлення і розпізнавання повітряних загроз військам і об’єктам на полі бою, доцільно формувати за такими принципами: поєднання засобів, в яких реалізуються методи виявлення і організаційних заходів щодо застосування цих засобів; постійний моніторинг і аналіз стану та тенденцій розвитку поля бою, планування варіантів застосування системи відповідно до ситуації, яка склалася чи прогнозується; збір інформації щодо переміщення розрахунків БпЛА противника, місць розгортання позицій для пуску дронів; портативність і компактність засобів виявлення і розпізнавання, що дозволить оперативно змінювати позиції відповідно до динаміки середовища бою.

ФОРМУВАННЯ МЕТАЛОКЕРАМІЧНИХ ПЛАЗМОВИХ ПОКРИТТІВ З ДОДАВАННЯМ ГІДРОКСИДУ АЛЮМІНІЮ

Ю. О. Ярос, А. А. Карпеченко, М. М. Бобров — Thu, 31 Oct 2024 00:00:00 +0200

Газотермічне напилення за рахунок незначного нагрівання, мінімізації теплових деформацій та відсутності структурних змін в поверхневому шарі деталі дозволяє ефективно формувати захисні композиційні покриття різноманітних складів. Одним з найперспективніших вважаються покриття з оксидом алюмінію, що характеризується високою твердістю, термостійкістю, хімічною інертністю та високими теплозахисними та електроізоляційними властивостями. Серед інших газотермічних методів плазмове напилення є найуніверсальнішим та ефективнішим. У роботі за рахунок комбінації дротяного (дріт марки ER5356 ) плазмового напилення з одночасною подачею порошкового матеріалу сформовано композиційне покриття, що складається с алюмінієвої матриці та частинок гідроксиду алюмінію. Показано, що мікроструктура покриття має характерну лускату будову з пористістю близько 15 %. Мікротвердість алюмінієвої матриці становить 0,32 ГПа. Частинки гідроксиду алюмінію та продуктів його розкладу частково викришуються під час підготовки мікрошліфів, що пояснюється формуванням конгломератів та недостатнім змочуванням їх частинками алюмінію в процесі формування покриття. Встановлено, що під час напилення спостерігається активне виділення водяної пари внаслідок процесу термічної дегідратації гідроксиду алюмінію у плазмовому струмені. Подальше формування оксидної кераміки у структурі покриття пропонується за рахунок проведення термічної обробки за температури 900 °С протягом 2 годин. Металографічний аналіз зразків показав формування на місці гідроксиду алюмінію часток оксиду алюмінію різного фазового складу з мікротвердістю 5,2…7,2 ГПа. Зазначено значне зменшення кількості металевої світлої фази порівняно зі станом після напилення, що пояснюється окисленням алюмінію продуктами розкладання гідроксиду алюмінію у процесі термічної обробки. Границя поділу «покриття–основа» характеризується наявністю дифузійної зони глибиною близько 80 мкм. За допомогою рентгенофазового аналізу встановлено, що покриття після термічної обробки містить: 52,2 % корунду (α-Al₂O₃), 4,5 % γ-Al₂O₃, 28,2 % алюмінію, 13,7 % заліза, 1,5 % кремнію.

РОЗРАХУНОК ГІДРОДИНАМІЧНОЇ СИЛИ НА ЗОЛОТНИКУ ВРІВНОВАЖУВАЛЬНОГО КЛАПАНА НА ОСНОВІ ІМІТАЦІЙНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ТЕЧІЇ РОБОЧОЇ РІДИНИ В ЙОГО КАНАЛАХ

О. В. Піонткевич, Л. Г. Козлов, О. В. Березюк, О. В. Сердюк — Thu, 31 Oct 2024 00:00:00 +0200

Удосконалення гідроапаратури мобільних робочих машин забезпечує конкурентоспроможність продукції, ефективність робочих характеристик, вирішення проблем, які виникають під час експлуатації обладнання. Процес удосконалення гідроапаратури включає складні етапи проєктування. Сучасні підходи до проєктування гідроапаратури передбачають розробку математичних моделей, дослідження теоретичних робочих характеристик, проведення імітаційного моделювання, виготовлення дослідного зразка та перевірка його реальних робочих характеристик з подальшим вдосконаленням. Водночас сучасний інженер-конструктор, використовуючи пакети програмного забезпечення MATLAB, Autodesk Inventor та Simulation CFD, послідовно виконує етапи проєктування, що дозволяє досягти успішних результатів.

Детально розглянуто імітаційне моделювання течій робочої рідини в каналах врівноважувального клапана. Основна функція врівноважувального клапана ― забезпечення пропорційності керування швидкістю руху вантажу. У дослідженні розглянуто особливості течії робочої рідини по каналах врівноважувального клапана для врахування цього процесу в математичній моделі. Авторами статті проаналізовано тривимірну модель врівноважувального клапана та процес імітації течії робочої рідини по його каналах. Зафіксовано нерівномірний розподіл тиску в пазах основного золотника врівноважувального клапана. Розраховано значення розподілу тиску в поздовжньому перерізі потоку робочої рідини, що проходить через робоче вікно основного золотника та враховано розподіл тиску і по іншим поверхням цього золотника. Аналіз розподілу тиску по поверхні основного золотника дозволяє трансформувати отримані значення в сумарну гідродинамічну силу на основному золотнику. Аналіз розподілу тиску за різних початкових умов дозволив отримати апроксимовану залежність гідродинамічної сили. Цю залежність запропоновано використовувати в математичних моделях для удосконалення врівноважувального клапана, що забезпечить підвищення точності результатів моделювання.

ЛОГІСТИКА ТЕРМІНАЛІВ (ТЕРМІНАЛІСТИКА) ЯК ОДИН З ПЕРСПЕКТИВНИХ НАПРЯМІВ РОЗВИТКУ ЛОГІСТИКИ

С. В. Цимбал, Р. В. Мельник — Thu, 31 Oct 2024 00:00:00 +0200

У статті розглянуто процес проектування та розрахунку основних параметрів термінальної мережі з позицій терміналістики — логістики термінальних мереж та інфраструктури — як виділеного з логістики науково-методологічного спрямування.

В процесі роботи охарактеризовано різні напрями термінального проектування мережі з позицій терміналістики як нового науково-методологічного спрямування. Визначено основні напрями проектування та експлуатації термінальної мережі, які вирішуються терміналістикою. Охарактеризовано терміналістику як логістику інфраструктури — логістику термінальних мереж. Зазначено, що інтегрований методологічний напрямок, в рамках якого може проводитися комплексний розрахунок параметрів термінальної мережі (включно з паралельним вибором кількості та дислокації логістичних центрів (ЛЦ), виду транспорту; визначення економічного ефекту за використання прямого та термінального перевезення) відсутній, тому назріла об’єктивна необхідність виділення самостійного спрямування логістики, а саме — логістики інфраструктури. Запропоновано методику комплексного розрахунку параметрів термінальної мережі, відмінною рисою якої є комплексність визначення просторово-кількісних параметрів за кількістю і дислокацією в ній ЛЦ та вибору раціонального виду (поєднання видів) транспорту. Представлені групи науково-практичних завдань, які вирішуються терміналістикою. Наведено блок-схему процесу розрахунку параметрів та формування термінальної мережі.

СИСТЕМНИЙ ПІДХІД ДО ПРОЄКТУВАННЯ РОТОРНИХ ПОДРІБНЮВАЧІВ ДЕРЕВИННИХ МАТЕРІАЛІВ

Л. К. Поліщук, Р. М. Гулевич, В. Й. Шенфельд, С. О. Чубур — Thu, 31 Oct 2024 00:00:00 +0200

Зазначено важливість розробки ефективних конструкцій подрібнювачів деревинних матеріалів, як засобу отримання альтернативних джерел енергії для промисловості та населення. Наведено вимоги до пристроїв, які застосовуються для вторинного подрібнення деревинних матеріалів, щодо розмірів та однорідності фракції подрібненого матеріалу.

Проведений аналіз відомих технічних рішень подрібнювачів дозволив виділити характерні ознаки цього об’єкта проєктування, що дало змогу провести їх систематизацію, користуючись методами системного аналізу. В результаті його виконання за конструктивними, технологічними, економічними та дизайнерськими параметрами виділено основні елементи параметричного простору у вигляді об’ємної матриці.

На етапі створення нової конструкції подрібнювача деревинних відходів аналізувались тільки конструктивні параметри, які є властивими для виконання таких робіт. Визначено етапи деталізації, що відображають підпорядкованість параметричного простору, за якими виконувалось дослідження. В результаті дослідження параметричного простору об’єкта, що вивчався, за такими етапами деталізації як: універсальність, механізація, тип, різновидність, структура, характеристика структури, режим роботи, — розроблена класифікація подрібнювачів, яка дозволяє правильно оцінити загальні тенденції в створенні подрібнювачів, визначити шляхи створення нових розробок і вдосконалення наявних, а також розробити алгоритм їхнього проектування.

За використання запропонованого системного підходу, який дозволив виконати цілеспрямований пошук нового технічного рішення з наперед заданими властивостями, розроблено нову конструкцію подрібнювача. Вона характеризується високими передатними числами і значною жорсткістю конструкції за менших габаритів передавального механізму, невеликими радіальними розмірами барабана, що забезпечується конструкцією зіставного опорного елемента, яка дозволяє улаштувати в середині гідромотор і передавальний механізм співвісно корпусу барабана. Ця конструкція подрібнювача дозволяє забезпечити якісні показники вторинного подрібнення деревинних матеріалів, з яких виготовляються пелети, з високою теплотворною здатністю.

КОНЦЕПЦІЇ ІНДУСТРІЯ 4.0 І ОСВІТА 4.0 ТА ВИКЛИКИ ДЛЯ ТЕМАТИКИ ДИПЛОМНИХ РОБІТ ІНЖЕНЕРІВ-АВТОМОБІЛІСТІВ

В. В. Іванов , Т. М. Меленчук, А. М. Теплечук, Ю. Л. Борзунов, Ю. І. Зайчик — Thu, 31 Oct 2024 00:00:00 +0200

Освіта в Україні стикається з багатьма викликами. Це швидкий технологічний прогрес, який змінює як суб’єкти навчання так і навчальні технології. Війна змусила викладачів і студентів опанувати всі форми дистанційного і змішаного навчання. Дистанційна освіта та нові технології зробили цифровізацію головною тенденцією сучасної освіти. З одного боку відсоток школярів, які бажають отримати вищу освіту, збільшився з іншого — між університетами існує жорстка конкуренція за абітурієнта, що спонукає для пошуку сучасніших і привабливіших освітніх програм. Частина студентів знаходиться за кордоном і розглядає запропоновані навчальні програми через призму працевлаштування в іноземних компаніях. Інтегрально всі ці виклики можна врахувати, якщо зіставити тематику дипломного проєктування з основними напрямками концепцій Індустрія 4.0 та Освіта 4.0. Розвиток промисловості відбувається у напрямку розширення застосування комп’ютерних технологій, електронних пристроїв та врахування психологічних особливостей людини. Знаходять застосування самокеровані електричні автомобілі. Керування автомобілем з урахуванням реальної дорожньої ситуації здійснюється за допомогою штучного інтелекту. У деяких випадках автомобілем можна керувати дистанційно відповідно до ідеології інтернету речей. Такий автомобіль може розглядатись як мобільний робот. Ці новації важко впроваджувати у тематику дипломного проєктування в галузі знань «Механічна інженерія». Знайдено певну область яка дозволяє зв’язати тематику дипломного проєктування з частиною напрямків Індустрія 4.0. Це CAD/CAE/CAM системи, які є складовою Індустрія 3.0, але набули іншого сенсу. Онлайн сервіси CAE втілюють ідею віддалених інженерних лабораторій. CAD та CAM є складовими зворотного інжинірингу та необхідні для технології 3D-друку. Розвиток CAD перетворив креслення вузлів та деталей на об’єкти віртуальної реальності.

АВТОРЕГРЕСІЙНІ МОДЕЛІ ВІДНОВЛЕННЯ ТА РОЗВИТКУ ЗРУЙНОВАНОЇ ВІЙНОЮ ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИКИ УКРАЇНИ

Б. І. Мокін, О. В. Мазурук, Н. В. Собчук , Д. О. Шалагай — Thu, 31 Oct 2024 00:00:00 +0200

Запропоновано спосіб корекції плану відбудови та розвитку електроенергетики України, розробленого в роботі «Національна рада з відновлення України. Проект Плану відновлення України. Розділ «Енергетична безпека», 2022», до умов, що виникли після бомбардувань об’єктів української електроенергетичної структури російськими агресорами. Синтезовано первинні детерміновані та скореговано математичні моделі, які враховують стан електроенергетики України, що мав місце в дні написання цієї роботи. Оскільки ідея використовувати замість скоригованих математичних моделей авторегресійні моделі була лише озвучена в роботі «Синтез математичних моделей процесу відновлення та розвитку електроенергетики України, наближених до реалій воєнного сьогодення» [1] і записана лише в загальній постановці, то через рік після написання цієї роботи, що пройшов у вирі війни України з російськими окупантами, українська електроенергетична структура зазнала додаткових руйнувань, тож виникла необхідність в синтезі авторегресійних моделей в завершеній формі, готовій для використання інженерами-електриками в проєктній роботі. Тож в цій роботі синтезовано авторегресійні моделі процесів відновлення та розвитку електроенергетики України, адаптовані до реалій воєнного сьогодення, і здійснено обґрунтування вибору класу авторегресій, їхнього порядку та діапазонів генерації імпульсів «білого шуму», якими деформуються детерміновані базові математичні моделі.

СИСТЕМА КОНТРОЛЮ ЯКОСТІ ТА ОЦІНЮВАННЯ РИЗИКІВ ЕНЕРГООБЛАДНАННЯ ПІД ЧАС ЕКСПЛУАТАЦІЇ ЕНЕРГОБЛОКІВ АЕС

Е. А. Хом’як, Ю. І. Рудик, Є. І. Босенко — Thu, 31 Oct 2024 00:00:00 +0200

розміщені на секціях робочої штанги. Технологічна частина містить блоки для підготовки стисненого повітря, відбору та вимірювання активності газових проб, а також систему управління даними. Принцип роботи системи полягає у барботуванні повітря через тепловидільні збірки, що дозволяє виявити газоподібні продукти поділу, які свідчать про наявність негерметичних твелів. Встановлено, що система дозволяє зменшити обсяги радіоактивних відходів, пов’язаних з перевантаженням, а також знижує добові навантаження на персонал. Впровадження системи контролю герметичності оболонок твелів забезпечує контроль герметичності кожної перевантажуваної тепловидільної збірки, що є важливим кроком у підвищенні безпеки експлуатації атомних електростанцій. Зниження ризиків аварій, скорочення часу перевантаження та зменшення потреби в чистій борованій воді є суттєвими перевагами нової системи. Економічний ефект від впровадження системи контролю герметичності оболонок твелів може становити від 17,5 до 26,5 млн гривень на один енергоблок, що еквівалентно економії 4—5 тепловидільних збірок свіжого пального. Таким чином, стаття надає важливі рекомендації щодо підвищення якості контролю герметичності твелів, що є актуальним у сучасних умовах енергетичної безпеки. Впровадження системи контролю герметичності сприятиме підвищенню загальної надійності та безпеки атомних електростанцій, що є важливим завданням для енергетичної галузі.

АНАЛІЗ РЕЖИМІВ РОБОТИ СИСТЕМ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ З ВИКОРИСТАННЯМ ІНСТРУМЕНТІВ БІЗНЕС-АНАЛІТИКИ

Д. О. Босий, Д. Р. Земський, А. В. Антонов, Т. І. Друбецька, І. Ю. Потапчук — Thu, 31 Oct 2024 00:00:00 +0200

Розглянуто застосування сучасних інструментів бізнес-аналітики до аналізу режимів роботи системи електропостачання змінного струму на прикладі електрифікованої ділянки залізниці змінного струму з отриманням миттєвих значень фазних напруг і струмів в результаті чисельного розв՚я зання системи диференційних рівнянь. В процесі обґрунтування вибору інструменту для аналізу режимів роботи системи електропостачання розглянуто такі аналітичні платформи як Power BI, яка має глибоку інтеграцією з продуктами Microsoft, Tableau, з потужною системою візуалізації даних, та Qlik, яка використовує асоціативну модель даних і дозволяє користувачам інтерактивно працювати з даними без необхідності передбачення способів аналізу.

Розглянута система електропостачання ділянки залізниці змінного струму включає у себе тягові підстанції та нетягове навантаження, яке живиться від ліній «два проводи—рейка» (ДПР), систему зовнішнього електропостачання, від якої отримують електроенергію тягові підстанції. На базі отриманих миттєвих значень струму засобами комп’ютерної алгебри Matlab розраховано напруги у вузлах системи електропостачання. Обчислення складових потужностей та інтегральних показників виконано у середовищі QlikView, що використовується для обробки значного обсягу числових даних та їхньої візуалізації.

Інтерактивність перемикання візуалізацій та асоціативна модель даних у QlikView дозволили заощадити час для аналізу великого масиву інформації у вигляді миттєвих значень напруг і струмів, отриманих в результаті розв’язання сотень диференційних рівнянь числовим методом. Використання скрипта з власною мовою обробки даних Qlik із застосуванням стандартних функцій агрегації даних та принципів визначення діючих значень для електричних кіл змінного струму дозволило отримати інтегральні енергетичні характеристики.

ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИКОРИСТАННЯ ПРИРОДООРІЄНТОВАНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ПІД ЧАС ПРОВЕДЕННЯ ЕНЕРГОМОДЕРНІЗАЦІЇ БУДІВЕЛЬ

Ю. Л. Коваленко, А. П. Поливʼянчук, В. Є. Бєкєтов — Thu, 31 Oct 2024 00:00:00 +0200

Розглянуто технології забезпечення комфортних умов у приміщеннях під час спекотної погоди та зменшення негативного впливу «хвиль тепла» на здоров’я населення. Встановлено, що найбільше розповсюджені технології забезпечення комфортних умов потребують застосування сучасного високотехнологічного обладнання, значних матеріальних ресурсів для придбання і монтажу обладнання, забезпечення його експлуатації. Запропоновано для зменшення надходження надлишкового тепла у спекотну погоду застосувати вертикальне озеленення з ліаноподібних рослин, які в теплий сезон року здатні вкрити стіни щільним шаром листя та захистити їх від впливу сонячної радіації. Передбачається оздоблення зовнішніх огороджувальних конструкцій будівель, які зорієнтовані на південь, схід та захід. Об’єктом досліджень вибрано будівлю з червоної керамічної цегли, розташовану на території м. Харків, частина стін якої щільно вкрито листопадною ліаною Кампсіс (Campsis). Експериментальні дослідження проведено у безхмарні спекотні дні в період липень-серпень 2023 року. Визначалась температура зовнішньої поверхні стін різної орієнтації, із застосуванням вертикального озеленення і без.

Розроблено алгоритм розрахунку зменшення надходжень надлишкового тепла у приміщення протягом спекотної погоди завдяки застосуванню вертикального озеленення. Для визначення температури зовнішнього боку стіни застосовано рівняння збереження енергії у формі теплового балансу в умовах квазістаціонарного процесу. Порівняння результатів експериментальних досліджень і розрахунків підтверджує можливість використання цього алгоритму розрахунку. Підтверджено ефективність застосування вертикального озеленення на прикладі вибраного об’єкта досліджень. Надходження надлишкового тепла до кімнати будинку через стіну, площею 15 м², яка зорієнтована на південь, протягом «хвилі тепла» тривалістю 7 діб за кліматичними умовами м. Харків скоротилося на 19,7 кВт·год, або у 2,5 рази.

ІМПЛЕМЕНТАЦІЯ БУЛЕВИХ ФУНКЦІЙ В ПЕРЦЕПТРОННИХ СТРУКТУРАХ

С. В. Яковин, С. І. Мельничук — Thu, 31 Oct 2024 00:00:00 +0200

Розглянуто особливості реалізації булевих функцій на основі перцептронних структур. Означено обмеження типової структури перцептрону, зокрема його здатність виконувати лише лінійно сепарабельні функції а також основні підходи до подолання таких обмежень шляхом ускладнення структр.

Також приділено увагу ймовірнісним характеристикам, які можна використати для покращення процесу навчання перцептронів, застосовуючи ймовірнісний алгоритм навчання та ймовірнісні перцептрони вищих порядків з Баєсовими ймовірностями. Розглянуто проблеми реалізації булевих функцій вищих порядків, зокрема необхідність використання поліномів вищих порядків, складність навчання та обчислювальну практичність. Подано підходи до декомпозиції булевих функцій вищих порядків на серії лінійно сепарабельних функцій.

До того ж, проаналізовано можливості одношарових перцептронів щодо класифікації лінійно роздільних об’єктів з бінарними результатами, та їхніх обмежень. Описано варіанти удосконалення одношарових перцептронних структур шляхом застосування степеневих функцій та ймовірнісних індикаторів сигналів для розширення їхніх класифікаційних можливостей.

Отримані результати підтверджують актуальність та перспективність проведення подальших досліджень і розробок нових перцептронних структур для ефективнішого розв’язання задач машинного навчання, включно з розробкою спеціалізованих структур та алгоритмів навчання для роботи з функціями вищих порядків.

СИСТЕМА НЕЧІТКИХ ЗНАНЬ ЩОДО ЯКОСТІ ВИКОНАННЯ ПІСЛЯДРУКАРСЬКИХ ПРОЦЕСІВ

А. В. Кудряшова, О. В. Доморад — Thu, 31 Oct 2024 00:00:00 +0200

На основі експертного оцінювання післядрукарське опрацювання книжкових видань представлене функцією з такими аргументами: виготовлення зошитів, скріплення, комплектування, покривний матеріал, оброблення книжкових блоків, оздоблення, кінцеве опрацювання, проєкт. Виокремлено основні часткові показники якості виконання післядрукарських процесів: якість підготовчих та брошурувальних процесів, якість палітурних процесів. При цьому, якість підготовчих та брошурувальних процесів відображена такими лінгвістичними змінними, як проєкт післядрукарського опрацювання, виготовлення зошитів, комплектування, скріплення. Якість палітурних процесів представлена лінгвістичними змінними: оброблення книжкових блоків, покривний матеріал, оздоблення, кінцеве опрацювання. Виокремлено терм-множини та універсальні множини значень щодо кожної лінгвістичної змінної найнижчого рівня. Сформовано багаторівневу модель нечіткого логічного виведення формування інтегрального показника якості виконання післядрукарських процесів, яка ілюструє ієрархію проведеного дослідження щодо розроблення системи нечітких знань. Отримано числові значення функцій належності лінгвістичних змінних у разі встановлених рангів відповідних термів за п’ятьма точками поділу.

Сформовано систему нечітких знань щодо якості післядрукарських процесів за теорією нечітких множин. Побудовано нечітку базу знань на основі висловлювань типу «якщо — і — тоді», «якщо — тоді — інакше», «якщо — або — тоді — інакше», матрицю знань та нечіткі логічні рівняння щодо найвищого рівня «якість виконання післядрукарських процесів» для термів «низька», «середня», «висока» та щодо часткових показників якості. Здійснено перетворення нечіткої множини у конкретні числові значення. Система нечітких знань уможливлює обчислення інтегрального показника прогнозованої якості виконання післядрукарських процесів.

КЛАСИФІКАЦІЯ СОНЯШНИКА ЗА ДОПОМОГОЮ ЗГОРТКОВО-КАПСУЛЬНОЇ МОДЕЛІ НЕЙРОННОЇ МЕРЕЖІ CNN-CAPSNET

Б. П. Книш, Я. А. Кулик — Thu, 31 Oct 2024 00:00:00 +0200

Запропоновано класифікацію соняшника за допомогою згортково-капсульної моделі нейронної мережі CNN-CapsNet з удосконаленою архітектурою, яка поєднує згорткову нейронну мережу CNN та капсульну нейронну мережу CapsNet та дозволяє використати переваги цих обох архітектур. На основі проведеного літературного огляду встановлено, що перевагою згорткової нейронної мережі CNN є коротший час навчання, а капсульної нейронної мережі CapsNet — більша точність, надійність та можливість ефективно працювати зі складними задачами. Поєднання згорткової нейронної мережі CNN та капсульної нейронної мережі CapsNet та вдосконалення архітектури CNN-CapsNet проводилося шляхом внесення змін в CapsNet. Ці зміни полягають в тому, що у динамічній маршрутизації процес зворотного зв’язку додає підтримку для капсули, яка найбільше відповідає вихідному сигналу. Також застосовуються функції активації для апроксимації нелінійних з’єднань у глибоких мережах. Вони реалізовані як базові математичні функції, зазвичай для скалярних величин. Згорткові шари використовуються для отримання початкових карт функцій, які потім завантажуються в модель CapsNet для виконання остаточної класифікації. На основі цього розроблено дві окремі моделі. Одна модель виконує класифікацію на основі двох класів: «незрілий соняшник» та «стиглий соняшник». Друга модель виконує класифікацію на основі трьох класів: «незрілий соняшник», «стиглий соняшник» та «хворий соняшник». Основними показниками ефективності нейронної мережі CNN-CapsNet вибрано такі характеристики як точність класифікації, чутливість та F-оцінка на основі помилок І і ІІ роду. Для аналізу цих показників побудовано матриці помилок і графіки точності та похибок цих моделей. Здійснене порівняння запропонованих моделей нейронної мережі CNN-CapsNet з подібними продемонструвало найбільшу точність саме запропонованих моделей.