Статті (ЕІС та РК)
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Документ Система вимірювання динамічних характеристик безекіпажного катера як складова його системи автоматичного керування(Херсонська державна морська академія, 2024) Войтасик А. М.; Костенко Д. В.; Сірівчук А. С.; Voitasyk A. M.; Sirivchuk A. S.; Kostenko D. V.Розроблено структуру та принципи роботи системи вимірювання динамічних параметрів руху безекіпажного надводного катера, яка входить до складу його системи автоматичного керування для забезпечення ефективного маневрування та виконання операцій у морському середовищі. Систему вимірювання динамічних характеристик реалізовано за допомогою єдиного модуля сенсорів, що включає трьохосьові акселерометри, магнітометри, гіроскопи та GPS-приймач. Для обробки даних застосовуються медіанні фільтри для зменшення шуму, алгоритм Маджвіка для підвищення точності визначення кутового положення та метод Адамса для розрахунку лінійних прискорень через інтегрування. Всі процеси обробки та візуалізації реалізовані у програмному середовищі MATLAB Simulink із використанням UDP-протоколу передачі даних. Запропонована система вимірювання динамічних характеристик здатна забезпечити визначення основних параметрів руху безекіпажного надводного катера в режимі реального часу. Система дозволяє оптимізувати роботу автоматичного керування безекіпажного надводного катера, підлаштовуючи його до умов експлуатації та гарантувати об’єднану роботу з іншими підсистемами. Розроблена система вперше реалізує інтегроване рішення для вимірювання динамічних параметрів безекіпажного надводного катера на базі компактного модуля сенсорів. Інформаційна обробка здійснюється за допомогою алгоритмів, що забезпечують високу точність вимірювань та мінімізацію помилок, викликаних зовнішніми впливами. Система вимірювання динамічних характеристик є основою для створення автоматизованих безекіпажних катерів, що можуть виконувати широкий спектр завдань, зокрема патрулювання, моніторинг та оперативне реагування. Її використання знижує витрати на експлуатацію та підвищує ефективність морських операцій. Основними її відмінностями є особливості схемотехнічної реалізації, форма інформаційного представлення засобами програмного середовища MATLAB Simulink та менша собівартість виробництва чинного зразка у порівнянні зі світовими аналогами.Документ Застосування системного підходу під час зовнішнього проектування ненаселених буксируваних підводних систем(2020) Блінцов, В. С.; Куценко, П. С.Документ Класифікаційні ознаки ненаселених прив’язних підводних систем як складова підвищення ефективності їх проєктування(2020) Блінцов, В. С.; Клочков, О. П.; Куценко, П. С.; Блинцов, В. С.; Клочков, А. П.; Куценко, П. С.; Blintsov, V. S.; Klochkov, O. P.; Kucenko, P. S.Стадія проєктування є досить ресурсомісткою у загальному процесі створення засобів морської робототехніки. Тому актуальною є прикладна наукова задача зниження ресурсних витрат таких процесів, зокремаі й завдяки скороченню витрат часу на виконання проєктних робіт шляхом визначення проєктних характеристик уже на ранніх стадіях проєктування. Запропонований підхід до зниження таких витрат передбачає структуризацію класифікаційних ознак прив’язних підводних систем таким чином, щоб максимально спростити вибір та обґрунтування проєктних рішень на стадії ескізного проєктування. Для проєктувальників підводної техніки запропоновано перелік класифікаційних ознак прив’язних самохідних і буксируваних підводних систем, який ґрунтується на системному підході і структурований відповідно до матеріальних, енергетичних, інформаційних та експлуатаційних (функціональних) критеріїв. Це дає змогу виконувати порівняльну оцінку наявних систем за ключовими показниками та формалізувати процеси їх синтезу на ранніх стадіях проєктування. Для демонстрації можливостей системного підходу розроблено узагальнений алгоритм організації проєктних робіт із застосуванням запропонованої системи класифікаційних ознак прив’язних самохідних і буксируваних підводних систем на ранніх стадіях їх проєктування. Алгоритм передбачає формування та структуризацію множини класифікаційних ознак таких систем, як первинний етап процесу прийняття ефективних конструкторських рішень на ранніх стадіях проєктування засобів підводної робототехніки. Показано, що використання запропонованих класифікаційних ознак дає змогу з мінімальними витратами проєктних ресурсів звернутися до відповідних баз даних і вибрати раніше створені артефактні проєкти та обрати доступні на ринку підводної техніки вузли і деталі підводних систем, які задовольняють вимоги технічного завдання на створення прив’язних підводних систем. Це суттєво знижує собівартість проєктних робіт і підвищує конкурентоздатність вітчизняних наукоємних розробок на ринках морської робототехніки.Документ Genesis of Technologies and Ways to improve Design and Construction of towed underwater Systems for Shallow-Water Areas(2020) Blintsov, V.; Kucenko, P.Об’єктом дослідження є технології проектування буксируваних підводних систем для мілководних акваторій. Предметом дослідження є шляхи підвищення продуктивності та зниження витрат на проектування та виробництво буксируваних підводних систем. При виконанні дослідження було застосовано методологію системного підходу, методи структурного аналізу, математичного моделювання та 3D-проектування, адитивні технології виготовлення конструкцій буксируваних підводних систем. Виконано системний аналіз закономірностей розвитку технологій проектування буксируваних підводних систем. Сформульовано перспективні напрямки їх подальшого розвитку як необхідну умову підвищення ефективності проектних робіт на основі сучасного інструментарію проектування та забезпечення конкурентоспроможності на ринку морської техніки. Запропоновано доповнити традиційні етапи проектування таких систем трьома новими етапами, які втілюють сучасні тенденції створення морської техніки. Розроблено генезис технологій проектування буксируваних підводних систем як науково-методологічну основу їх подальшого розвитку у напрямку підвищення ефективності проектних робіт та зниження витрат часових і фінансових ресурсів. Теоретично обґрунтовано доцільність розвитку технологій проектування буксируваних підводних систем шляхом уведення у проектну практику трьох технологій: технології інформаційного моделювання основних усталених та перехідних режимів буксируваних підводних систем на основі системного підходу, доповненого критеріями оцінки витрат на їхнє будівництво та експлуатацію; ВІМ-технології (Technologies of the Building Information Modeling) як інформаційної підтримки процесів проєктування, будівництва та подальшої експлуатації створюваної буксируваної підводної системи; адитивної технології виробництва елементів та вузлів буксируваної підводної системи на основі отриманих результатів від попередніх технологій як ефективного шляху скорочення загальних витрат фінансових і часових ресурсів та зниження собівартості створюваних буксируваних підводних систем. Практична значимість роботи полягає у підтвердженні ефективності та промислової перспективності запропонованих технологій, яке було отримане у результаті їх часткового впровадження у проектну та виробничу практику при створенні буксируваної підводної системи проекту «Глайдер».Документ Classification of Projects for the Protection of Marine Critical Infrastructure Facilities(2019) Blintsov, V.; Maidaniuk, P.; Блінцов, В. С.; Майданюк, П. В.Україна є морською державою з активно працюючою інфраструктурою водного транспорту. До її складу входять морські транспортні шляхи у морських територіальних водах держави та внутрішні водні шляхи, морські та річкові порти, суднобудівні та судноремонтні заводи, магістральні морські трубопроводи тощо. Згідно законодавству вказані об’єкти відносяться до об’єктів критичної інфраструктури держави і підлягають захисту. На цей час питання управління проектами розробки і створення систем захисту об’єктів морської критичної інфраструктури від сучасного комплексу загроз їх функціонуванню знаходиться на початковій стадії свого становлення. Це робить актуальним наукове завдання розробки класифікації таких проектів, що створило б теоретичну основу для подальших досліджень у напрямку проектного менеджменту та для побудови високоефективних систем захисту таких об’єктів. У статті запропоновано у якості базових ознак класифікації використовувати приналежність об’єктів морської критичної інфраструктури до точкових, площинних та протяжних, що утворює програму базових проектів захисту таких об’єктів і забезпечує їх уніфікацію на стадіях планування і виконання. Виходячи з реалізації принципів системного підходу щодо комплексного врахування особливостей функціонування матеріальної, енергетичної та інформаційної складових об’єктів, а також з урахуванням людського фактору як складової ефективної експлуатації цих об’єктів, для кожного з проектів програми запропоновано їх класифікацію за видами безпеки. Така класифікація включає основні підпроекти «Фізична безпека», «Енергетична безпека», «Інформаційна безпека» та «Кадрова безпека» й утворює другий класифікаційний рівень. Третій кваліфікаційний рівень, виходячи з принципів системного підходу, охоплює типові роботи менеджера проекту по встановленню властивостей об’єктів захисту та характеру загроз, а також типові роботи з вибору необхідних технологій захисту і практик їх успішного створення. Запропоновані кваліфікаційні рівні сформовано у вигляді множин, відповідно, базових проектів, основних підпроектів і типових робіт менеджера проекту. Отримані множини утворюють генеральну множину робіт програми проектів захисту об’єктів морської критичної інфраструктури. Первинне формулювання робіт генеральної множини створює базу даних шаблонів робіт для однотипних проектів, а виконані типові роботи, основні підпроекти та базові проекти утворюють та постійно доповнюють базу даних артефактних проектів захисту об’єктів морської критичної інфраструктури. Генеральна множина базових проектів, основних підпроектів і типових робіт програми проектів захисту об’єктів морської критичної інфраструктури утворює організаційну основу для ефективної роботи менеджерів проектів безпеки таких об’єктів. Її застосування у практиці управління проектами забезпечить скорочення витрат часу на планування проектів за рахунок використання шаблонів та артефактних проектів, які мають накопичуватись у результаті проектної діяльності команди менеджерів у відповідних базах даних.Документ Development of a mathematical model of scrambler-type speech-like interference generator for system of prevent speech information from leaking via acoustic and vibration channels(2019) Blintsov, V.; Nuzhniy, S.; Kasianov, Yu.; Korytskyi, V.Захист мовної інформації відноситься до основних задач інформаційної безпеки і є ознакою відповідального відношення організації (фірми) як до своїх інформаційних ресурсів, так і поваги до партнерів. Об’єктом дослідження є процеси захисту мовної інформації від витоку акустичними та вібраційними технічними каналами на об’єктах інформаційної діяльності. Виключною рисою таких об’єктів є циркуляція, обробка та обговорення питань, що містять інформацію обмеженого доступу, в тому числі й державну таємницю. Особливістю України є вимога про застосування на таких об’єктах виключно технічних засобів, що пройшли відповідну сертифікацію. Основою системи постановки активної шумової завади є генератор шуму. При цьому, одним з найбільш проблемних питань є те, що в Україні дозволені до використання тільки генератори шумової завади типу «білий» шум та його клони. Системи мають ряд значних недоліків – низький рівень захищеності перехоплених мовних сигналів від фільтрації шуму (завади), значний рівень шуму в приміщеннях, які підлягають захисту, та інші. Запропоновано структурну схему генератора завади. А також розроблено та досліджено в середовищі Matlab її математичну модель. В ході дослідження проведено порівняльний аналіз вхідних та синтезованих генератором сигналів, досліджені їх тимчасові та спектральні характеристики. Отримані результати свідчать про високу ефективність запропонованого методу захисту мовної інформації. Це пов’язано з тим, що метод формування мовоподібної завади має ряд особливостей, які забезпечують значний деструктивний вплив на мовну інформацію, а саме використання моделі комбінованого скремблера з тимчасовими та частотними перетвореннями. Метод враховує використання динамічних ключів, для систем кодування, та підключення сторонніх джерел мовних сигналів, а також закільцьовування (змішування вхідного та вихідного сигналів) на вході блоку скремблювання. Таке рішення унеможливлює реінжиніринг. Отримані результати підтверджені дослідженням експериментального зразка. Проведено порівняння деструктивного впливу типових шумових завад («білий» шум та його клони) і шумової завади, створеної запропонованим методом, за критерієм залишкова словесна розбірливість мови диктора. Дослідження показали, що, за умови забезпечення не більше 10 % рівня залишкової розбірливості, рівень гучності вихідного сигналу генератора шумової завади можна знизити майже на 6 дБА.Документ Synthesis of towed underwater vehicle spatial motion automatic control system under uncertainty conditions(2019) Blintsov, V.; Blintsov, O.; Sokolov, V.Об’єктом дослідження є просторовий рух буксируваного підводного апарата (БПА), який працює у складі буксируваної підводної системи (БПС). Структура БПА не містить рушійних пристроїв, до руху він приводиться судном-буксирувальником через кабель-буксир. Задачею керування БПА є забезпечення бажаної динаміки його поступального переміщення. Ручний режим керування дає змогу виконувати лише короткострокові місії та не виключає виникнення помилок оператора при керуванні. Для виконання довготривалих підводних місій необхідно застосовувати автоматизовані БПА. Для синтезу регуляторів системи автоматичного керування (САК) використовувався метод мінімізації локальних функціоналів. Він дає змогу отримувати закони керування без інформації про структуру та параметри математичної моделі об’єкта керування. Для дослідження синтезованої САК використовувався метод імітаційного моделювання із застосуванням комп’ютерної симуляції. Він дає змогу оцінити якість роботи САК без суттєвих фінансових затрат, необхідних для морського натурного експерименту. Синтезовано САК просторовим рухом БПА, яка забезпечує достатню точність керування вертикальною та боковою координатами БПА в умовах невизначеності. Для її синтезу та роботи не потрібна інформація про структуру та параметри математичної моделі об’єкта керування. Закон керування, на основі якого синтезувались регулятори САК, не містить у своєму складі інформації про похідні керованої величини. Тому контури зворотних зв’язків синтезованої САК мають простішу структуру у порівнянні з САК, синтезованих на основі відомих методів, які використовують координати фазового простору об’єкта. Досліджено динаміку роботи синтезованої САК просторовим рухом БПА при різних швидкостях буксирування. Тривалість перехідних процесів від моменту виходу САК із зони насичення до моменту потрапляння похибки керування в допустимий діапазон та точність керування є цілком задовільними. У порівнянні з відомими САК просторовим рухом підводними апаратами, синтезована САК не потребує математичної моделі об’єкта керування для її синтезу та роботи.Документ Проєктні задачі створення безекіпажного самохідного прив’язного підводного комплексу на основі системного підходу(2018) Блінцов, В. С.; Клочков, О. П.; Блинцов, В. С.; Клочков, А. П.; Blintsov, V. S.; Klochkov, O. P.Наведено обґрунтування системного підходу до створення безекіпажного самохідного прив’язного підводного комплексу на ранніх стадіях проєктування як ефективного інструменту для проведення підводно-технічних робіт. Основою системного підходу є рівняння існування за матеріальною, енергетичною та інформаційною складовими. Розглянуто взаємозв’язок та вплив на ці складові четвертого фактору, що пояснюється з позицій функціональної доцільності створення елементів безекіпажного самохідного прив’язного підводного комплексу та базується на рівняннях існування, які висвітлюють експлуатаційний бік роботи прив’язного підводного апарата. Пояснено, що не всі експлуатаційні особливості можливо надати у чисельному вигляді, а є лише можливість надати їх опис та визначити вплив на роботу комплексу загалом. У якості прикладу представлено роботу комплексу на якірній стоянці з розрахунком витрат часу, що є чисельною функціональною складовою на обстеження певної площі доної поверхні.Документ Особливості керування стабілізованим рухом автономним ненаселеним підводним анпаратом в умовах дії зовнішніх збурень(2018) Блінцов, В. С.; Грудініна, Г. С.Документ Задачі автоматизації систем керування багатоцільових суден подвійного призначення(2020) Волянська, Я. Б.; Волянський, С. М.; Volyanskaya, Ya.; Volyanskiy, S.Анотація. Розроблено Simulink-модель просторового руху автономного плавального апарата подвійного призначення. Виконано оцінку точності моделювання просторового руху АПА ПП шляхом порівняння даних, отриманих при розрахунку на Simulink-моделі з приводами постійного та змінного струмів. Похибка не перевищує 25 %. Доказано адекватність розробленої Simulink-моделі, що дозволяє використовувати її при побудові й дослідженні систем керування електрорухом багатоцільових АПА ПП з приводами будь-якого роду струму.Документ Ship’s course stabilization accuracy improvement by implementing dual-loop control system(2019) Volyanskaya, Ya.; Volyanskiy, S.; Onishchenko, O.; Shevchenko, V.Документ Методика підтримки прийняття «компромісних рішень» при синтезі складних систем різного призначення(2018) Волянська, Я. Б.; Обнявко, Т. С.; Волянський, С. М.; Онищенко, О. А.Представлена методика спрямована на удосконалення відомих процедур синтезу складних технічних, організаційних, економічних систем. Використано метод пошуку значень параметрів складних систем на основі принципів Еджворта–Парето сумісно з методами експертних оцінок. Наведено приклад синтезу пропульсивного комплексу автономного плавального апарата і доведена ефективність методики.Документ Метод відбору організацій для технічного обслуговування і ремонту багатоцільових суден подвійного призначення(2018) Волянська, Я. Б.; Мазур, О. М.; Обнявко, Т. С.; Онищенко, О. А.Відмінність представленого методу полягає в удосконаленні процедури розрахунку різнорідних показників. Метод засновано на адитивному використанні методів кваліметрії, експертних оцінок і нечіткої логіки. Наведено приклад інтегрованої оцінки виконавців послуг технічного обслуговування і ремонту морського транспортного засобу подвійного призначення.Документ Система стабілізації курсу морського судна, частково-інваріантна до вітро-хвильових навантажень(2018) Волянська, Я. Б.; Голіков, В. В.; Мазур, О. М.; Онищенко, О. А.; Шевченко, В. А.У статті показана можливість застосування у сучасних системах стабілізації курсу морського судна принципів частково-інваріантного керування до вітро-хвильових навантажень. Метою статті є встановлення можливостей підвищення точності стабілізації судна на заданому курсі і, відповідно, зниження витрати палива за рейс. Мета досягається за допомогою удосконалення алгоритму роботи автокермового. Запропоновано структурну схему двоканальної системи керування, що дозволяє: а) виділити точку прикладання основного навантаження; б) провести оцінку впливу, що збурює; в) сформувати передатну функцію коригуючої ланки позитивного зворотного зв'язку за допомогою додаткового каналу керування. Частково-інваріантну систему керування синтезовано на основі спрощеної математичної моделі динаміки судна – моделі Номото другого порядку і ПІД-регулятора, налаштованого на технічний оптимум у припущенні, що результуюче навантаження приведено до кута повороту керма. Основна відмінність запропонованої системи керування укладена у використанні принципу непрямої оцінки й виміру збурення за рахунок обробки інформаційних сигналів штатних датчиків судна і його навігаційно-вимірювальної системи. Результат роботи запропонованої системи керування ілюструється математичним моделюванням системи стабілізації курсу морського судна криголамного типу. Моделювання проведено засобами MatLab/Simulink при стрибкоподібних вітро-хвильових навантаженнях, що суттєво відхиляють курс судна від заданого значення. При аналізі динаміки запропонованої системи керування використано математичний опис судна, отриманий методами ідентифікації параметрів нелінійної моделі Номото другого порядку. У результаті встановлено, що запропонована система має суттєво кращі динамічні властивості – час входження у зону стабілізації і максимальне динамічне відхилення знижуються, приблизно, у 8 разів при умові, що обмеження рівня сигналів у системі відсутнє.Документ Спрощена модель безконтактного вентильного електроприводу та його технічна реалізація для автономного плавального апарата(2018) Волянська, Я. Б.; Онищенко, О. А.Анотація. Обґрунтовано вибір та показані переваги вентильних безконтактних двигунів постійного струму (БДПС) зі збудженням від високоенергетичних рідкісноземельних постійних магнітів при використанні їх у автоматизованих електроприводах (АЕП) автономних плавальних апаратів (АПА), зокрема, у системах електроруху таких апаратів. Показано, що застосування АЕП на основі БДПС дозволяє розширити тактико-технічні, експлуатаційні характеристики автономного плавального апарата, збільшити його енергетичні показники, підвищити надійність всієї системи автоматизованого керування електрорушієм. Основні відмінності запропонованого рішення заключні у відмові від використання у АЕП з БДПС дорогого датчика положення ротора (енкодера), проміжного координатного перетворювача, та використанні лише одного датчика загального струму силового інвертора. Створені передумови для технічної реалізації запропонованого рішення дозволяють побудувати декілька альтернативних варіантів принципових схем (технічних рішень) схем АЕП на основі БДПС, з попереднім математичним моделюванням, яке необхідне для налаштування й оптимізації режимів функціонування АЕП у складі автоматизованої системи електроруху АПА. Розроблено спрощену математичну модель запропонованого електроприводу, який функціонує на основі принципів підпорядкованого регулювання координат. Визначені основні параметри корекції контурів за відповідними координатами системи електроруху АПА. Створена математична модель дозволила використати принцип мінімальної апаратної надмірності для технічної реалізації схеми управління АЕП з вентильним БДПС. Показана послідовність розрахунку контурів регулювання та використано налаштування на модульний (технічний) оптимум, що забезпечує необхідне перерегулювання та час регулювання за всіма координатами системи електроруху. Представлений варіант технічної реалізації та вибору основних елементів системи АЕП оснований на принципі мінімальної апаратної надмірності. Такий принцип побудови АЕП на основі вентильного БДПС для системи електроруху АПА дозволяє зменшити вартість і масогабаритни показники АПА.Документ Особенности синтеза системы электродвижения автономного плавательного аппарата(2017) Волянская, Я. Б.; Волянська, Я. Б.; Volyanskaya, Ya. B.Показано переваги та обґрунтовано вибір вентильних безконтактних двигунів постійного струму зі збудженням від високоенергетичних рідкісноземельних постійних магнітів для використання в електроприводах автономних плавальних апаратів, зокрема електроруху. За принципом мінімальної апаратної надмірності обраний варіант технічної реалізації схеми управління вентильним БДПС. Розроблено спрощену математичну модель запропонованого електроприводу, який функціонує на основі принципів підлеглого регулювання координат, показана послідовність вибору основних елементів (транзисторних ключів, драйвера), визначені основні параметри незалежної корекції контурів за відповідними координатами підлеглого управління електроприводу.Документ Особливості використання регуляторів різних типів у системах керування електрорухом спеціальних плавальних засобів(2017) Волянська, Я. Б.; Волянський, С. М.; Волянская, Я. Б.; Волянский, С. М.; Volyanska, Ya.; Volyanskiy, S.Проведений огляд сучасних систем керування електрорухом спеціальних плавальних засобів і аналіз різних типів регуляторів, які використовуються в таких системах, показали, що сьогодні спостерігається зміна вимог щодо керування системами електроруху у бік підвищення їх точності та ефективності. Відмічено, що для об'єктів морської робототехніки, які виконують складні операції поблизу перешкод або інших об'єктів, найбільш доцільно застосовувати системи з адаптивним і нечітким керуванням, і відповідні регулятори. Виявлено, що застосування адаптивного керування та законів нечіткої логіки дає змогу досягнути покращення динамічних характеристик системи і, як наслідок, підвищити точність керування об'єктом.Документ Особливості побудови автоматичних систем керування рухом об’єктів морської робототехніки(2016) Волянська, Я. Б.; Волянський, С. М.; Volyanskaya, Y. B.; Volyanskyy, S. M.; Волянская, Я. Б.; Волянский, С. М.Анотація. Проаналізовано особливості побудови систем автоматичного керування рухом підводного апарата. Сформульовано вимоги щодо систем керування горизонтальним прямолінійним рухом підводного апарата, необхідні для підвищення точності та ефективності його керування. Підвищення якості керування рухом підводного апарата підтверджено проведеними експериментальними дослідженнями.Документ Синтез математической модели движительно-рулевого комплекса подводного аппарата как объекта управления(2014) Волянский, С. М.Получены механические характеристики бароразгруженного гребного электродвигателя как объекта управления во всем температурном диапазоне эксплуатации подводного аппарата для различных заполняющих диэлектриков. Синтезирована математическая модель горизонтального прямолинейного движения подводного аппарата, позволяющая исследовать методом компьютерного моделирования горизонтальное прямолинейное движение подводного аппарата в условиях влияния внешней среды.Документ Синтез математической модели движительно-рулевого комплекса подводного аппарата как объекта управления(2014) Волянский, С. М.Получены механические характеристики бароразгруженного гребного электродвигателя как объекта управления во всем температурном диапазоне эксплуатации подводного аппарата для различных заполняющих диэлектриков. Синтезирована математическая модель горизонтального прямолинейного движения подводного аппарата, позволяющая исследовать методом компьютерного моделирования горизонтальное прямолинейное движение подводного аппарата в условиях влияния внешней среды.