Вісник Вінницького політехнічного інституту https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk <p>Журнал «Вісник Вінницького політехнічного інституту» є виданням, яке входить до Переліку наукових фахових видань України у галузі технічних наук (категорія Б) за спеціальностями: 121, 122, 123, 124, 125, 126, 131, 132, 133, 141, 144, 151, 152, 163, 172, 183, 275, а також 01.05.00, 05.02.02, 05.02.10, 05.03.05, 05.09.03, 05.11.00, 05.13.05, 05.13.06, 05.12.13, 05.12.20, 05.14.02, 05.14.06, 05.22.20, 05.23.02, 05.23.05 (накази Міністерства освіти і науки України: від 11.07.2019 р., № 975; від 15.10.2019, № 1301; від 17.03.2020 р., № 409).</p> <p>Журнал входить у міжнародні наукометричні бази Index Copernicus International та Google Scholar і реферується в Українському реферативному журналі «Джерело».</p> <p>Журнал публікує статті, які містять нові теоретичні та практичні результати в галузях технічних, економічних, природничих та гуманітарних наук. Публікуються також огляди сучасного стану розроб­ки важливих наукових проблем, огляди наукових та методичних конференцій, які відбулися у ВНТУ, статті з педагогіки вищої освіти.</p> uk-UA <p>Автори, які публікуються у цьому журналі, згодні з такими умовами:</p> <ul> <li class="show">Автори зберігають авторське право і надають журналу право першої публі­кації.</li> <li class="show">Автори можуть укладати окремі, додат­кові договірні угоди з неексклюзив­ного поширення опублікованої журналом версії статті (наприклад, розмістити її в інститутському репозиторії або опубліку­вати її в книзі), з визнанням її первісної публікації в цьому журналі.</li> <li class="show">Авторам дозволяється і рекомендується розміщувати їхню роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їхньому сайті) до і під час процесу подачі, так як це може привести до продуктивних обмінів, а також скорі­шого і ширшого цитування опубліко­ва­них робіт (див. вплив відкритого доступу).</li> </ul> visnykvpi@gmail.com (Голубєва Валентина Тадеушівна) visnykvpi@gmail.com (Голубєва Валентина Тадеушівна) Thu, 31 Mar 2022 00:00:00 +0300 OJS 3.2.1.2 http://blogs.law.harvard.edu/tech/rss 60 ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРИЧНОГО ПРОСТОРУ ПОКАЗНИКІВ ДЛЯ ОЦІНЮВАННЯ ДОСТУПНОСТІ ІНФОКОМУНІКАЦІЙНОГО ПРОЦЕСУ В БЕЗДРОТОВОМУ ЦЕНТРАЛІЗОВАНОМУ МЕРЕЖЕВОМУ КЛАСТЕРІ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2733 <p>Аналітично визначена модель параметричного простору показників для оцінювання доступності інфокомунікаційного процесу в бездротовому централізованому мережевому кластері. Досліджений процес описується як марковська система масового обслуговування, контрольованим параметром в якій є сумарний обсяг зайнятих системних ресурсів для всіх активних сеансів інфокомунікаційної взаємодії. До складу визначеного простору якісних стохастичних характеристик увійшли: середній обсяг зайнятих системних ресурсів та середня кількість активних сеансів інфокомунікаційної взаємодії в інформаційному середовищі базової станції; імовірність втрати вхідного запиту з причини недостатнього обсягу вільних системних ресурсів або відсутності вільних комунікаційних каналів на стороні базової станції. Також аналітично визначені функціональні залежності значень перелічених якісних характеристик від виду і параметрів функції розподілу обсягу вивільнюваних системних ресурсів базової станції. Як додаткові керовані параметри в створеній моделі враховуються такі характеристики як рівень завантаженості front-end інтерфейсу базової станції і зазначений у вхідному запиті бажаний обсяг системних ресурсів.</p> <p><em>З результатів емпіричного дослідження створеного математичного апарату виявилось, що зі зростанням навантаження на </em><em>front</em><em>-</em><em>end</em><em> інтерфейс досліджуваної системи значення всіх характеристичних параметрів метрики якісних показників зростають. Зазначено, що синхронне зростання значень показника середнього обсягу зайнятих системних ресурсів і показника середньої кількості активних сеансів інфокомунікаційної взаємодії відбувається майже лінійно, на відміну від поведінки значення показника імовірності втрати вхідного запиту, яке зростає експоненційно. Очевидною причиною зростання показника імовірності втрати вхідного запиту є зростання дисперсії значення такого характеристичного параметра, як бажаний обсяг системних ресурсів у вхідних запитах. Також з’ясувалося, що основана на базі геометричного розподілу схема управління розподілом системних ресурсів, задовольняє вхідні запити з меншим значенням бажаного обсягу системних ресурсів та</em> загалом<em> орієнтована на підтримку вже активних сеансів інфокомунікаційної взаємодії.</em></p> О. М. Данильчук, В. В. Ковтун, О. Д. Никитенко, Ю. Ю. Нестюк, В. В. Присяжнюк Авторське право (c) 2022 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2733 Thu, 31 Mar 2022 00:00:00 +0300 ОСОБЛИВОСТІ БЛОКА КЕРУВАННЯ ДЛЯ КОРЕЛЯЦІЙНОГО ОБРОБЛЕННЯ ЗОБРАЖЕНЬ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2734 <p>Широке запровадження мобільних роботів у різних сферах діяльності людини потребує подальшого їх вдосконалення та модернізації базових систем у їх складі. Найширше задіяні у цьому випадку засоби технічного зору у складі бортових систем мобільних роботів, а також пов’язані з ними блоки керування. Під час функціонування мобільного робота в автоматичному режимі необхідно врахувати низку особливостей та обмежень, зумовлених характером виконуваних практичних задач. Для блока керування насамперед — це забезпечення швидкодії спрацювання та компактності реалізації з орієнтацією на технології ПЛІС. У роботі ці аспекти побудови блока керування розглянуто з погляду реалізації кореляційної обробки статичних цифрових (бінарних) зображень. Як конкретний приклад вибрано оптоелектронну систему з кореляційною бінарною матрицею та матрицею світлодіодів для візуалізації сформованого оптичного кореляційного рельєфу. Такі системи найчастіше входять до складу бортових систем керування мобільних роботів і призначенні для виявлення та ідентифікації об’єктів. Запропоновано структуру блока керування з урахуванням особливостей кореляційного оброблення в оптоелектронній системі. Блок керування містить три лічильника: лічильник тактів, лічильник адреси для зчитування з пам’яті еталонів, лічильник адреси для зсуву у кореляційній матриці, а також пристрій керування. Побудовано пристрій керування у складі блока керування як мікропрограмний автомат (МПА) з використанням особливостей синтезу R-автомата. Особливістю R-автомата є реалізація його запам’ятовувальної частини на зсувному регістрі (R) на відміну від паралельних регістрів (T) та лічильників (СТ). Такий підхід дозволяє спростити комбінаційну частину МПА з можливістю нарощування його регулярної запам’ятовувальної частини на базі зсувного регістра. Це дозволяє ефективно реалізувати такі структури в одній мікросхемі ПЛІС архітектури FPGA.</p> Т. Б. Мартинюк, Л. В. Крупельницький, О. В. Микитюк, М. О. Зайцев Авторське право (c) 2022 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2734 Thu, 31 Mar 2022 00:00:00 +0300 ЗАСТОСУВАННЯ НЕЙРОННОЇ МЕРЕЖІ ХОПФІЛДА ДЛЯ РОЗПІЗНАВАННЯ СТАНУ РОЗВИТКУ ЕМБРІОНІВ ПТАШЕНЯТ КУРЕЙ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2735 <p class="a"><span lang="UK">Моніторинг розвитку курячих ембріонів є важливою частиною процесу вилуплення, який дозволяє визначити, коли яйце не розвивається, а також коли яйце близьке до вилуплення. Можливість уважніше стежити за розвитком ембріона дозволяє визначати оптимальні моменти часу для зміни параметрів інкубації, таких як вологість, для створення найкращих умов для вилуплення пташенят. Для моніторингу розвитку курячих яєць під час інкубації запропоновано автоматизувати процес овоскопування завдяки визначенню стану ембріонів пташенят завдяки застосуванню системи технічного зору NI&nbsp;EVS-1464R компанії National Instruments, де для отримання зображень доступна низка апаратних засобів (плати відеозахоплення для цифрових камер з різним інтерфейсом, системи реального часу і смарт-камери), та штучної нейронної мережі Хопфілда. Це дозволяє реалізувати асоціативну пам’ять. Головне завдання асоціативної пам’яті зводиться до запам’ятовування вхідних (навчальних) вибірок таким чином, щоби при представленні нової вибірки система змогла згенерувати відповідь ― яка із запам’ятованих раніше вибірок найближча до образу, що надійшов. Така нейронна мережа змінює свій внутрішній стан за кожну ітерацію і зупиняється, коли поточний стан збігається з попереднім. У такому разі стверджують, що нейронна мережа зійшлася до одного зі станів, збережених у її пам’яті. Якщо ж у пам’яті не виявлено схожий образ, мережа може видати неіснуючий атрактор. Виконано моделювання розпізнавання різних станів ембріонів пташенят курей. У разі виконання овоскопування світлий сектор площі яйця відповідає сигналу, що дорівнює 0, а темний сектор ― сигналу 1. Всього в моделюванні аналізувалися стани двадцяти трьох секторів площі яйця птиці. На мові С++ розроблено програмний засіб на базі нейронної мережі Хопфілда й виконано перевірку його здатності ідентифікувати живі та неживі ембріони пташенят курей. Правильна ідентифікація спотворених векторів дозволяє застосовувати мережу Хопфілда у птахівництві, що зменшить надмірну стомлюваність операторів й унеможливить помилкове вибраковування нормальних яєць.</span></p> Т. Ю. Уткіна, В. Г. Рябцев Авторське право (c) 2022 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2735 Thu, 31 Mar 2022 00:00:00 +0300 РОЗРОБКА ПРОТОКОЛУ ПЛАТІЖНИХ КАНАЛІВ НА БЛОКЧЕЙНІ STELLAR https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2736 <p>Розглянуті питання щодо теми платіжних каналів та їх практичної імплементації у стеллар блокчейні. Описано загальну ідею платіжних каналів та технічні деталі, що притаманні їх імплементації саме у стеллар блокчейні.</p> <p>Наведено технічні деталі устрою стеллар блокчейну, а саме описано стеллар аккаунти, транзакції та операції. Наведені типи стеллар операцій, що будуть використовуватися у статті. Детально описано яким властивостям повинна задовольняти транзакція, щоб вважатися коректною з точки зору стеллар блокчейну.</p> <p>Описано протокол платіжних каналів на стеллар блокчейні, наведені відповідні діаграми. Описано основні дійові особи та елементи платіжних каналів. Пояснено роль відповідних аккаунтів, а саме хост аккаунту (host account), гостьового аккаунту (guest account) та спільного аккаунту (escrow account). Пояснено роль транзакцій, що використовуються у протоколі, а саме відкриваюча транзакція (funding transaction), службова транзакція (bump sequence transaction) та транзакція-зобов’язання (settlement transaction). Наведено схему, що показує у якому порядку та від імені яких аккаунтів публікуються транзакції.</p> <p>Детально описано процес обміну транзакціями поза блокчейном (off-chain transaction exchange). Для ілюстрації залежності транзакцій одна від одної наведено схему позитивних та негативних випадків публікації транзакцій.</p> <p>В останньому розділі розглядається механізм інвалідації застарілих транзакцій зобов’язань за допомогою часових обмежень на публікацію транзакцій. Наведена часова діаграма, що показує які транзакції можуть бути опубліковані в певний конкретний момент часу. Пояснено необхідність часової затримки між публікацією службової (bump sequence) транзакції та транзакції зобов’язання (settlement transaction). Пояснена необхідність використання властивостей порядкового номера (sequence number) аккаунту та транзакцій.</p> Є. С. Щербіна, В. І. Месюра Авторське право (c) 2022 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2736 Thu, 31 Mar 2022 00:00:00 +0300 АНАЛІЗ ГЕНЕРАТИВНИХ МОДЕЛЕЙ ГЛИБОКОГО НАВЧАННЯ ТА ОСОБЛИВОСТЕЙ ЇХ РЕАЛІЗАЦІЇ НА ПРИКЛАДІ WGAN https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2737 <p class="a" style="line-height: 11.0pt;"><span lang="UK">Представлено особливості будови, навчання та сфери застосування генеративних моделей глибокого навчання. До основних завдань таких модель відносяться генерування даних (зображень, музики, текстів, відео), перенесення стилів з одних даних на інші, поліпшення якості даних, їх кластеризація, пошук аномалій тощо. Зазначено, що результати роботи генеративних моделей, окрім поширених розважальних цілей, можуть використовуватися як: додаткові дані для навчання інших моделей машинного навчання, джерела нових ідей для творчих професій, інструменти анонімізації чутливих даних тощо. Проаналізовано переваги та недоліки таких базових видів генеративних моделей як автокодувальники, варіаційні автокодувальники, генеративні змагальні мережі (ГЗМ), ГЗМ Васерштейна (Wasserstein GAN, WGAN), StyleGAN, StyleGAN2 та BigGAN. Також описано покрокове дослідження імплементації генеративної моделі на прикладі WGAN, яке включає як реалізацію базової архітектури цієї моделі, так і застосування складніших елементів. Прикладами таких елементів є впровадження умовної генерації для можливості вибору потрібного класу та алгоритм білінійного підвищення дискретизації для вирішення проблеми так званого «ефекту шахової дошки». Фінальна модель, яка була створена в результаті дослідження та отримала назву CWGAN-GP_128, здатна генерувати реалістичні зображення кульбабок та чорнобривців у роздільній здатності 128×128 пікселів. Модель навчалася на авторському наборі даних, що складається з 900 фотографій (по 450 для кожного класу). У процесі навчання для аугментації зображень використовувалися такі афінні перетворення, як повороти та перевертання. Наголошено, що хоч результати роботи генеративних моделей часто легко оцінити візуально, проте разом з бурхливим розвитком ГЗМ зростає актуальність проблеми автоматизації процесу оцінювання якості згенерованих даних. Остаточна модель відкрита для публічного доступу, а з результатами її роботи можна ознайомитися на авторському вебсайті thisflowerdoesnotexist.herokuapp.com.</span></p> Я. О. Ісаєнков, О. Б. Мокін Авторське право (c) 2022 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2737 Thu, 31 Mar 2022 00:00:00 +0300 НЕСТАЦІОНАРНИЙ ТЕПЛООБМІН У ВЕРТИКАЛЬНОМУ ЦИЛІНДРИЧНОМУ ОБ’ЄМІ, ЗАПОВНЕНОМУ РІДИНОЮ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2727 <p class="a"><span lang="UK" style="letter-spacing: -.1pt;">Проаналізовано умови конвективного теплообміну у «обмеженому об’ємі» та у «великому об’ємі». Встановлено, що процес теплообміну в елементах базової експериментальної установки в системі експериментально-розрахункового методу відповідає теплообміну у «великому об’ємі» за умов вільної конвекції. Описаний експериментальний стенд для дослідження нестаціонарного теплообміну у системі «навколишнє середовище І — тіло ІІ», основними елементами якого є дві робочі порожнини: зовнішня, заповнена водою, об`ємом V<sub>1</sub>, та внутрішня, заповнена досліджуваним рідинним середовищем об’ємом V<sub>2</sub>, причому V<sub>1</sub> більший V<sub>2</sub> в 3 рази. Наведені результати експериментального визначення тепловіддачі між внутрішньою поверхнею тонкого металевого циліндра і досліджуваним рідинним середовищем в обмеженому просторі для системи «навколишнє середовище І — тіло ІІ» за умов ламінарного режиму як навколишнього середовища, так і досліджуваного рідинного середовища. Коефіцієнт тепловіддачі досліджувався із застосуванням розрахунково-експериментального методу під час нагрівання та охолодження рафінованої соняшникової олії, дистильованого гліцерину, цукрового розчину концентрації 50<sup>&nbsp;</sup>%, 60<sup>&nbsp;</sup>% в умовах вільної конвекції. Експериментальні результати зіставленні з результатами досліджень відомих авторів для умов «великого об’єму». Описано умови перебігу теплообмінного процесу під час експерименту за різних напрямів теплообміну в «обмеженому об’ємі» (всередині тонкостінного металевого циліндра із досліджуваною рідиною). Обґрунтовано, що біля поверхні циліндричної металевої стінки в процесі теплообміну утворюється тепловий приграничний шар, в межах якого змінюється температура теплоносія, а перенос теплоти в межах приграничного шару відбувається за рахунок теплопровідності. Отримані критеріальні рівняння для визначення коефіцієнта тепловіддачі у разі нагрівання та охолодження досліджуваного рідинного середовища в умовах вільної конвекції.</span></p> С. Й. Ткаченко, О. В. Власенко, Н. Д. Степанова, Є. О. Павлович Авторське право (c) 2022 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2727 Thu, 31 Mar 2022 00:00:00 +0300 ЛАБОРАТОРНІ ДОСЛІДЖЕННЯ КОМБІНОВАНОГО МЕТОДУ ЗНЕВОДНЕННЯ ВНУТРІШНІМИ ДЖЕРЕЛАМИ ТЕПЛОТИ В УМОВАХ ЕЛЕКТРИЧНОГО НАГРІВУ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2728 <p class="a"><span lang="UK">Постійне погіршення якості залізних руд викликає необхідність переробки важкозбагачуваних корисних копалин, що вимагають глибокого збагачення, і ускладнює зневоднення. На вуглезбагачувальних фабриках широко застосовують процеси, які відбуваються у водних середовищах. В результаті цих процесів після відокремлення мінеральних домішок у вугіллі залишається значна кількість баласту — води. Тому завершальними операціями в процесах збагачення є механічне і термічне зневоднення продуктів збагачення вугілля, насамперед вугільних концентратів та шламів. При цьому основну складність становить сушіння флотоконцентрату (0…0,5 мм) і дрібного концентрату (0,5…6 мм), які мають після механічного зневоднення залишкову вологість 23…27<sup>&nbsp;</sup>% і близько 13<sup>&nbsp;</sup>% відповідно, що зумовлює необхідність додаткового теплового сушіння, від способу і апаратурного оформлення якого залежать якість вугільного концентрату, витрата палива, енерго- і металоємність процесу. Використання термічного сушіння для зневоднення продуктів збагачення пов’язано з різким збільшенням капіталовкладень та витрат дефіцитних енергоносіїв, що в умовах сучасного ринку сировини і стану економіки недоцільно. Зневоднення фільтрацією на вакуум-фільтрах, яке отримало повсюдне поширення на збагачувальних фабриках, не дозволяє отримати продукти збагачення кондиційної вологості. За підвищеної вологості концентрату збільшуються витрати на транспортування його споживачеві, а в зимовий час можливе його змерзання у залізничних вагонах. Розробка ефективних методів сушіння і термообробки дисперсних матеріалів набуває важливого практичного значення з огляду на високі вимоги, які висуваються до якості готової продукції і необхідністю переходу до енерго- і ресурсозбережних технологій. Великою проблемою є зневоднення осадів шламової крупності, тому що наявні методи фільтрації&nbsp;для&nbsp;цього&nbsp;малопридатні.&nbsp;Отже встановлення закономірностей процесу зневоднення тонкодисперсних матеріалів є актуальним науковим завданням.</span></p> О. В. Замицький, Н. В. Бондар, С. О. Крадожон Авторське право (c) 2022 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2728 Thu, 31 Mar 2022 00:00:00 +0300 ПІДВИЩЕННЯ ТОЧНОСТІ РЕГУЛЮВАННЯ НАПРУГИ НА КОНДЕНСАТОРІ АКТИВНОГО ФІЛЬТРА https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2729 <p>Розглянуто схему керування активним фільтром на основі dq-теорії з блоком автоматичної стабілізації напруги на конденсаторі, що містить систему адаптивного керування затримкою в часі та фільтр нижніх частот. Введення затримки можна реалізувати за допомогою мікроконтролера, який автоматично розраховуватиме необхідний коефіцієнт затримки та вихідний масштабний коефіцієнт. Фільтр нижніх частот налаштований на сьому гармоніку, що дозволяє регулювати затримку в діапазоні, який забезпечує мінімальне значення допустимої похибки відхилення напруги. Також проведено дослідження якості підтримання напруги на конденсаторі за допомогою комплексу заходів. Для покращення компенсаційної здатності активного фільтра виконано налаштування блока ковзного усереднення струму на шосту гармоніку у разі симетричного навантаження. Часова реакція блока автоматичної стабілізації напруги на конденсаторі постійного струму забезпечує стабільний процес заряду/розряду конденсатора і високий рівень компенсації вищих гармонік без значної додаткової генерації активної потужності в мережу. Показано, що підвищення точності регулювання напруги на конденсаторі силового активного фільтра дозволяє забезпечити досягнення мінімальних значень гармонічних спотворень та стабільної роботи системи. Перехідна реакція силового активного фільтра визначається контуром керування вихідним струмом фільтра. Тому його часовий відгук вибрано достатньо швидким, щоб відслідковувати за поточною формою синусоїдного струму. З іншого боку, швидкодія контуру регулювання напругою конденсатора не повинна бути дуже швидкою, та вона вибирається принаймні в 10 разів повільнішою ніж контуру регулювання поточного струму фільтра. Таким чином, ці дві системи керування можна розділити і спроектувати як дві незалежні системи та відрегулювати кожну за індивідуальними характеристиками.</p> М. Й. Бурбело, О. М. Кравець, Д. Ю. Лебедь Авторське право (c) 2022 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2729 Thu, 31 Mar 2022 00:00:00 +0300 ПІДХОДИ ТА ВИМОГИ ДО МОДЕЛЮВАННЯ СТРУКТУРИ НАПІВПРОВІДНИКОВОГО ШАРУ СОНЯЧНОГО ЕЛЕМЕНТА https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2730 <p>Розглянуті та проаналізовані існуючі моделі сонячного елемента. Встановлено, що ці моделі досліджують: залежність нормованої щільності струму від напруги зі зміною товщини фотоелектричного перетворювача, фотоелектричні характеристики фотоелектричного перетворювача в залежності від температурного коефіцієнта та різних умов освітленості. В моделях показано, що з підвищенням температури знижується значення величини коефіцієнта корисної дії, струму, коефіцієнта заповнення вольт-амперної характеристики. Аналіз моделей показав, що розрахунок основних електрофізичних параметрів (струм короткого замикання, напруга холостого ходу) виконується без урахування змін площі активної сприймаючої поверхні рельєфу напівпровідникового шару фотоелектричного перетворювача. Це істотно впливає на розрахунок величини вихідної потужності та коефіцієнта корисної дії, а також знижує точність та стабільність вольт-амперної та вольт-ватної характеристик сонячного елемента. Для розрахунку величини реальної площі сприймаючої поверхні напівпровідникового шару фотоелектричного перетворювача, запропоновано використати зміни властивостей внутрішньої структури напівпровідникового шару фотоелектричного перетворювача. Проведено дослідження моделі сонячного фотоелектричного перетворювача з урахуванням загальної геометричної площі поверхневого напівпровідникового шару фотоелектричного перетворювача. Для дослідження впливу властивостей реальної сприймаючої поверхні на вихідні параметри фотоелектричного перетворювача запропоновано використовувати модель, в якій враховується загальна геометрична площа. За результатами моделювання фотоелектричного перетворювача за допомогою програми MathCAD, побудовані вольт-амперні характеристики фотоелектричного перетворювача з геометричною площею та з реальними площами поверхні фотоелектричного перетворювача. Виявлено, що криві вольт-амперної характеристики для реальних площ сприймаючої поверхні відрізняються від кривої для геометричної топологічної площі. Запропоновано розрахунок площі активної сприймаючої поверхні рельєфу напівпровідникового шару фотоелектричного перетворювача проводити на основі моделювання процесів в структурі напівпровідникового шару фотоелектричного перетворювача.</p> І. Г. Кирисов, П. Ф. Буданов, Е. О. Хом’як, К. Ю. Бровко Авторське право (c) 2022 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2730 Thu, 31 Mar 2022 00:00:00 +0300 ПУСКОВІ РЕЖИМИ АСИНХРОННИХ ЕЛЕКТРОПРИВОДІВ З УРАХУВАННЯМ ОПОРУ ЛІНІЇ СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2731 <p class="a"><span lang="UK">Розглядаються питання впливу активного опору лінії системи електропостачання на пускові характеристики асинхронних електроприводів. В розподільчих мережах низької напруги великої протяжності напруга у кінцевих споживачів може зменшуватись через значне падіння її в лінії електропередачі. Це падіння напруги буде залежати від величини струму в лінії. Пуск нерегульованих асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором характеризується відносно невеликою величиною пускового моменту за великих значень пускового струму, що може призводити до збільшення падіння напруги в лінії електропередачі під час пуску та, як наслідок, зменшення пускового моменту, який пропорційний квадрату прикладеної напруги. Таким чином, режим роботи електропривода з частими пусками буде негативно впливати на роботу інших споживачів електричної енергії. Проведено порівняння пускових характеристик за використання серійного асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором та модифікованого з масивними торцевими феромагнітними екранами елементів роторного контуру поза робочим повітряним зазором, що забезпечує формування механічної характеристики «екскаваторного» типу. Досліджено вплив активного опору лінії електропередачі на величини пускових моментів та струмів для електроприводів з обома типами двигунів. Встановлено, що модифікований асинхронний двигун за рахунок більшої величини пускового моменту дозволяє здійснити пуск електропривода зі статичним моментом, рівним номінальному моменту двигуна, при досліджуваній зміні активного опору лінії до 1,5 відносно активного опору статорної обмотки двигуна, тоді як в електроприводі з серійним двигуном пусковий момент стає менше номінального при додатковому опорі більше 0,8 відносно активного опору статорної обмотки. Водночас більші значення пускового моменту забезпечують електроприводу з модифікованим асинхронним двигуном значно менші час пуску та споживання активної енергії, ніж у разі застосування серійної машини з однаковими умовами пуску. Таким чином, електропривод з асинхронним двигуном з масивними торцевими феромагнітними екранами фрагментів роторного контуру поза робочим повітряним зазором має суттєві переваги перед серійним двигуном у випадку роботи з частими пусками.</span></p> Н. Д. Красношапка, М. В. Пушкар Авторське право (c) 2022 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2731 Thu, 31 Mar 2022 00:00:00 +0300 СТІЙКІСТЬ СИСТЕМ ВЕКТОРНОГО КЕРУВАННЯ НАПРУГОЮ АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2732 <p class="a"><span lang="UK">Проаналізовано властивості стійкості типових структур систем векторного керування асинхронними генераторами з лінійними пропорційно-інтегральними регуляторами струмів і напруги ланки постійного струму. Дослідження базується на розгляді математичної моделі асинхронної машини з урахуванням кривої намагнічування, що дало можливість модифікувати типовий алгоритм векторного керування напругою та модулем вектора потокозчеплення шляхом врахування насичення. Проблемою в доведенні стійкості системи генерування на основі асинхронного генератора є те, що його математична модель є нелінійною та немінімально-фазовою, а динаміка напруги ланки постійного струму є нелінійною навіть для постійного потокозчеплення та швидкості через наявність нелінійних компонент, які пропорційні активним втратам. З використанням теорії сингулярно-вироджених систем в роботі встановлено умови, за яких можливо розглядати систему керування напругою асинхронного генератора зниженого порядку, та доведено властивості локальної асимптотичної стійкості системи генерування у разі дії типових алгоритмів векторного керування. Показано, що локальна асимптотична стійкість забезпечується за умови розділення у часі процесів регулювання напруги і моментоутворювальної компоненти струму статора, яке досягається за рахунок спеціального, запропонованого в роботі налаштування коефіцієнтів регуляторів напруги та струму. Модифікований алгоритм векторного керування асинхронним генератором досліджено методом математичного моделювання та на експериментальній установці. На першому етапі досліджено динаміку системи, коли підсистема потокозчеплення знаходиться у стані рівноваги. В результаті підтверджено можливість розгляду системи зниженого порядку для аналізу та синтезу підсистеми регулювання напруги. На другому етапі експериментально досліджено динамічну поведінку контуру регулювання напруги для різних налаштувань регуляторів та показано, що запропоноване в роботі налаштування алгоритму керування напругою забезпечує розділення у часі процесів регулювання струму і напруги, а також їх квазірозв’язання</span><span lang="UK" style="font-family: 'Bodoni MT Poster Compressed','serif';">.</span></p> С. М. Пересада, С. М. Ковбаса, М. М. Желінський, Є. О. Ніконенко, О. І. Райчук Авторське право (c) 2022 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2732 Thu, 31 Mar 2022 00:00:00 +0300 ДИНАМІКА ПОШИРЕНОСТІ МЕТОДІВ СПАЛЮВАННЯ ТВЕРДИХ ПОБУТОВИХ ВІДХОДІВ В УКРАЇНІ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2724 <p>З метою вирішення проблеми твердих побутових відходів у розвинутих країнах поширене їхнє спалювання на сміттєспалювальних заводах. Тому визначення регресійної залежності, що описує динамiку поширеності методів спалювання твердих побутових відходів в Україні для вирішення проблеми поводження з твердими побутовими відходами, є актуальною науково-технічною задачею. Метою дослідження є визначення за допомогою регресійного аналізу залежностей, які описують динамiку поширеності методів спалювання твердих побутових відходів в Україні для вирішення проблеми поводження з ТПВ. Під час дослідження використано метод регресійного аналізу результатів однофакторних експериментів та інших парних залежностей з вибором адекватнішого виду функції з 16 найпоширеніших варіантів за критерієм максимального коефіцієнта кореляції. Регресія проводилась на основі лінеаризувальних перетворень, які дозволяють звести нелінійну залежність до лінійної. Визначення коефіцієнтів рівняння регресії здійснювалось методом найменших квадратів за допомогою розробленої комп’ютерної програми "RegAnaliz", яка захищена свідоцтвом про реєстрацію авторського права на твір. Отримано адекватні регресійні залежності, що описують динаміку поширеності методів спалювання твердих побутових відходів в Україні. Побудовано графічну залежність, що описує динаміку поширеності методів спалювання твердих побутових відходів в Україні, та дозволяє наочно проілюструвати цю динаміку, показати достатню збіжність теоретичних та фактичних результатів. Встановлено, що в Україні протягом 2012—2019 рр. поширеність спалювання твердих побутових відходів з метою отримання енергії зростала за гіперболічно-експоненціальною залежністю, а поширеність спалювання твердих побутових відходів без отримання енергії — спадала за експоненціально-гіперболічною залежністю. Спрогнозовано, що в Україні в 2031 році серед методів спалювання ТПВ поширеність спалювання з метою отримання енергії за відповідних умов може скласти 99,66<sup>&nbsp;</sup>%, а без отримання енергії — 0,34<sup>&nbsp;</sup>%.</p> О. В. Березюк, М. С. Лемешев Авторське право (c) 2022 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2724 Thu, 31 Mar 2022 00:00:00 +0300 АНАЛІЗ ПОРУШЕНИХ ЗЕМЕЛЬ КАР’ЄРУ «ПІВДЕННИЙ» КОСТЯНТИНІВСЬКОГО РАЙОНУ ДЛЯ ЇХНЬОЇ ПОДАЛЬШОЇ РЕКУЛЬТИВАЦІЇ ТА ЦІЛЬОВОГО ОСВОЄННЯ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2726 <p class="a"><span lang="UK">Негативним наслідком діяльності кар’єру є порушення природного екологічного балансу в навколишньому природному середовищі, яке проявляється у:</span></p> <p class="a" style="margin-top: 0cm; line-height: 11.0pt;"><span lang="UK">1) скороченні площ земельних угідь за рахунок відведення їх для розробки кар’єру;</span></p> <p class="a" style="margin-top: 0cm; line-height: 11.0pt;"><span lang="UK">2) незначній зміні характеру водного режиму і хімічного складу підземних вод;</span></p> <p class="a" style="margin-top: 0cm; line-height: 11.0pt;"><span lang="UK">3) порушенні ґрунтового покриву і зміні фізичних і хімічних якостей ґрунтів через неминучі переміщення і змішування різних порід;</span></p> <p class="a" style="margin-top: 0cm; line-height: 11.0pt;"><span lang="UK">4) зміні видового складу рослинності;</span></p> <p class="a" style="margin-top: 0cm; line-height: 11.0pt;"><span lang="UK">5) зміні рельєфу місцевості.</span></p> <p class="a" style="margin-top: 0cm; line-height: 11.0pt;"><span lang="UK" style="letter-spacing: .1pt;">Завданням сучасного природокористування є не тільки раціональне використання природних ресурсів, а й поліпшення або збереження історично сформованого навколишнього техногенного середовища. При цьому фонові показники стану техногенного середовища приймаються за гранично допустимі.</span></p> <p class="a" style="margin-top: 0cm; line-height: 11.0pt;"><span lang="UK">Кар’єр «Південний» є важливою ланкою в технологічному циклі Південно-Східного рудника з видобутку вогнетривких глин. Реконструкція кар’єру викликана потребою видобутку корисної копалини в обсязі 200 тис. тонн на рік.</span></p> <p class="a" style="margin-top: 0cm; line-height: 11.0pt;"><span lang="UK">Ведення гірничих робіт відповідно до технології відпрацювання ділянки та надійна робота допоміжних служб забезпечать збереження сталого (фонового) стану техногенного середовища на території площею понад 62 га.</span></p> <p class="a" style="margin-top: 0cm; line-height: 11.0pt;"><span lang="UK">Таким чином, за дотримання технології видобутку корисних копалин і реалізації системи захисних заходів подальше відпрацювання кар’єру не завдасть будь-якої шкоди об’єктам навколишнього техногенного середовища і дозволить коректно вирішити такі основні завдання щодо:</span></p> <p class="a" style="margin-top: 0cm; line-height: 11.0pt;"><span lang="UK">– розробки технологій зняття родючого шару ґрунту, його зберігання, транспортування і нанесення на рекультивовану поверхню;</span></p> <p class="a" style="margin-top: 0cm; line-height: 11.0pt;"><span lang="UK">– складання календарного плану технічного етапу рекультивації та передачі рекультивованих ділянок для біологічної рекультивації;</span></p> <p class="a" style="margin-top: 0cm; line-height: 11.0pt;"><span lang="UK">– розробки технології біологічної рекультивації.</span></p> Я. Ю. Байкалов, О. І. Кутняшенко Авторське право (c) 2022 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2726 Thu, 31 Mar 2022 00:00:00 +0300 РОЗРОБКА БІОКОМПОЗИТІВ, НАПОВНЕНИХ ПРОДУКТАМИ ПЕРЕРОБКИ ВТОРИННОЇ СИРОВИНИ РОСЛИННОГО ПОХОДЖЕННЯ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2738 <p>Подано результати аналізу розробки складу та технології формування біокомпозитних матеріалів на основі клеючої речовини (кістковий клей марки К<sub>3,5</sub>) та дисперсних наповнювачів, отриманих в результаті обробки або переробки вторинної сировини рослинного походження, зокрема кавової гущі з високою дисперсністю частинок, подрібненого механічним способом сушеного листя, койру кокосу та стебел зернових культур. Вміст наповнювачів в біокомпозитних матеріалах варіювався в межах 80…130 мас. ч., що відповідало оптимальному вмісту частинок в біополімерній матриці. Формування зразків відбувалося шляхом суміщення розчину кісткового клею з обробленим наповнювачем в результаті механічного змішування компонентів та наступного пресування в прес-формі. Забезпечення однорідності та суцільності біополімерної матриці відбувається завдяки поетапному режиму термічної обробки біокомпозитних матеріалів. Оптимальний вміст наповнювачів визначали за результатами аналізу експериментальних досліджень межі міцності на стискання циліндричних зразків. Встановлено, що найвищі значення межі міцності на стискання (78,02 МПа) мають біокомпозитні матеріали, що містять частинки стебел зернових культур в кількості 190 мас. ч. Проаналізовано макроструктуру розроблених біокомпозитних матеріалів. Біокомпозитні матеріали, які наповнені частинками подрібненого сушеного листя, мають найбільшу кількість макроскопічних дефектів після термічної обробки. В цих зразках виявлено велику кількість пор та тріщин. Найменшу кількість дефектів мають біокомпозити, наповнені частинками подрібнених стебел зернових культур, що підтверджується отриманими значеннями межі міцності на стискання. Розроблені біокомпозитні матеріали можна застосовувати для виготовлення елементів меблів та підлоги, деталей декору салону транспортних засобів, тари, корпусів приладів.</p> В. П. Кашицький, О. Л. Садова, О. В. Заболотний, В. М. Малець, В. С. Мазурок Авторське право (c) 2022 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2738 Thu, 31 Mar 2022 00:00:00 +0300 МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ НАПРУЖЕНОГО СТАНУ ҐРУНТОВОГО СЕРЕДОВИЩА https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2739 <p>Розроблена математична модель, яка описує напружений стан ґрунтового середовища. Базова розрахункова модель ґрунтового масиву представлена у вигляді дисперсного середовища, напружений стан якого описується дискретно-континуальною моделлю під дією усіх складових напружень. Такий підхід дозволив використати основні положення теорії пружності для побудови системи диференціальних рівнянь рівноваги дисперсного середовища для плоскої постановки задачі, а також використати ймовірнісні властивості дисперсних середовищ для розв’язку систем диференціальних рівнянь, які описують розподіл напружень в розпірному дисперсному середовищі із розподільною властивістю. Під дією на ґрунтовий масив зовнішнього навантаження у вигляді зосередженої сили отримано диференціальне рівняння розподілу вертикального нормального напруження параболічного типу, як один з різновидів рівняння теплопровідності. Для розв’язку диференціальних рівнянь розподілу вертикальних напружень використаний підхід застосування експоненціальної функції, яка дозволяє забезпечувати симетричність розподілу напружень відносно лінії дії зосередженої вертикальної сили і характеризувати структуру самого ґрунтового середовища. Для визначення адекватності розробленої математичної моделі напруженого стану ґрунтового масиву використано зовнішнє навантаження у вигляді сили, заданої нормальною функцією розподілу по поверхні ґрунтового масиву. На основі розробленої математичної моделі отримано функцію розподілу дотичних, нормальних вертикальних і горизонтальних напружень для нормального зовнішнього силового навантаження на ґрунтовий масив. Порівняльний аналіз результатів теоретичних і експериментальних дослідження на дослідному зразку типу дрібний пісок показав високий ступінь адекватності розробленої математичної моделі напруженого стану ґрунтового середовища.</p> Я. В. Іванчук , Р. Д. Іскович-Лотоцький, К. В. Добровольська, О. Д. Замковий, Р. І. Павлович Авторське право (c) 2022 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2739 Thu, 31 Mar 2022 00:00:00 +0300