Автоматизований менеджер для управління соціальними медіа на основі штучного інтелекту
У сучасному світі соціальних медіа, де бренди та компанії постійно взаємодіють зі своїми аудиторіями, автоматизація процесів управління контентом стає надзвичайно важливою. Ручне створення, публікація та аналіз контенту в соціальних мережах потребують значних ресурсів і часу. Автоматизовані системи управління соціальними медіа на основі штучного інтелекту дозволяють спростити ці процеси, підвищуючи ефективність та оптимізуючи стратегії взаємодії з аудиторією. Використання штучного інтелекту в системах social media marketing дає можливість автоматизувати такі завдання, як створення текстових постів, планування публікацій на різних платформах та аналіз взаємодії користувачів. Штучний інтелект здатен аналізувати поведінку аудиторії та прогнозувати найбільш оптимальний час для публікацій, а також рекомендувати зміни у стратегії контенту для максимального охоплення. Це дозволяє не тільки зекономити час, але й покращити ефективність маркетингових кампаній за допомогою більш точних аналітичних даних. Проте автоматизація social media marketing також стикається з викликами. Основними проблемами є складність інтеграції різних соціальних мереж у єдину систему управління, а також обмеження в можливостях генерування якісного контенту, що відповідає емоційним та стилістичним вимогам бренду. Крім того, великим викликом є персоналізація контенту на основі аналізу даних, яка повинна враховувати унікальні потреби та поведінкові особливості кожного сегменту аудиторії. Попри ці труднощі, перспективи розвитку автоматизованих social media marketing-менеджерів виглядають багатообіцяючими завдяки постійним інноваціям у сфері штучного інтелекту та машинного навчання. Подальші дослідження та розробки зосереджуватимуться на підвищенні якості автоматизованого генерування контенту, покращенні інтерфейсів для користувачів, а також на інтеграції нових соціальних платформ для розширення можливостей управління багатоканальними маркетинговими кампаніями. Таким чином, автоматизація SMM є перспективною галуззю, яка дозволить брендам та компаніям оптимізувати свої стратегії взаємодії з клієнтами, значно зменшивши час і ресурси, необхідні для створення, публікації та аналізу контенту. У роботі представлено структуру основних сутностей автоматизованого менеджера для соціальних медіа на основі штучного інтелекту, включаючи користувачів, професії, запитання, відповіді, налаштування та інтеграцію з Telegram. Розроблена система дозволяє ефективно керувати контентом, автоматизувати публікації та персоналізувати взаємодію з аудиторією на основі відповідей користувачів. Описані ключові компоненти системи, їх атрибути та взаємозв’язки забезпечують масштабованість і гнучкість платформи, дозволяючи брендам та компаніям оптимізувати маркетингові стратегії і взаємодію з клієнтами.
Авторське право (c) 2024 Інформатика. Культура. Техніка
Архітектура системи фінансового менеджера з використаннямтехнологійштучногоінтелекту
Швидке впровадження штучного інтелекту (ШІ) на споживчих ринках привело до необхідності широких досліджень щодо його впливу на поведінку споживачів, особливо в тому, як він використовує когнітивні упередження. Це викликає етичні питання та підкреслює необхідність балансування таких впливів за допомогою ШІ-систем, які допомагають споживачам, а не маніпулюють ними. Розробка і впровадження інтелектуальної системи управління фінансами, яка не лише автоматизує фінансові процеси, але й інтегрує інструменти, що керуються ШІ, для підтримки кращого ухвалення фінансових рішень, сприяє вирішенню цих проблем. Робота містить опис розробки архітектури інтелектуальної системи управління фінансами, яка спрямована на вирішення проблем, пов’язаних із фінансовою неграмотністю, складністю фінансових ринків та впливом когнітивних упереджень на ухвалення фінансових рішень. У системі передбачено використання сучасних технологій штучного інтелекту та машинного навчання для автоматизації фінансових процесів і надання користувачам персоналізованих рекомендацій. Розробка системи на основі мікросервісної архітектури вимагає застосування певних архітектурних патернів, що забезпечують ефективність, надійність і масштабованість, тому робота ґрунтувалася на критичному аналізі сучасних архітектурних парадигм, таких як мікросервісна архітектура та Event-Driven Architecture. Впровадження штучного інтелекту підтримує етичні керівні принципи, які мають у пріоритеті прозорість, справедливість і автономію споживачів, тобто забезпечують вільність системи з ШІ від упереджень, а дії можуть бути легко інтерпретовані користувачами. Методологія цього дослідження базується на міждисциплінарному підході, який поєднує аналіз архітектурних рішень, методи машинного навчання та штучного інтелекту з методами забезпечення надійності та масштабованості програмних систем.
Трирівневий підхід до розробки архітектури програмногозабезпечення для систем Інтернету речей
Інтернет речей (IoT) стрімко розвивається, створюючи як виклики, так і можливості. Це дослідження підкреслює важливу роль програмного забезпечення у розвитку технологій Інтернету речей, зосереджуючись на машинному навчанні (ML), туманних обчисленнях та оптимізації процесів для забезпечення безпеки та відмовостійкості. Машинне навчання має ключове значення в IoT для прогнозування збоїв обладнання, оцінки ефективності процесів і прийняття обґрунтованих рішень за допомогою аналізу даних у режимі реального часу. Інтеграція моделей ML безпосередньо в пристрої IoT (периферійні обчислення) зменшує затримки та мінімізує потребу в передаванні даних. Туманні та хмарні обчислення розв’язують проблеми затримок, переміщуючи обчислювальні ресурси ближче до пристроїв IoT, підвищуючи масштабованість і оптимізуючи використання мережевих ресурсів. Безпека залишається першочерговим завданням через зростання кількості підключених пристроїв та їхні вразливості. Програмне забезпечення Інтернету речей має поєднувати ефективність, безпеку та продуктивність, використовуючи глибоке навчання для виявлення аномалій, технології блокчейну для прозорості даних та оптимізовані протоколи шифрування. Тенденція до розподілених архітектур, зокрема периферійних обчислень, підвищує стійкість системи шляхом зменшення затримок і підвищення відмовостійкості. Запропонована архітектура системи IoT являє собою трирівневу структуру, що складається з периферійного, туманного та хмарного рівнів. На периферійному рівні первинна обробка даних відбувається безпосередньо на пристроях IoT, що зменшує затримку та навантаження на мережу. Туманний рівень обробляє дані в локальній мережі, використовуючи більш потужні обчислювальні ресурси для складних завдань і забезпечуючи безпеку за допомогою передових методів машинного навчання та шифрування. Хмарний рівень слугує центральним репозиторієм для довгострокового зберігання й глобального аналізу даних, використовуючи технології контейнеризації та оркестрування для забезпечення масштабованості та надійності. Така багаторівнева архітектура забезпечує ефективну обробку даних, високий рівень безпеки та адаптивність, що робить її придатною для застосування в режимі реального часу. Дослідження підкреслює важливість програмного забезпечення для оптимізації обробки даних на всіх рівнях, забезпечуючи відмовостійкість, масштабованість і довгострокову стійкість системи IoT.
Управління та редагування UML-документів:структура, інтеграція, автоматизація
Unified Modeling Language (UML) посідає важливе місце в сучасному процесі розроблення програмного забезпечення (ПЗ), пропонуючи стандартизовані методи візуального моделювання, аналізу та проектування складних систем. У цій роботі розглядаються основні аспекти зберігання, редагування та інтеграції UML-документів з інтегрованими середовищами розробки (IDE). Основна увага приділяється порівнянню двох основних форматів зберігання UML-моделей — XML Metadata Interchange (XMI) і JavaScript Object Notation (JSON). XMI, будучи офіційним стандартом, розробленим Object Management Group, забезпечує високий ступінь деталізації та сумісність із різними UML-інструментами, що робить його кращим для великих і складних проєктів, які потребують підтримки повної специфікації UML. Водночас JSON вирізняється простотою і гнучкістю, що робить його придатним для проєктів, де важлива швидкість розроблення і легкість інтеграції, хоча він і поступається XMI в можливостях опису складних аспектів UML-моделей. У роботі детально аналізуються методи редагування UML-документів, включно з ручним редагуванням і автоматизованими підходами з використанням програмних інтерфейсів додатків і скриптів. Ручне редагування корисне у випадках, коли потрібно внести невеликі зміни в структуру UML-документа, однак воно може бути трудомістким і схильним до помилок під час роботи з великими проєктами. Автоматизація, навпаки, надає ефективні інструменти для масового редагування та генерації UML-елементів, що істотно прискорює розробку та мінімізує ймовірність помилок. Сучасні інструменти, такі як StarUML, пропонують необхідні засоби для програмної зміни UML-документів, інтегруючи їх у процеси розроблення. Поєднання UML-документів з інтегрованими середовищами розробки також відіграє ключову роль у підвищенні ефективності розробки, адже це дає змогу автоматизувати генерацію коду на основі UML-моделей, підтримувати синхронізацію між кодом і діаграмами, а також полегшує візуалізацію та документування архітектурних рішень. Незважаючи на значні переваги, існують виклики, пов’язані з обмеженою підтримкою всіх можливостей UML і потенційними конфліктами між моделями та кодом. Це лише підкреслює необхідність подальших досліджень у цій галузі. Перспективи подальших досліджень включають розробку нових методів та інструментів для роботи з UML-документами, поліпшення їхньої інтеграції з середовищами розробки, а також використання штучного інтелекту для автоматизації аналізу та проєктування UML-моделей. Також варто приділити увагу використанню UML у процесах неперервної інтеграції, що може значно підвищити гнучкість та адаптивність розробки програмного забезпечення. Таким чином, дослідження структури зберігання, редагування та інтеграції UML-документів є важливим напрямом оптимізації процесів проєктування і розробки сучасних програмних систем.
Програмні засоби організації хмарних обчислень у психофізіологічнихдослідженнях на основі даних айтрекінгу
Розроблено архітектуру та веб-версію програмного комплексу, який значно розширює діагностичні можливості сучасних інформаційних систем. Комплекс використовує методи непараметричної ідентифікації окорухової системи на основі даних айтрекінгу, що досягається завдяки новій концепції організації хмарних обчислень. Технологія хмарних обчислень отримала подальший розвиток завдяки запропонованій концепції, що поєднує принципи PaaS (Platform as a Service) і SaaS (Software as a Service). Ключовою особливістю цього програмного комплексу є його невимогливість до апаратного забезпечення на стороні клієнта завдяки використанню хмарних обчислень та модульна структура, що дозволяє легко його масштабувати. Порівняно з іншими подібними сервісами комплекс має кілька переваг: він забезпечує ефективну роботу в дослідницьких і навчальних напрямках та підтримує декілька мов програмування для вдосконалення алгоритмів. Комплекс також дозволяє використовувати готові методи ідентифікації через спеціально розроблені GUI-інтерфейси. Крім того, він пропонує соціальні можливості та високий рівень абстракції, що дозволяє оптимізувати дослідницький процес.
Модуль вразливості у багаторівневій онтології оцінки ризиківбездротової сенсорної мережі
У цій роботі представлено розробку модуля вразливості в межах багаторівневої онтології для оцінки ризиків у бездротових сенсорних мережах, що використовуються в промислових середовищах. БСМ складаються з декількох сенсорних вузлів з мікроконтролерами, датчиками, пристроями передачі даних та джерелами живлення і відіграють ключову роль у моніторингу, діагностиці та управлінні виробничими процесами. Основними перевагами БСМ є зниження витрат завдяки відсутності необхідності прокладання кабелів та легкість масштабування шляхом додавання нових вузлів. Однак БСМ стикаються з низкою проблем, зокрема обмеженістю джерел живлення, вразливістю до електромагнітних перешкод, низькою пропускною здатністю та загрозами кіберзлому. Ці проблеми роблять їх менш придатними для систем реального часу, де критично важлива швидкість і надійність передачі даних. Модуль вразливості, розроблений у рамках цього дослідження, допомагає вирішити ці виклики, ідентифікуючи слабкі місця, аналізуючи потенційні загрози та оцінюючи ризики за допомогою логічних правил. Ці правила оцінюють різні компоненти мережі, такі як пристрої, протоколи зв'язку та зовнішні фактори, наприклад фізичний доступ і радіоінтерференції. Модуль постійно моніторить мережу, виявляє нові вразливості та надає зворотний зв’язок у режимі реального часу до модуля оцінки ризиків, пропонуючи заходи щодо зменшення ризиків. Це підвищує безпеку та надійність БСМ у промислових застосуваннях. На завершення, модуль вразливості в межах багаторівневої онтології забезпечує структурований підхід до виявлення та усунення ризиків у БСМ. Незважаючи на внутрішні вразливості БСМ, вдосконалення протоколів безпеки та енергоефективності роблять їх дедалі більш придатними для автоматизації та оптимізації промислових процесів.
Аналіз, моніторинг и тестування комп’ютернихінформаційних систем
Висока важливість і критичність працездатності та достовірності функціонування сучасних комп’ютерних інформаційних систем вимагають зусиль по їх забезпеченню, що не менші, ніж зусилля на розробку самих систем. Офлайнові та онлайнові моніторинг і тестування комп’ютерних інформаційних систем, які часто використовуються для забезпечення працездатності та достовірності функціонування, передбачають розробку й впровадження відповідних апаратно-програмних і інформаційних засобів у складі автоматизованих систем технічного діагностування. Рисами як самих комп’ютерних інформаційних систем, так і засобів моніторингу й тестування стають їх розподіл у мережі, автономність й одночасно кооперативність усіх їх компонентів. Такі риси з’являються вже у системно-функціональному представленні систем і накладають вимоги спеціального аналізу усіх їх властивостей та функцій, у тому числі й енергетичних. Запропонована робота орієнтована на здійснення енерго-поведінкового моніторингу й тестування комп’ютерних інформаційних систем, визначає формальне представлення спеціального аналізу відповідних апаратно-програмних засобів і базується на асинхронно-подієвих моделях розширених мереж Петрі та поведінкових експериментах. Таке представлення спирається на моделі енерго-поведінкової специфікації та тестування, паралельні, асоціативно-еволюційні методи моніторингу й тестування з накопиченням заготовок та результатів, які відрізняються особливими рисами. Запропоноване представлення дає можливість створювати нову системну енерго-поведінкову технологію моніторингу й тестування комп’ютерних інформаційних систем.
асоціативно-еволюційні методи тестування
Комплексні системи управління тепловими режимамирадіоелектронної апаратури
Наведено аналіз системи забезпечення теплових режимів радіоелектронної апаратури, що є необхідною підсистемою таких сучасних інформаційних систем, як бортових рухомих об'єктів, з підвищеними вимогами до показників надійності, динаміки та керованості. Виокремлено спосіб генерації охолоджувальної енергії на основі ефекту Пельт’є, що має такі переваги, як можливість створення температури, нижчої за навколишнє середовище, малі габарити, масу та підвищені показники надійності порівняно з аналогічними охолоджувачами інших фізичних принципів. Показано, що в розподілених системах з тепло навантаженими елементами необхідна функція транспортування теплових потоків, а найперспективніша для розв'язуваних задач реалізується на гнучких теплових трубах, які узгоджуються з термоелектричними охолоджувачами за показниками надійності, масо-габаритними характеристиками. Розглянуто метод зниження масо-габаритних характеристик систем забезпечення теплових режимів з імпульсним тепловиділенням, характерних для систем стеження або бортових систем. Зазначено, що теплота фазового переходу речовин, що плавляться, дає змогу формувати теплові акумулятори, які в разі узгодження з динамічними характеристиками теплових процесів системи дають змогу суттєво знижувати масо-габаритні характеристики системи забезпечення теплових режимів. Використання теплових акумуляторів у системах з імпульсно-періодичним впливом дозволяє підвищити також показники надійності за рахунок фільтрації високочастотних теплових викидів у теплонавантажених елементах. Обґрунтовано доцільність системного підходу до проектування термоелектричної системи забезпечення теплових режимів електронної апаратури з тепловими трубами і типу «множинний вхід – множинний вихід» тепловими акумуляторами шляхом синтезу багатовимірного регулятора (MIMO). Обґрунтовано, що для задоволення основних принципів багатовимірних систем крихкості та робастності необхідно задовольнити умову створення якісної моделі термоелектричної системи забезпечення теплових режимів тепло навантаженої електронної апаратури.
Управління показниками надійності термоелектричнихсистем забезпечення теплових режимів приобмеженому енергоспоживанні
Температурна залежність радіоелектронних компонентів істотно впливає на технологію створення і методи конструювання інформаційних систем. Системи забезпечення теплових режимів є необхідною складовою бортових систем, для яких найважливішими вимогами є надійність, маса, габарити та енергоспоживання. Термоелектричний метод відбору тепла належить до найперспективніших для виробів із локалізованим і нерівномірно розподіленим розташуванням теплонавантажених елементів. Вимога підвищення показників надійності системи при підвищенні динаміки та зниженні маси належить до фундаментальних проблем, її розв'язання актуальне, а пошук компромісних рішень між показниками надійності та динаміки є метою досліджень. У роботі показано, що основними значущими показниками термоелектричних систем забезпечення теплових режимів є надійність, динаміка, енергоспоживання та управління. Розроблено математичну модель системи забезпечення теплових режимів, що складається з: теплонавантаженого об'єкта – термоелектричного охолоджувача – пристрою передачі тепла в навколишнє середовище. Виявлено визначальний зв'язок інтенсивності відмов з геометрією термоелементів і струмовими режимами, динаміки з енергетичними показниками та фізичними властивостями матеріалу термоелементів, можливості пошуку компромісів між показниками надійності та динаміки охолоджувача. Обґрунтовано доцільність оптимізованого управління виконавчим органом за комплексом взаємопов'язаних основних енергетичних, часових, показників надійності і галузей їх переважного використання. Практична доцільність досліджень полягає в інтенсифікації теплообміну тепловідводу із зовнішнім середовищем, зменшенні перепаду температур, що дає змогу зменшити інтенсивність відмов і покращати динамічні характеристики термоелектричних систем забезпечення теплових режимів.
Роль технологій у сучасних індустріальних процесах:порівняльний аналіз автоматизованих,автоматичних та механічних систем
У сучасній технологічній сфері системи поділяються на різні категорії за рівнем складності та функціональних можливостей. Основними типами є механічні, автоматичні та автоматизовані системи. Кожен із цих типів має унікальні характеристики та сфери застосування. Механічні системи є найпростішими з усіх. Вони складаються переважно з фізичних компонентів, таких як шестерні, важелі та пружини, які взаємодіють для виконання певних завдань. Такі системи зазвичай не містять вбудованих механізмів контролю чи регулювання, і їхнє функціонування базується на основних принципах механіки. Прикладами є прості механізми годинників або традиційні вимірювальні пристрої. Автоматичні системи є еволюційним кроком від механічних, оскільки вони включають елементи автоматичного контролю. Це можуть бути електричні або електронні компоненти, що дозволяють системі виконувати певні операції без безпосереднього втручання людини. Наприклад, автоматичні двері або термостати, що регулюють температуру в приміщенні, реагують на зміну умов і виконують завдання на основі заздалегідь заданих параметрів. Автоматизовані системи є найбільш складними та інтегрованими. Вони поєднують автоматичний контроль із програмним забезпеченням і розвиненою системою управління, що дозволяє адаптуватися до змінних умов середовища та самостійно приймати рішення. Такі системи можуть включати елементи штучного інтелекту і машинного навчання, виконуючи складні задачі, такі як обробка даних або оптимізація виробничих процесів. Прикладами є промислові роботизовані лінії або системи управління в розподільчих мережах. Отже, основні відмінності між цими системами полягають у рівні складності та функціональних можливостях: механічні системи базуються на простих фізичних принципах, автоматичні системи містять елементи автоматичного контролю, а автоматизовані системи забезпечують високий рівень інтеграції та автономності.
Розробка та впровадження ефективних методів веб-скрапінгу дляавтоматизованого збору і обробки даних звикористанням Python
З кожним роком процес цифровізації суспільства набирає обертів, що призводить до значного зростання попиту на оброблену та проаналізовану інформацію. У сучасному світі дані стали важливим ресурсом, а здатність швидко знаходити й аналізувати великі обсяги інформації є важливою конкурентною перевагою для компаній, дослідників і аналітиків. У цьому контексті веб-скрапінг стає ключовим інструментом, що дозволяє ефективно збирати дані з різних інтернет-джерел для подальшого аналізу та прийняття обґрунтованих рішень. У роботі розглядаються сучасні досягнення в області розробки та впровадження ефективних методів веб-скрапінгу для автоматичного збору та обробки даних за допомогою Python. Використання новітніх бібліотек Python, таких як BeautifulSoup, Selenium і Scrapy, дозволяє досягти високої швидкості та точності збору даних з різних веб-джерел, що охоплюють вторинний ринок. Запропоновані алгоритми знижують ризик блокування сайтів, забезпечують стабільність і надійність збору даних у різних ситуаціях. Особлива увага приділяється автоматизації процесу збору даних, що досягається розробкою автоматизованих скриптів та впровадженням програм планування роботи, таких як cron jobs. Це забезпечує постійне оновлення бази даних і збір нової інформації без необхідності ручного втручання. Значний акцент робиться на обробці та очищенні зібраних даних, зокрема на методах фільтрації непотрібної інформації, дублювання та шуму, що покращує якість даних. Ефективне використання зібраних даних демонструє їх цінність для аналізу ринку, оцінки потреб і прогнозування якості, підкреслюючи важливість застосування запропонованого методу. Дослідження містить приклади реальних випадків використання даних у таких сферах, як маркетинг, економіка та бізнес-аналітика. Проведено порівняльний аналіз різних методів збору даних, що дозволяє оцінити ефективність і надійність запропонованих рішень.
Інтернет речей та штучний інтелект у сільському господарстві
У роботі розглядаються сучасні технології, такі як Інтернет речей та штучний інтелект, у контексті розвитку сільського господарства та їх інтеграції в концепцію AIoT (Artificial Intelligence of Things). Це поєднання сприяє автоматизації процесів, підвищенню ефективності виробництва, оптимізації використання ресурсів та підвищенню якості продукції. Розглядається застосування технологій у рослинництві та тваринництві, що допомагає фермерам приймати більш обґрунтовані рішення на основі реальних даних. Аналізуються виклики та економічні переваги впровадження AIoT, зокрема необхідність значних інвестицій та забезпечення кібербезпеки. Особлива увага приділяється державній програмі України, спрямованій на підтримку інноваційних технологій, що дозволить країні зміцнити свої позиції на міжнародному ринку.
концепція AIoT (Artificial Intelligence of Things)
Розробка інтерактивної платформи з використанням програмногоінтерфейсу для сприяння соціальним зв'язкам
В епоху стрімкого розвитку технологій, коли людське спілкування сягнуло нових вершин, інформаційні платформи відіграють значну роль, трансформуючи багато аспектів життя. Вони започаткували нові способи організації стосунків між людьми, їх взаємодії та співпраці. За останні роки велика кількість факторів стала причиною низької соціалізації суспільства, що призвело до глобальної проблеми, коли соціальні навички змішуються з рекламними інтеграціями великих та малих компаній. Тому розробка комунікаційних платформ, які сприяють соціальній взаємодії, має великий потенціал для вирішення викликів сучасного життя та розширення нашого розуміння людської взаємодії в епоху цифрових технологій. Виникає гостра потреба в більш етичному та відповідальному використанні інформаційних систем, щоб уникнути експлуатації людської взаємодії. Це потребує впровадження рішень, таких як комунікаційні платформи з відкритими інтерфейсами прикладного програмування (API), які сприяють прозорості та кращому контролю за соціальними взаємодіями. Одним із прикладів, що показують глибокий вплив технологій на людські взаємини, є поширення медійних соціальних мереж. Незважаючи на широке розповсюдження, цифрові мережі все ще мають значні проблеми. Соціальні медіаплатформи часто надають перевагу профілям користувачів над реальними людськими відносинами, фактично перетворюючи соціальні взаємодії на продукт. Вони фіксують багато поверхневих взаємодій, віддалених від справжньої близькості та співпереживання. Цей розрив очевидний і є простором для пошуку рішень, що дозволять подолати нагальні проблеми та забезпечити значущі зміни у суспільстві. Наша соціальна мережа надає можливість подолати обмеження традиційних соціальних мереж, орієнтуючись на автентичність, емпатію та справжній контакт з людьми. Платформа прагне стимулювати створення важливих відносин, формувати затишок і здоровий спосіб життя, а також дбати про загальне благо. Філософія дизайну передбачає використання наявних чи власних підходів у поєднанні з інтерактивними елементами та інтуїтивно зрозумілими інтерфейсами користувача для створення оптимального користувацького досвіду.
інтерфейс прикладного програмування (API)
Розробка інформаційної технології багатокритеріальноїоцінки уразливості автозаправних станцій доаварійних ситуацій
У тезах розглядається розробка інтелектуальної інформаційної технології (ІТ) для багатокритеріальної оцінки вразливості автозаправних станцій (АЗС) до основних аварій. На основі попередніх досліджень авторів у питаннях методології оцінки аварійних ситуацій та ризиків на АЗС запропоновано розробити ІТ оцінки вразливості АЗС, що включатиме методи багатокритеріального аналізу прийняття рішень, інтелектуального аналізу даних та нечіткої логіки. Запропонований метод побудови ІТ складається з 10 послідовних етапів. Перші етапи пов’язані з визначенням основних типів аварій на АЗС та аналізом вразливості АЗС з точки зору можливих несприятливих наслідків. Для цього експертами було створено 41 критерій первинного простору для оцінки вразливості АЗС, включаючи економічні, соціальні, екологічні критерії та втрати життя. Для розв’язання такої багатокритеріальної задачі запропоновано застосувати метод аналізу ієрархій для аналізу експертних даних та отримання вторинного простору критеріїв вразливості, без врахування втрат життя. На основі вторинного простору критеріїв зібрано дані про мережу з 17 АЗС та запропоновано схему їх попередньої обробки й кодування. Для оцінки вразливості АЗС розроблено узагальнену модель на основі отриманих даних. Для інтерпретації результатів оцінки вразливості АЗС запропоновано використання лінгвістичної змінної, що включає нечіткі множини у вигляді трапецієвидних функцій належності. Інтелектуальну ІТ оцінки вразливості АЗС реалізовано у вигляді системи підтримки прийняття рішень (СППР). Особа, що приймає рішення, на основі введених даних за критеріями вразливості певної АЗС отримує попереднє значення оцінки вразливості та пояснення щодо шляху її отримання. Складовою частиною СППР є база знань, що включає базу даних попередньо оцінених АЗС та базу правил виводу інтерпретації оцінки вразливості з можливістю її подальшого редагування та розширення. Для візуалізації результатів дані про АЗС відображено на нормалізованому координатному графіку та графіку визначених функцій належності. Використання запропонованої інтелектуальної ІТ багатокритеріальної оцінки вразливості АЗС та СППР на її основі дає змогу приймати обґрунтовані рішення щодо потенційно уразливих об’єктів та управління ризиками, що зменшує негативний вплив аварій на АЗС і підвищує економічний та соціальний добробут країни з урахуванням екологічного впливу.
багатокритеріальний аналіз прийняття рішень
Удосконалення моделі графової нейронної мережі для задачімітаційного моделювання
В умовах стрімкого зростання мережевих систем та їхньої складності завдання точного моделювання мережевих параметрів стає критично важливим для ефективного управління та оптимізації мережевої інфраструктури. У цьому контексті робота фокусується на розширеній версії моделі RouteNet, яка підвищує можливості моделювання за рахунок врахування характеристик вузлів мережі, таких як розміри черг. Оригінальна модель RouteNet демонструє хороші результати в передбаченні затримок і втрат пакетів у однорідних мережевих умовах, проте має суттєві обмеження при наявності варіацій характеристик вузлів. Розширення моделі передбачає інтеграцію механізмів для роботи з вузлами, що мають різні конфігурації, що дозволяє моделі точніше відображати реальні умови мережі. Це включає врахування параметрів вузлів, таких як розміри черг, які можуть суттєво відрізнятися в реальних мережах. Таке удосконалення робить модель більш адаптивною та точною в умовах, наближених до реальних сценаріїв мережевої роботи. У рамках дослідження проведено ряд експериментів, що включають навчання та оцінку продуктивності нової моделі, порівняння її з оригінальною версією та аналіз отриманих результатів. Важливим аспектом є оцінка значущості результатів для мережевих досліджень, зокрема для задач імітаційного моделювання комп’ютерних мереж. Це дозволяє не лише підвищити точність моделювання, але й забезпечити більш ефективні рішення для управління та оптимізації сучасних мережевих систем, що є ключовим для їхньої стабільної та продуктивної роботи.
Гібридна рекомендаційна система для підтримки UI/UX дизайнерів
Розроблено гібридну рекомендаційну систему для підтримки UI/UX-дизайнерів, спрямовану на оптимізацію пошуку релевантної інформації та скорочення часу, необхідного для практичного створення веб-інтерфейсів. Поєднання методів колаборативної фільтрації та фільтрації вмісту дає змогу суттєво підвищити точність і релевантність рекомендацій для користувачів. Система кластеризації публікацій аналізує їхні ключові слова та час ознайомлення з контентом, що допомагає уникнути проблеми «холодного старту». Для створення гібридної рекомендаційної системи розроблено комплексну методику, яка складається з таких етапів: отримання вхідних даних, їх попередня обробка, кластеризація та побудова класифікатора; формування бази знань і генерація рекомендацій; а також збір даних про користувачів, формування бази даних і аналіз користувацьких запитів для запобігання проблемі «холодного старту». Застосовані методи кластеризації та класифікації, зокрема з використанням машинного навчання, забезпечили точність рекомендаційної системи на рівні 97%, що підтверджується низьким значенням середньоквадратичної помилки (RMSE = 1.21) та високими оцінками користувачів. Це сприяє підвищенню ефективності роботи дизайнерів завдяки наданню індивідуальних рекомендацій на основі їхніх запитів.
Результати чисельного моделювання ефективності гібридної системи теплопостачання муніципального призначення для кліматичних умов Півдня України
Сучасний розвиток енергетичного сектору України визначається зростанням потреб у тепловій енергії та необхідністюскорочення використання викопних ресурсів, що актуалізує питання енергоефективності та інтеграції відновлюванихджерел у системи теплопостачання. Особливу увагу привертають гібридні рішення, які поєднують теплові насоси зґрунтовими теплообмінниками та сонячні колектори, що дозволяє досягти балансу між надійністю, економічністю таекологічністю. Метою статті є обґрунтування доцільності застосування гібридної системи теплопостачання дляадміністративної будівлі в місті Одеса, де поєднання високого рівня сонячної радіації та специфічних кліматичних умовстворює унікальні можливості для ефективної роботи таких систем. Методологічна база дослідження включала аналітичнірозрахунки, моделювання теплонасосного циклу, чисельне відтворення роботи геліосистем із застосуванням програмногозабезпечення EKO-power, а також техніко-економічний аналіз варіантів. Проведене оцінювання підтвердило значний впливтермомодернізаційних заходів: утеплення фасадів, покрівлі та заміна вікон дозволили знизити теплові втрати будівлі більшніж утричі, створюючи умови для стабільної роботи теплового насоса. Встановлення рекуператорів у системі вентиляціїзабезпечило щорічну економію понад 42 тис. кВт·год, що зменшило навантаження на джерела теплопостачання майже уп’ять разів. Розрахунки теплонасосного циклу з ґрунтовим теплообмінником показали його здатність стабільно покриватибазові теплові навантаження з високим коефіцієнтом перетворення. Моделювання роботи сонячних колекторів підтвердилоїхню ефективність у літній період та під час міжсезоння, проте висока вартість обладнання зумовлює тривалий термінокупності (понад 13 років), що робить їх доцільними переважно як допоміжне джерело теплоти. Техніко-економічний аналізвиявив, що використання ґрунтового теплового насоса забезпечує найкоротший строк окупності – близько 2,3 року –завдяки низьким експлуатаційним витратам та суттєвій економії природного газу. Отримані результати свідчать, щооптимальним рішенням є комбінована система: тепловий насос як базове джерело та сонячні колектори як додатковийелемент. Зроблено висновок, що впровадження гібридних систем теплопостачання у поєднанні з термомодернізацією тарекуперацією вентиляції дозволяє суттєво підвищити енергоефективність, знизити витрати та сприяти екологічній безпеці.Запропонована стратегія може бути масштабована для житлово-комунального та адміністративного секторів України.
Авторське право (c) 2025 Інформатика. Культура. Техніка
Створення моделі аеродинамічних процесів у двократній турбіні “ARSIRY” для вітроенергетичних комплексів
Виведення з ладу об’єктів генерації електроенергії або трансформаторних підстанцій призводить до системнихаварій з довготривалим знеструмленням значної кількості споживачів. Для забезпечення стійкості енергосистеминеобхідний розвиток розподіленого виробництва електроенергії яке буде здійснюватися невеликими енергетичнимиустановками безпосередньо біля місць її споживання.В роботі показана можливість використання вітроустановок як одного з елементів у комплексах розподіленої генераціїелектроенергії. Порівняльний аналіз існуючих зразків а також умов їх експлуатації показав недоліки існуючих систем. Незважаючи на високу досконалість та ефективність зразків з горизонтальною віссю вони не придатні для використання вміській забудові або сильно пересічній місцевості. Зразки з вертикальною віссю (турбіни Совоніуса та Дарьє) маютьнизький коефіцієнт потужності. Для подолання існуючих протиріч була розроблена принципово нова турбіна з покращеноюгеометрією, конструкція якої дозволяє двічі використовувати енергію вітрового потоку. Попередні дослідження показалисуттєве покращення показників ефективності комбінованих вітроустановок на основі турбіни типу «ARSIRY» таможливості їх використання в вітрових умовах відносно низької якості (невелика швидкість, підвищена турбулентність,часта зміна напрямку потоку тощо).Обґрунтовано використання рівняння Бернуллі яке представляе суму з трех складових питомої енергії потоку увигляді показника «повний напір» для створення моделі аеродинамічних процесів в двократній турбіні типу «ARSIRY».Аналіз особливостей руху повітря у проточній частині двократної турбіни з використанням рівняння дає поясненняпринципу двократного використання енергії потоку.Показано ключове значення зниження опорів окремих частин турбіни для збільшення потужності турбіни за рахунокраціонального використання швидкості руху повітря при заданій величині енергетичного потенціалу потоків.
Інтелектуальна система керування компенсаційними пристроями в електроенергетичній системі гірничозбагачувального підприємства
Сучасні гірничозбагачувальні підприємства характеризуються високою енергоємністю технологічних процесів,значною кількістю електроприводів з нелінійним типом навантаження. Разом з цим до промислових підприємств ставлятьсявимоги по необхідності підтримання належної якості електроенергії у внутрішній системі електропостачання. Одним ізключових завдань у цьому контексті є ефективне керування перетіканнями реактивної потужності, що дозволяє зменшитивтрати електроенергії, оптимізувати режими роботи обладнання та підвищити надійність всіх ланок електроенергетичноїсистеми підприємства. Традиційні системи компенсації, що базуються на статичних налаштуваннях або локальнихалгоритмах, не завжди забезпечує ефективність за умов змінного навантаження та коливань технологічних процесів та частоне враховують змінні режими навантаження та мають обмежені можливості до адаптації. У роботі запропоновано підхід доінтелектуального керування джерелами реактивної потужності, що базується на інтеграції синхронних двигунів таконденсаторних батарей у єдину централізовану інтелектуальну систему керування. Проаналізовано добові та річні даніобсягів споживання електричної енергії споживачами підстанцій підприємства. Запропоновано інноваційний підхід допокращення енергетичної ефективності. Встановлено оптимальні умови використання синхронних двигунів таконденсаторних батарей. Модель базується на інтеграції сучасних технологій моніторингу та аналізу даних, що дозволяєадаптуватися до динамічних змін навантаження та оперативно коригувати параметри системи компенсації. Дослідженняоцінює вплив розроблених методів на стабільність роботи енергосистеми підприємства та економічну складовувпровадження запропонованих рішень. Основою розробленого підходу є застосування адаптивних алгоритмів, яківраховують коливання навантаження, параметри якості електроенергії та їх технологічні параметри для раціоналізаціїпроцесу компенсації. Особливістю системи є використання механізмів регулювання на основі адаптивного алгоритму, щозабезпечує гнучке керування реактивними потоками в умовах швидкозмінних виробничих процесів. Це дозволяє знизитикількість зайвих перемикань обладнання, продовжити термін його роботи, зменшити ймовірність виникнення аварійнихрежимів та підвищити енергоефективність роботи всієї електроенергетичної системи підприємства. Отримані результатипоказують перспективність запропонованих рішень по компенсації реактивної потужності для підвищенняенергоефективності виробництва. Таким чином, розроблена інтелектуальна система керування компенсаційнимипристроями може стати основою для створення «розумних» енергетичних підсистем на базі промислових підприємств, щовідповідає сучасним тенденціям розвитку Smart Grid та цифровізації енергетики.
Модель трифазного автономного джерела живлення із сонячними батареями, суперконденсатором, ступеневим інвертором та трансформатором
Нині у світі розширюється масштаб застосування поновлюваних джерел енергії. Це пов'язано з обмеженими запасамивикопних видів енергії на планеті, також з екологічними проблемами, тобто з необхідністю зниження шкідливих викидів підчас використання викопного палива. Серед ряду відновлюваних джерел енергії у цій статті акцент зроблений на сонячнійелектронній генерації, тому що її зручно використовувати для електропостачання житлових будинків.Огляд стану досліджень за літературними джерелами показує, що від початку розвитку сонячної енергетикинайпоширенішим накопичувачем енергії для сонячних панелей були електрохімічні батареї. Тільки в останні роки почалирозглядати застосування суперконденсаторів, але як допоміжних до електрохімічних накопичувачів енергії. Дослідженнясумісної роботи сонячних батарей та саме суперконденсаторів майже відсутні. Також в більшості дослідженьвикористовуються інвертори з широтно-імпульсної модуляцією, з фільтрами на виході, для покращення якості вихідноїнапрузі. У результаті аналізу виникає питання, як буде працювати джерело на сонячних батареях разом зсуперконденсаторами, а також, чи здатний простий ступеневий інвертор з трансформатором на виході забезпечитиприйнятну якість електричної енергії на виході.Для вирішення поставлених наукових задач із стандартних блоків Матлаб була розроблена детальна структура моделіавтономного джерела живлення, Вказане джерело сформоване з сонячної батареї, батареї суперконденсаторів,підвищуючого напівпровідникового перетворювача постійного струму (Boost Converter), ступеневого трьохфазногоінвертору та вихідного трансформатора напруги. У ході досліджень на моделі виявилося, що сонячна батарея добре працює,одночасно забезпечує живлення як суперконденсатору, так й перетворювача постійного струму, у будь-яких режимах. Приглибокому розряді батареї суперконденсаторів з одночасним значним зниженням напруги сонячна батарея автоматичнообмежує вихідний струм на максимальному рівні, величина якого безпечна для сонячної батареї. При потребісуперконденсатор здатний забезпечити пікову віддачу потужності, не порушуючи нормальної роботи системи. Через те, щоамплітуда вихідної напруги значно залежить від величини корисного навантаження, була розроблена система автоматичноїстабілізації напруги, на базі ПІ-регулятору для керування Boost Converter. Дослідження форми вихідної напруги та струмупри роботі системи стабілізації напруги показали досить високу якість електроенергії, яка відповідає вимогамєвропейського стандарту IEEE 519-2022. Більш того, якість вихідної напруги утримується на прийнятному рівні впритул дотого моменту, як батарея суперконденсаторів розрядиться до 40 % (або напруга знизиться від  30 В до  10 В).
До проблеми «розумного» керування живленням приймачів до 1000 В підземних гірничорудних підприємств
У роботі розглядається «розумне» керування електроспоживанням електроприймачів напругою до 1000 В підземногозалізорудного підприємства для оптимізації добових витрат на електроенергію. Актуальність роботу обумовлюєтьсявисоким рівнем енерговитрат на ведення гірничих процесів при підземному способі видобутку залізорудної сировини. Такяк графік роботи електроприймачів до 1000 В не жорстко фіксований, то це дозволяє гнучко керувати електроспоживаннямвраховуючи погодинну зміну тарифів на електроенергію на протязі доби. Запропоновано евристичний підхід до«розумного» керування електроспоживанням на основі генетичного алгоритму, що є гарною альтернативою класичнимпідходам, як-то, наприклад, змішане цілочисельне лінійне програмування, яке обмежене до застосування в онлайн режимічерез свій офлайн характер та неможливість обробки складних обмежень,. Об’єктом дослідження є електроспоживанняелектроприймачів кількох блоків горизонту залізорудної шахти, що включають як постійно (вентиляція, водовідлив), так ізмінно (бурові верстати, лебідки) працюючі у часі навантаження. Цільова функція була сформульована таким чином, щобмінімізувати загальні витрати на електроенергію підземного залізорудного підприємства на протязі доби шляхомоптимізації розподілу часу підключення до електромережі кожного приймача. Під час дослідження були проаналізовані трипараметри налаштування генетичного алгоритму: обсяг популяції, вид функції схрещування та кількість елітних фенотипів.Найменші витрати на електроенергію (41454,99 грн) були досягнуті при розмірі популяції 100 фенотипів, 10 елітнихфенотипах в кожній популяції і функції схрещування Лапласа. Такі витрати були на 4,86% нижчими за найгірший результат(43470,55 грн), котрий мав місце при популяції 200 фенотипів, 0 елітних фенотипів і одноточковому виді схрещування.Виявилося, що число елітних фенотипів суттєво покращує якість роботи генетичного алгоритму та прискорює швидкістьоптимізації. Перехід від 0 до 20 елітних фенотипів скоротило кількість поколінь необхідних для мінімізації витрат наелектроенергію з 300 до 91 (на 69,7%). Також було встановлено, що мінімальні витрати на електроенергію підземногогірничорудного підприємства не завжди співпадають з найнижчими значеннями середньоквадратичної потужності, так яктут найважливішим є розподіл електроспоживання відносно часу коли діють пікові тарифи. Найбільш ефективніналаштування генетичного алгоритму забезпечили збалансованість споживання електроенергії на протязі доби, уникаючиспоживання у часові проміжки, коли тарифи максимальні. Результати дослідження підтвердили доцільність використаннягенетичного алгоритму під час керування споживанням електроенергії і та інтеграції подібних систем при впровадженніsmart grid-технологій у промислові енергосистеми.
Системний аналіз в парадигмі структури наукових досліджень в сфері електропостачання
Одним із основних напрямів дослідження систем є системний аналіз та системний підхід. Теорія систем, як підрозділє одним з основних її понять та поряд з теорією моделей, теорією управління, теорією інформації відноситься дометодологічної бази в наукових дослідженнях. Актуальним є вивчення законів та принципів, за допомогою яких можливеефективне дослідження структурної трансформації організації досліджень. На практиці системний підхід – це системнеохоплення, системне подання, системна орієнтація досліджень. Системне охоплення вимагає розгляду проблеми в різнихаспектах з різних позицій. Системне подання досягається шляхом побудови єдиної моделі, здатної заміщувати реальнийоб’єкт і надавати актуальну інформацію про об’єкт, який моделюється. Системна організація дослідження означаєнеперервне планування й управління розробкою за допомогою методів і засобів координації робіт. Розв’язання складнихпроблем з позицій системного підходу підпорядковане певній послідовності дій. Найважливіші етапи цього процесупередбачають: дентифікацію проблеми; внутрішній аналіз проблеми: зовнішній аналіз проблеми; ідентифікацію системи-:цілі, обмеження, тенденції, фактори, властивості;синтез моделі; аналіз поведінки моделі - імітація роботи системиоптимізацію системи. Планування оптимізаційного експерименту, ідентифікація експериментальної моделі Аналізрезультатів експерименту з моделлю. Інтерпретація результатів стосовно системи, що вирішує проблемуP. Реалізаціярішення. У рамках системного підходу задачі аналізу й синтезу взаємопов’язані, вони чергуються із заданою регулярністю іхарактеризують дві сторони єдиного циклу процесу дослідження.. Описаний цикл вирішення проблеми відноситься як докількісного, так і до якісного системного підходу. При цьому ідентифікація та імітація реалізуються на інтуїтивному,евристичному рівні. Основним недоліком якісного підходу є те, що протиінтуїтивна поведінка, яка проявляється у складнихсоціально-економічних системах, упускається з виду і не аналізується. Перевагою якісного підходу перед кількісним єсуттєва економія часу і коштів на проведення дослідженьСукупність методологічних засобів, що використовуються дляпідготовки й обґрунтування рішень стосовно складних, наукового, технічного характеру містить системний аналіз.Системний аналіз визначають як сукупність методів дослідження складних об’єктів шляхом подання їх у вигляді систем іподальшого аналізу таких систем. Порядок етапів системного аналізу включає: постановку задачі (вибір об’єктадослідження, визначення мети і критеріїв його вивчення); виділення й структуризацію (або декомпозицію) системи, якадосліджується, тобто поділ її на підсистеми, котрі відносно чітко описуються; створення математичної моделі системи. Уцьому полягає відмінність системного аналізу від локального підходу, який полягає у вивченні структури й функціональнихособливостей автономних, окремо взятих елементів системи.Неможливість повністю охопити всі сторони, зв’язки й„опосередкування” дозволяє в ході проведення системного аналізу, з одного боку, прагнути максимальної повноти опису, здругого – здійснювати розумне спрощення об’єкту. Це особливо актуально та доцільно в сфері досліджень процесів всистемах електропостачання.
Аналіз показників якості електроенергії при розбудові розумної електромережі підземного рудника
У роботі показані результати експериментальних досліджень показників якості електроенергії в системіелектропостачання підземного залізорудного рудника при плануванні розробки розумної електромережі. Вимірюванняпроводилися спеціалізованим обладнанням у точках електромережі з рівнями напруги 6 і 0,4 кВ. Проаналізовано ключовіпоказники якості електроенергії, як-то відхилення напруги, сумарний коефіцієнт гармонічних спотворень струму й напруги,а також відхилення частоти. Встановлено, що в мережі 6 кВ падіння напруги знаходиться в межах гранично допустимогорівня (+/-10 %). У частині електромережі з рівнем напруги 0,4 кВ виникають критичні відхилення напруги, які перевищуютьстандартизовану межу. Сумарний коефіцієнт гармонічних спотворень напруги та струму, а також частота тут знаходяться вмежах норми. На основі отриманих даних виявлено системний характер проблем з якістю напруги у віддалених від поверхнівузлах системи електропостачання підземного рудника. Це вимагає потребує виконання детального технічного аудиту станукабельних ліній, трансформаторів, а також оцінки можливості застосування спеціалізованих засобів компенсації падіньнапруги (наприклад, динамічних відновлювачів напруги, статичних компенсаторів тощо). Такі заходи є необхідними длязабезпечення стабільного та надійного електропостачання в умовах розбудови розумної електромережі підземногозалізорудного підприємства, що має ключове значення для забезпечення надійного електропостачання підземнихелектроприймачів та поліпшення конкурентоспроможності гірничорудного виробництва
CFD-моделювання сепарації пари в барабан-сепараторі котла типу ГМ-50 (Е-50-3,9-440ГМ)
Процеси, що супроводжують випаровування, мають складну фізичну природу. Їх характеризує сильна нелінійність як у динаміці, так і у взаємозв’язках термофізичних властивостей робочого середовища. Ключові параметри, такі як ступінь перегріву чи локальна швидкість пароутворення, є важкими для точного вимірювання та прогнозування. Ці складнощі обумовлюють високі вимоги до точності чисельного моделювання та обґрунтованого вибору математичних моделей, які здатні відтворити основні фізичні механізми пароутворення в умовах природної циркуляції. В роботі представлені результати дослідження процесу сепарації водяної пари в просторі комп’ютерної моделі барабан-сепаратора котельного агрегату ГМ-50 (Е-50-3,9-440ГМ), що виконана за допомогою програми ANSYS Student, що є безкоштовною (з 2015 року) і призначеною для вирішення ознайомлювальних і освітніх задач в академічному середовищі. В якості граничних умов задавалися значення швидкості руху пароводяної суміші, що надходить з екранних труб котла типу ГМ-50-1. Об’єкт дослідження – це процеси теплообміну і гідродинаміки, що мають місце при випаровуванні пароводяної суміші в трубах, що екранують стінки паливні котла ГМ-50 (Е-50-3,9-440ГМ) і при її сепарації в барабан-сепараторі цього котла. Предметом дослідження є термодинамічні параметри пароводяної суміші в контурі природньої циркуляції котла ГМ-50 (Е-50-3,9- 440ГМ). Моделювання дозволило визначити витрата робочого тіла в кип’ятильних трубах котла і розташування «дзеркала випаровування» в його барабан-сепараторі, що є критичним для його функціонування. Оскільки експериментальних даних щодо значень паровмісту немає для оцінки адекватності моделі керувались вимогами експлуатації таких барабанів. Результати верифікації свідчить, що значення відхилення результатів розрахунків CFD-моделі від значень середнього об’ємному паровмісту, що визначений за аналітичною методикою знаходяться в межах від 9 до 18 %. Такий результат викликаний як припущеннями аналітичної методики так і обмеженнями студентської версії ANSYS. В будь-якому випадку моделювання дозволило проаналізувати динаміки генерації пари кип’ятильних трубах контуру природньої циркуляції котла ГМ-50 (Е-50-3,9-440ГМ) в умовах нерівномірності поля температур на бічних стінках котла і визначити параметри пароводяної суміші на виході з кип’ятильних труб.
Асинхронний тяговий електропривод для дешевого міського легкового транспортного засобу
Сформульовано основні принципи щодо проектування і виробництва дешевого міського легкового електромобіля. Проведено аналіз технічних параметрів трансмісії дешевого міського легкового автомобіля з двигуном внутрішнього згоряння, на базі якого має бути виготовлено дешевий міський легковий електромобіль. Сформульовано вимоги до технічних параметрів дешевого міського електромобіля. Проведено аналіз залежності сили опору руху електромобіля від швидкості руху електромобіля по горизонтальній дорозі. Розраховано залежність значення потужності механічної енергії, яку мають розвивати приводні колеса електромобіля, від швидкості руху електромобіля. Визначено залежність кількості механічної енергії, яку витрачають приводні колеса електромобіля від швидкості руху електромобіля по горизонтальній дорозі на відстань, яка відповідає вимогам до технічних параметрів дешевого міського електромобіля. На підставі технічних параметрів трансмісії легкового автомобіля визначено значення максимальної кутової швидкості обертання валу тягового двигуна при максимальній швидкості руху автомобіля на вишій передачі коробки перемикання передач. На підставі значення потужності механічної енергії, яку мають розвивати приводні колеса повного автомобіля під час руху автомобіля по горізонтальній дорозі на максимальній швидкості визначено потужність тягового двигуна. Вибрано тяговий асинхронний електричний двигун і перетворювач частоти до нього. На підставі технічних параметрів трансмісії легкового автомобіля визначено силу тяги приводних коліс електромобіля, яка відповідає номінальному значенню механічного момента тягового двигуна на всіх передачах коробки перемикання передач. Також на підставі технічних параметрів трансмісії легкового автомобіля визначено швидкість руху електромобіля, яка відповідає номінальному значенню кутової швидкості валу тягового двигуна на всіх передачах коробки перемикання передач. Визначено максимальний момент навантаження на валу тягового двигуна при мінімальній швидкості руху автомобіля на першій передачі коробки перемикання передач вгору по дорозі з уклоном 36%. На підставі максимального моменту навантаження на валу тягового двигуна визначенно вимоги до номінальних параметрів перетворювача частоти і вибрано перетворювач частоти для тягового асинхронного електричного двигуна. На підставі номінальних параметрів перетворювача частоти сформульовано вимоги до електричних параметрів акумуляторної батареї бортового джерела електричної енергії електромобіля. Розраховано основні технічні параметри бортового джерела електричної енергії електромобіля. Проведено синтез параметрів тягового електропривода електромобіля. Розроблено математичну модель асинхронного тягового електропривода електромобіля. На математичній моделі проведено дослідження електромеханічних перехідних процесів, які відбуваються в асинхронному тяговому електроприводі електромобіля при розгоні і при гальмуванні електромобіля.
Дослідження переміщення маніпулятора за допомогою апаратних та комп’ютерних моделей
Одним із основних напрямів проєктування робототехнічних систем є кінематичний аналіз маніпуляторів, який дозволяє перейти до дослідження динаміки та синтезу управління рухом маніпуляторів на основі прямої та зворотної задач кінематики. В роботі основна увага зосереджена на розробці апаратних та комп’ютерних моделей переміщення різних елементів маніпуляторів. Для цього застосовано засоби, що використовуються для апаратного та комп’ютерного моделювання переміщення маніпуляторів. В роботі показано, як можна створити моделі маніпуляторів на основі апаратнопрограмного комплексу Arduino. Розглянута можливість застосування для створення комп’ютерних моделей симулятора UnoArduSim, що має у своєму складі як пристрої комп’ютерного керування, а також інформаційні та виконавчі пристрої, що використовуються у робототехнічних пристроях. Для графічного відображення переміщення маніпулятора на комп’ютері застосована мова програмування Processing, яка дає можливість створювати анімаційні моделі. Розроблена спрощена апаратна модель маніпулятора з трьома сегментами, переміщення яких здійснюється за допомогою сервоприводів, та математична модель використання прямої та зворотної задач кінематики для визначення траєкторії переміщення робочого органу за відомими значеннями параметрів стану окремих сегментів, а також для визначення параметрів стану окремих сегментів за координатами робочого органу. Апаратна модель маніпулятора створена на основі апаратних та програмних засобів, які використовуються у складі апаратно-програмного комплексу Arduino та симулятора UnoArduSim, що дає можливість викоритовувати програмне забезпечення для дослідження маніпуляторів як на апаратній, так і на програмній моделі. Розроблена апаратно-комп’ютерна модель маніпулятора на основі Arduino та Processing для дослідження переміщення маніпулятора у ручному та автоматичному режимі. Створені комп’ютерні моделі на основі прямої та зворотної задач кінематики на основі мови Processing, де керування положенням окремих сегментів та робочого органу маніпулятора здійснюється шляхом переміщення мишки, а координати курсора визначають кути повороту окремих сегментів для прямої задачі кінематики або координати робочого органу для зворотної задачі кінематики. Вказані моделі можуть використовуватись для дослідження переміщення маніпуляторів та їх ланок, для створення програм шляхом навчання, коли у ручному режимі визначаються параметри ланок для встановлених послідовних положень робочого органу, на основі яких створюється програма для переміщення маніпулятора у автоматичному режимі, а також при проведенні дистанційного навчання.
Розумне свердління, яке забезпечує технологічні вимоги
У технології машинобудування однієї із найактуальніших тем досі вважають ієрархічне керування. В застосуванні декількох рівнів управління найскладнішим процесом являється досягнення взаємодії на різних рівнях ієрархії у рамках єдиної мехатронної технологічної системи (МТС). При вдалому поєднанні обладнання отримає інтелектуальну систему керування. У статті розглянуто результати проведених експериментів щодо визначення осьової сили різання у залежності від поєднань різних за величиною електричних струмів обмоток статора та якоря в лінійному мехатронном актуаторі. МТС складається з дворівневої системи керування: металорізального верстата з ЧПК та мехатронного шпинделя. На верхньому рівні керування пристроєм ЧПК забезпечується необхідна осьова подача всього мехатронного шпинделя виходячи із умови забезпечення робочого діапазону автоматичного регулювання силових параметрів різання на нижнім рівні керування. Нижній рівень керування представлений інтелектуальним мехатронним механізмом, який призначений для стабілізації або програмної зміни осьовій силі та крутного моменту різання, тобто силові параметри змінюються відповідно вимогам технології обробки деталей, які вироблені з анізотропних матеріалів (полімерні композиційні матеріали в техніці, жива кісткова тканина в ортопедичній хірургії тощо). Таким чином, анізотропія властивостей матеріалів вимагає зміну кінематичних параметрів свердління виходячи з необхідності програмного забезпечення вказаних силових параметрів різання. Керування на нижньому рівні відбувається завдяки двом котушкам лінійного актуатора. Ці котушки впливають одна на одну (через взаємодію магнітних полів кожної котушки) та змінюють осьову силу подачі свердла. Результати проведеного експерименту дозволяють визначити робочий діапазон силових параметрів для динамічного руху інструмента відповідно технологічних вимог, щоб забезпечити необхідну якість обробки при максимальній стійкості ріжучого інструмента.
Безпілотні наземні роботизовані платформи: від інформаційного забезпечення до інтелектуального керування
Одним з найважливіших напрямів розвитку високотехнологічних військових розробок є створення безекіпажних бойових систем. Найбільше таких нововведень потребують сухопутні війська, як найбільш «контактний» рід військ, що несе значні втрати у війнах будь-якого типу. На практиці їх технологічне забезпечення істотно відстає від авіації, де безпілотні літальні апарати (БПЛА) уже набули масового поширення та продемонстрували ефективність у сучасних збройних конфліктах. Проте останні роки характеризуються активним формуванням нового напряму – розвитку безпілотних наземних транспортних засобів, або UGV (Unmanned Ground Vehicles), які перебувають на ранніх етапах становлення та вдосконалення. У статті розглядаються ключові підходи до класифікації UGV за конструктивними ознаками (модернізовані автомобільні платформи радянського зразка або спеціально розроблені електромобільні шасі), за функціональним призначенням (логістичні, евакуаційні, інженерні, розвідувальні), за масогабаритними параметрами (легкі, середні, важкі), а також за принципами керування (від оператора чи автономні). Особлива увага приділяється питанню створення єдиного інформаційно-управляючого простору, в якому UGV функціонують у взаємодії з іншими елементами мережевоцентричної системи – БПЛА, системами зв’язку, спостереження та управління вогнем. Показано перспективи розвитку наземних безпілотних платформ у напрямку збільшення їх автономності, впровадження штучного інтелекту, створення рою роботизованих систем та інтеграції в загальну архітектуру бойових дій. Такий підхід дозволить знизити ризики для особового складу та суттєво підвищити ефективність бойових операцій.
Явище комутаційної перенапруги в електроприводах на основі високошвидкісних ключів, постановка проблеми та огляд варіантів її вирішення
У статті розглянуто проблему виникнення комутаційних перенапруг в електроприводах, побудованих на основі високошвидкісних напівпровідникових ключів, зокрема SiC-MOSFET та GaN-транзисторів. Показано, що використання напівпровідників із широкою забороненою зоною дозволяє значно підвищити частоту широтно-імпульсної модуляції, покращити динамічні властивості інвертора та зменшити габарити перетворювачів. Разом з тим, висока швидкість комутації зумовлює появу суттєвих перенапруг на клемах двигуна, що спричиняє прискорене старіння ізоляції та може призвести до передчасного виходу з ладу електричної машини. Проведено огляд основних підходів до зменшення або запобігання прояву цього явища, серед яких: використання синусоїдальних та RLC-фільтрів різних топологій основною метою яких є узгодження хвильових параметрів кабелю з його навантаженням (двигуном), застосування багаторівневих інверторів, а також спеціалізованих схем з діодами для обмеження рівня перенапруги. Результати роботи можуть бути використані при проєктуванні сучасних високодинамічних електроприводів.
напівпровідники з широкою забороненою зоною
Розробка чисельно-аналітичних моделей для розрахунку власних частот коливань валу з тріщиною
Проблема вібраційної діагностики пошкоджень енергообладнання під час експлуатації є надзвичайно актуальною для підвищення надійності та безпеки його роботи. Одним із найбільш небезпечних дефектів, що виникають у валах і роторах парових турбін, є тріщини, розвиток яких може призвести до катастрофічних руйнувань. Тому розробка методів вібраційної діагностики, здатних виявляти докритичні тріщини, має важливе практичне значення. Поєднання сучасних обчислювальних можливостей із САЕ-системами дає змогу здійснювати ефективний аналіз динамічної поведінки конструкцій при різних умовах експлуатації теплоенергетичного обладнання. У роботі запропоновано чисельно-аналітичний підхід для оцінювання впливу тріщини на зміну жорсткості валопроводу. Основою для побудови моделі є використання положень механіки руйнування та теореми Кастільяно, що дозволяє виразити піддатливість перерізу через співвідношення між швидкістю вивільнення енергії деформації та коефіцієнтами інтенсивності напружень (КІН). Для дослідження згинальних, поздовжніх та крутильних коливань валу з урахуванням наявності тріщини побудовано CAD-моделі балки круглого поперечного перерізу з крайовою поперечною та напівеліптичною тріщинами. Розглянуто геометричні параметри дефекту, зокрема відносну глибину γ = a/D та співвідношення сторін a/b, що визначають характер впливу тріщини на піддатливість. Отримані вирази для зміни енергії деформації дозволили сформувати аналітичні залежності для визначення піддатливості при різних видах навантаження: згині, розтягуванні та крученні. У випадку згинальних коливань використано залежність КІН від моменту опору перерізу та нормалізованого розподілу напружень; при поздовжніх коливаннях враховано вплив напівеліптичної тріщини та варіацію параметра a/b; при крученнях — сумісну дію поперечно-зсувних і поздовжньо-зсувних деформацій, що потребувало апроксимації коефіцієнтів функцій FII та FIII. Таким чином, запропонований підхід забезпечує можливість урахування нелінійності поведінки конструкції з тріщиною та створює основу для подальшого розвитку методів вібраційної діагностики валів парових турбін. Застосування отриманих чисельно-аналітичних моделей сприятиме підвищенню достовірності контролю стану обладнання, продовженню його ресурсу та запобіганню аварійних ситуацій на ТЕС і АЕС.