Основні наукові спеціальності: G5 Електроніка, електронні комунікації, приладобудування та радіотехніка; G6 Інформаційно-вимірювальні технології; G7 Автоматизація комп'ютерно-інтегровані технології та робототехніка;
ВИЗНАЧЕННЯ ЗАКОНОМІРНОСТЕЙ ВАРІАБЕЛЬНОСТІ ВЕЛИЧИНИ АВТОМАТИЧНОЇ ПОДАЧІ ДОВГОМІРНОЇ ПРУТКОВОЇ ЗАГОТОВКИ У ВЕРСТАТ
У статті проведено розробку і формалізацію статистичної методики оцінювання точності осьового положення торцевої поверхні циліндричної заготовки, сформованої шляхом автоматичної подачі довгомірного пруткового матеріалу у токарний верстат, що працює в автоматичному циклі. Запропоновано підхід для параметричної оцінки ймовірності потрапляння торця, що утворений після відрізання попередньої деталі, в допуск його номінального положення в системі координат верстата. Проведено розгляд даного процесу як нормальну модель, непараметричну біноміальну оцінку частки відповідності з довірчими інтервалами (<!-- [if gte msEquation 12]><m:oMath><m:sSub><m:sSubPr><m:ctrlPr></m:ctrlPr></m:sSubPr><m:e><m:r>P</m:r></m:e><m:sub><m:r>ok</m:r></m:sub></m:sSub></m:oMath><![endif]--> ), індекс здатності процесу (<!-- [if gte msEquation 12]><m:oMath><m:sSub><m:sSubPr><m:ctrlPr></m:ctrlPr></m:sSubPr><m:e><m:r>C</m:r></m:e><m:sub><m:r>pk</m:r></m:sub></m:sSub></m:oMath><![endif]--> ) та оцінку невизначеності за GUM. Запропонована методика передбачає стратифікацію вибірок за умовами виробництва, корекцію на шум засобу вимірювання, планування обсягу даних для заданої точності оцінки, а також SPC-моніторинг. Показано, як через калібрування зсуву <!-- [if gte msEquation 12]><m:oMath><m:r>μ</m:r></m:oMath><![endif]--> , управління розкидом <!-- [if gte msEquation 12]><m:oMath><m:r>σ</m:r></m:oMath><![endif]--> та інженерні втручання досягати цільових показників центрованості та прогнозованості процесу подачі. Практична значущість полягає у формуванні прийнятних критеріїв якості без зупинки виробництва та без витрат на спеціальні експерименти за ознаками <!-- [if gte msEquation 12]><m:oMath><m:sSub><m:sSubPr><m:ctrlPr></m:ctrlPr></m:sSubPr><m:e><m:r>P</m:r></m:e><m:sub><m:r>ok</m:r></m:sub></m:sSub></m:oMath><![endif]--> (відсоткова частка циклів у яких торець потрапляє у допуск) і <!-- [if gte msEquation 12]><m:oMath><m:sSub><m:sSubPr><m:ctrlPr></m:ctrlPr></m:sSubPr><m:e><m:r>C</m:r></m:e><m:sub><m:r>pk</m:r></m:sub></m:sSub></m:oMath><![endif]--> (наскільки стабільно процес позиціювання прутка вкладається в допуск з урахуванням центрованості та розкиду).
верстат, шпиндельний вузол, різання, параметри обробки, моделювання, автоматизація, трибологія, прогнозування, ймовірність, оптимізація, точність, інновації процесу, адаптація технологічної системи.
Copyright (c) 2025 Perspective technologies and devices
ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ МЕТОДІВ МОДУЛЯЦІЇ У СИСТЕМАХ ЗВ’ЯЗКУ НА ОСНОВІ ВИДИМОГО СВІТЛА
В статті У статті представлено результати теоретичного та аналітичного дослідження енергетичної ефективності основних методів модуляції у системах зв’язку на основі видимого світла (Visible Light Communication, VLC). Розроблено уніфіковану методику оцінювання показників енергоефективності, яка враховує вплив ключових параметрів системи – ефективності світлодіодів, чутливості фотоприймача, площі детектора, рівня шумів та множинних відбиттів від поверхонь. Проведено порівняльний аналіз трьох типових методів модуляції: On-Off Keying (OOK), Pulse-Width Modulation (PWM) та Color-Shift Keying (CSK) при фіксованому рівні освітленості. Встановлено, що OOK та PWM забезпечують близькі значення енергетичної ефективності, тоді як CSK, потребуючи більших енергетичних витрат, має перевагу в спектральній ефективності та потенціалі для високошвидкісної передачі даних. Врахування фонових шумів та геометричних характеристик середовища дозволило уточнити умови, за яких зростає або знижується ефективність системи. Результати дослідження мають практичне значення для проєктування енергоощадних VLC-систем нового покоління, що поєднують функції освітлення та передачі інформації з мінімальними втратами енергії.
Li-Fi, VLC, модуляція, On-Off Keying (OOK), Pulse-Width Modulation (PWM), Color-Shift Keying (CSK), енергоефективність, SNR, фотодетектор, світлодіод.
МЕТОДИ ТА МОДЕЛІ РОЗПОДІЛУ ТА МАРШРУТИЗАЦІЇ ВОЛОНТЕРІВ ПІД ЧАС КАТАСТРОФ
У роботі проведено аналіз існуючих методів та моделей, що застосовуються для розподілу та маршрутизації волонтерів під час ліквідації наслідків катастроф. Огляд літератури підтвердив важливість волонтерів як ресурсу для підсилення спроможностей офіційних служб реагування та показав логістичні виклики, пов’язані з їх ефективною інтеграцією, особливо у випадку спонтанних волонтерів. Управління волонтерськими ресурсами базується на різних підходах, що враховують як ефективність, так і людський фактор. Аналіз показав, що сучасні моделі прагнуть враховувати широкий спектр факторів, включаючи компетентності та вподобання волонтерів, пріоритетність потреб постраждалих, специфіку завдань, часові та геопросторові обмеження, логістику, динамічність ситуації, невизначеність та ризики. Огляд методів та моделей демонструє інтерес до розробки інструментів для оптимізації управління волонтерами. Виявлено тенденцію до інтеграції різних підходів, врахування невизначеності та динаміку кризових ситуацій. Результати цього аналізу створюють теоретичну основу для розробки алгоритмів та функціоналу автоматизованої системи розподілу та маршрутизації волонтерів.
маршрутизація волонтерів, моделювання, оптимізація, візуалізація.
ПОРІВНЯЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ТИПІВ ДАВАЧІВ АКУСТИЧНОЇ ЕМІСІЇ ДЛЯ СИСТЕМ ТЕХНІЧНОЇ ДІАГНОСТИКИ
У роботі представлено систематизований огляд сучасних типів давачів акустичної емісії (АЕ), що застосовуються у системах технічної діагностики та моніторингу процесів механічної обробки. Проаналізовано принципи дії, конструктивні особливості та метрологічні характеристики п’єзоелектричних, ємнісних, оптичних, MEMS-, тонкоплівкових, а також спеціалізованих обертових, внутрішньошпиндельних, кільцевих, статичних і рідинних АЕ-давачів. Виявлено відсутність уніфікованих методик порівняння сенсорів у реальних умовах експлуатації, що ускладнює їх обґрунтований вибір для конкретних діагностичних задач. Показано, що сучасні дослідження зосереджені на підвищенні чутливості сенсорів, розширенні робочого частотного діапазону та оптимізації методів обробки сигналів. Обґрунтовано актуальність проведення експериментального порівняння різних типів давачів за параметрами чутливості, частотного відгуку, відношення сигнал/шум і стійкості до зовнішніх впливів. Матеріали роботи формують основу для створення рекомендацій з вибору АЕ-давачів залежно від конструктивних умов, режимів обробки та вимог до точності моніторингу, а також визначають напрями подальших досліджень у галузі сенсорики та акустико-емісійного контролю.
акустична емісія, давачі АЕ, шліфування, контроль процесу.
АДАПТИВНИЙ ФАЗОВО-КОРЕЛЯЦІЙНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ЧАСУ ВІДНОВЛЕННЯ СЕРЦЕВО-СУДИННОЇ СИСТЕМИ ПІСЛЯ ФІЗИЧНОГО НАВАНТАЖЕННЯ ЗА ПУЛЬСОВИМИ СИГНАЛАМИ
У статті запропоновано адаптивний фазово-кореляційний метод визначення часу відновлення серцево-судинної системи після фізичного навантаження за пульсовими сигналами. Метод ґрунтується на аналізі фазової узгодженості сигналу в ковзних часових вікнах, що дає змогу відстежувати локальні зміни структури серцевого ритму в умовах нестаціонарності. Середня амплітуда фазово-кореляційного спектра використовується як показник впорядкованості сигналу, який зменшується у фазі навантаження та поступово зростає у процесі відновлення. Для автоматичного визначення моменту відновлення застосовано адаптивний поріг, побудований за критерієм Неймана–Пірсона з корекційним коефіцієнтом зниження, що забезпечує високу чутливість до фазових змін і стійкість до шумових артефактів. Моделювання в середовищі Matlab підтвердило ефективність методу, який дозволяє точно фіксувати момент стабілізації ритму навіть за значних флуктуацій сигналу. Запропонований підхід може бути використаний для оцінки функціонального стану спортсменів, моніторингу процесів відновлення в кардіологічній практиці та впровадження у телемедичні системи біомоніторингу.
пульсовий сигнал, фазово-кореляційний аналіз, адаптивний поріг, критерій Неймана–Пірсона, час відновлення, серцево-судинна система.
ІНТЕГРОВАНА ПУПІЛОМЕТРІЯ ЯК ІНСТРУМЕНТ АВТОМАТИЗОВАНОГО МОНІТОРИНГУ ПСИХОФІЗІОЛОГІЧНОГО СТАНУ ЛЮДИНИ
В умовах соціально-економічної нестабільності та тривалого стресового навантаження, зокрема спричиненого воєнним конфліктом, зростає необхідність у своєчасній та об’єктивній діагностиці психофізіологічного стану людини, включаючи рівень тривожності та стресу. Ці стани безпосередньо корелюють із дисрегуляцією вегетативної нервової системи (ВНС). Метою роботи є розроблення автоматизованої системи зворотного зв’язку з інтегрованою пупілометрією для моніторингу та діагностики психофізіологічного стану людини. Проведено аналіз наукових праць, що підтверджують зв'язок динаміки зіничних реакцій з активацією симпатичної ланки ВНС, когнітивним навантаженням та емоційними станами. На основі цих даних розроблено програмно-апаратний комплекс, що використовує пупілометрію для об'єктивного відстеження змін вегетативного балансу. Система передбачає механізм зворотного зв'язку для інтеграції психокорекційних методик, таких як арттерапія. В основу системи покладено об'єктивний маркер — Індекс симпатичної активації (ІСА), розрахований як відсоткове відношення площі зіниці до площі рогівки. Розроблена автоматизована система дозволяє неінвазивно та безперервно фіксувати параметри зіниці (зокрема, розмір та швидкість реакції), які слугують маркерами рівня тривожності. Використання пупілометрії як інтегрованого показника дозволяє оцінити психологічний стан та ефективність психорелаксуючого впливу в режимі реального часу.
пупілометрія, автоматизована система, стрес, вегетативний баланс.
МІКРОМЕХАНІЧНИЙ КАЛОРИМЕТРИЧНИЙ СЕНСОР КОЛИВАЛЬНОЇ ШВИДКОСТІ ЧАСТИНОК ГАЗУ ДЛЯ ПАСИВНОГО АКУСТИЧНОГО ПЕЛЕНГАТОРА БПЛА
У статті розглянуто проблему виявлення безпілотних літальних апаратів (БПЛА) за допомогою пасивних методів, зокрема акустичних. Проаналізовано сучасні технології детекції БПЛА, наведено їхні переваги та обмеження. Обґрунтовано доцільність застосування інфразвукових сенсорів для створення пасивних акустичних пеленгаторів, що дають змогу виявляти об’єкти без активного випромінювання. Описано принцип роботи мікромеханічного калориметричного сенсора коливальної швидкості частинок газу, побудованого на основі теплового потоку, який забезпечує високу чутливість у широкому діапазоні частот. Показано, що такий тип сенсорів, виготовлених за МЕМС-технологією, дає змогу визначати вектор акустичної швидкості в просторі, що є основою для точної пеленгації джерела інфразвукового та низькочастотного акустичного діапазону випромінювання. Зазначено, що чутливість сенсорів Microflown узгоджується зі спектральними характеристиками шумів як електричних, так і реактивних двигунів БПЛА. Проведений аналіз підтверджує перспективність використання мікромеханічних теплових сенсорів у системах пасивного акустичного виявлення та ідентифікації безпілотних апаратів.
БПЛА, сенсор коливальної швидкості частинок газу, акустична пеленгація, шумовий спектр, Microflown.
КЛАСИФІКАЦІЯ ПІДХОДІВ ТА МЕТОДІВ МОДЕЛЮВАННЯ ІНДИВІДУАЛЬНОГО ТЕПЛОВОГО ПУНКТУ
Встановлено, що ІТП забезпечують ефективний розподіл теплової енергії між системами опалення, вентиляції та гарячого водопостачання, адаптуючи параметри теплоносія до потреб конкретної будівлі незалежно від режимів централізованої мережі. Проаналізовано залежні та незалежні схеми підключення, їх переваги та недоліки. Розглянуто підходи до математичного, фізичного та емпіричного моделювання індивідуальних теплових пунктів (ІТП). Моделювання є важливим інструментом для аналізу та оптимізації різних систем, зокрема в теплопостачанні. Вибір методу моделювання залежить від специфіки завдання, доступних ресурсів та необхідної точності результатів. Математичні моделі є ефективними для вирішення задач, де важлива швидкість обчислень, але вони можуть бути менш точними порівняно з фізичними. Фізичні моделі надають високу точність завдяки детальному опису процесів, проте потребують значних обчислювальних потужностей. Емпіричне моделювання дозволяє працювати з реальними даними, але точність таких моделей залежить від якості та обсягу доступної інформації.У роботі проведено аналіз типових схем роботи індивідуальних теплових пунктів
індивідуальні теплові пункти, схеми підключення, моделювання.
АНАЛОГОВІ І ЦИФРОВІ ІНФОРМАЦІЙНІ СИСТЕМИ ОПТИЧНОГО ДІАПАЗОНУ
У сучасному світі оптичні технології відіграють важливу роль у забезпеченні високошвидкісного передавання, обробки і зберігання інформації. Оптичні аналого-цифрові (АЦП) і цифро-аналогові (ЦАП) перетворювачі відіграють центральну роль у гібридних системах, де необхідно поєднувати безперервні аналогові сигнали з цифровим представленням інформації. Замість традиційного електронного підходу, оптичні АЦП/ЦАП використовують світлові хвилі для перетворення сигналів, що значно підвищує швидкодію і знижує втрати енергії. Нелінійні оптичні ефекти дозволяють реалізувати пристрої, здатні реагувати на зміну інтенсивності сигналу, змінювати свою поведінку в реальному часі та виконувати функції логіки, обчислень і фільтрації. Одним з найбільш поширених ефектів є ефект Керра, при якому показник заломлення середовища змінюється пропорційно до інтенсивності світла. Аналогові оптичні системи, що створені на фотонних кристалах і нелінійних ефектах, демонструють разючу швидкодію та здатність до обробки сигналів у реальному часі. Водночас цифрові системи забезпечують точність, масштабованість і стійкість до завад, що є критично важливим для складних обчислювальних завдань, телекомунікацій і систем штучного інтелекту. Дослідження з використанням глибокого навчання для проєктування оптичних пристроїв свідчать про новий рівень адаптивності та автоматизації в оптичній інженерії. Перспективи впровадження таких систем охоплюють не лише науку та промисловість, а й повсякденне життя: автономні транспортні засоби, медична діагностика, розумні міста, віртуальна реальність.
оптична система, АЦП, ЦАП, сигнал, інформація, фотонний кристалах, нелінійний ефект.
ДОСЛІДЖЕННЯ НАДПРОВІДНОСТІ В НАНОСТРУКТУРАХ BI2SE3
У статті проведено огляд сучасних підходів до реалізації надпровідного стану в наноструктурах Bi₂Se₃ — топологічного матеріалу, перспективного для створення квантових логічних елементів. Розглянуто ключові механізми індукції надпровідності: епітаксійне гетероструктурування з NbSe₂, інтеркаляція атомів Ag, легування Sr, формування інтерфейсних фаз з Pd, а також контактна модифікація за допомогою сфокусованого іонного пучка. На основі експериментального порівняння проаналізовано, як змінюються критичні параметри (Tc, Bc₂), морфологія та тип парування електронів залежно від обраного методу. Особливу увагу приділено результатам, отриманим у власному дослідженні над ниткоподібними кристалами PdxBi₂Se₃, де зафіксовано двоступеневий перехід у надпровідний стан з Tc₁ = 5.3 К і Tc₂ = 3.5 К та високими критичними магнітними полями до 1.45 Тл. Показано, що інтеграція Pd у ґратку Bi₂Se₃ призводить до формування об’ємної стабільної фази з ознаками нетрадиційної надпровідності та участю сильних електронних кореляцій. Порівняння з сучасними публікаціями дозволяє узагальнити вплив морфології, методу синтезу та типу металевого контакту на властивості надпровідного стану, а також підкреслити унікальність підходу, реалізованого в роботі, тому у цій роботі аналізуються особливості надпровідного стану в наноструктурах Bi₂Se₃ на основі порівняння власних експериментальних результатів з даними сучасної наукової літератури. Такий підхід дозволяє не лише верифікувати отримані результати, а й встановити характерні риси надпровідності, що виникає в різних умовах: при легуванні, інтерфейсному контакті, інтеркаляції або під тиском.
наноструктури Bi₂Se₃, надпровідність, нетрадиційні надпровідники, топологічні матеріали, критична температура, електрон-фононна взаємодія, магнітотранспорт.
ДО ПИТАННЯ ВИЗНАЧЕННЯ МОМЕНТУ ІНЕРЦІЇ ГВИНТОВОГО КОНВЕЄРА із секційним робочим органом
У статті наведено результати теоретичних досліджень моменту інерції гвинтових конвеєрів із секційними робочими органами для трьох режимів роботи: тихохідного, середньошвидкісного та швидкохідного. Розроблено аналітичні залежності для визначення моментів інерції гнучких гвинтових конвеєрів з урахуванням маси транспортованого сипкого матеріалу, кінематичних параметрів і конструктивних особливостей секційного робочого органу. Встановлено вплив механіко-технологічних властивостей сипкого матеріалу на динамічні характеристики гнучких конвеєрів та взаємозв’язок між моментом інерції і режимом їх роботи. Отримані залежності дозволяють уточнити математичні моделі руху матеріалу в конвеєрах, що сприятиме підвищенню точності розрахунків при проєктуванні транспортно-технологічних систем. Результати дослідження можуть бути використані при розробленні нових конструкцій гнучких шнекових механізмів з поліпшеними експлуатаційними характеристиками.
гвинтовий конвеєр, секційний робочий орган, момент інерції, сипкий матеріал.
МЕТОДИЧНІ АСПЕКТИ КАЛІБРУВАННЯ АВТОКЛАВІВ ТА СТЕРИЛІЗАТОРІВ
Метою даної роботи є розроблення процедури калібрування автоклавів та стерилізаторів парових, які застосовуються для стерилізації вологим теплом об’єктів та виробів у закладах медичної, харчової та інших галузей, з метою знищення усіх форм життєздатних мікроорганізмів. Процедура (методика) калібрування стерилізаторів встановлює методи й засоби їх калібрування, що передбачає, серед іншого, складання модельного рівняння (математичної моделі), формування бюджету і оцінювання невизначеності результатів вимірювання. Забезпечення єдності та метрологічної простежуваності результатів вимірювання – одне з основних завдань калібрувальних лабораторій під час калібрування засобів вимірювальної техніки та випробувального обладнання. У роботі наведено методи та засоби, процедуру проведення калібрування автоклавів та стерилізаторів парових, визначення метрологічних характеристик вказаних засобів вимірювальної техніки, складання математичної моделі, формування бюджету і оцінювання невизначеності вимірювання за результатами калібрування. Наведений матеріал надає практичні рекомендації калібрувальним лабораторіям щодо розроблення нестандартизованих методик калібрування обладнання, зокрема, автоклавів та стерилізаторів парових.
автоклави та стерилізатори парові, калібрувальна лабораторія, методика калібрування, невизначеність вимірювань.
ДОСЛІДЖЕННЯ ВЛИВУ НАЦІОНАЛНОЇ І МІЖНАРОДНОЇ СТАНДАРТИЗАЦІЇ НА РОЗВИТОК ЕЛЕКТРОМОБІЛЬНОЇ
У роботі досліджено сучасний стан та перспективи розвитку ринку електромобілів в Україні й світі. Визначено основні переваги електротранспорту – екологічні, соціально-психологічні, інноваційні, енергетичні та економічні. Проведено аналіз динаміки зростання кількості електромобілів за останні п’ять років, показано, що в Україні їх кількість зросла більш ніж у 20 разів. Розглянуто чинні українські стандарти (ДСТУ EN IEC 61851-1:2021, ДСТУ 9222:2023, ДСТУ EN IEC 63110-1:2024, ДБН В.2.5-23:2025) та законодавчі ініціативи, спрямовані на розвиток зарядної інфраструктури. Окремо наведено нові європейські нормативи, зокрема Регламент AFIR, стандарти EN ISO 15118, оновлену директиву EPBD і технічні рекомендації SCALE. Зроблено висновок про необхідність прискорення гармонізації українських нормативних документів із європейськими стандартами для забезпечення сталого розвитку електромобільної галузі.
стандартизація, електромобіль, електротранспорт, інфраструктура, стандарт.
ЦИФРОВІ ФІЛЬТРИ У СИСТЕМАХ ЦИФРОВОЇ ОБРОБКИ СИГНАЛІВ
Вибір і проєктування цифрових фільтрів проводиться з урахуванням специфіки застосування і технічних обмежень. Широкого застосування у системах цифрової обробки сигналів знайшли цифрові фільтри: зі скінченною імпульсною характеристикою (FIR-фільтри) і з нескінченною імпульсною характеристикою (IIR-фільтри).Існує багато методів проектування FIR-фільтрів, і деякі з поширених включають техніку віконного зважування. Поширені віконні функції включають вікна Геммінга, Ханнінга та Блекмана. Для проектування FIR-фільтрів можуть використовуватися і методи оптимізації, такі як алгоритм Паркса-Макклеллана (алгоритм обміну Ремеза). Класичними методами проектування IIR-фільтрів є проектування Баттерворта, Чебишева та еліптичні (Кауера), кожен з яких пропонує різні підходи щодо характеристик частотної реакції фільтра. Залежно від вимог, можливим є використання фільтра будь-якого типу. Таким чином, вибір між IIR- і FIR-фільтрами залежить від конкретних потреб і використання. FIR-фільтри зазвичай застосовують, коли вирішальне значення мають лінійна фаза та стабільність, тоді як IIR-фільтри – для обчислювальної ефективності в обробці реального часу та в системах з менш жорсткими вимогами до фази.
цифровий фільтр, імпульсна характеристика, FIR-фільтр, IIR-фільтр, проєктування, алгоритми оптимізації.
АНАЛІЗ ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ В СИСТЕМІ МЕХАНІЧНО ПОЄДНАНИХ ВАЛІВ З ПЕРЕМІННИМ ЦЕНТРОМ МАС ОДНОГО З НИХ НА ПРИКЛАДІ КАРТОРОБНОЇ МАШИНИ «DORIS»
У статті досліджуються перехідні процеси в електромеханічній системі, що складається з двох механічно поєднаних валів з індивідуальними приводами, один з яких зазнає значної періодичної зміни центру мас. Перехід промисловості до децентралізованих приводів спрощує механічні конструкції, але ускладнює динамічну взаємодію між вузлами, особливо за наявності змінних інерційних параметрів, що може призводити до параметричного збудження та втрати стійкості системи. Метою роботи є експериментальний аналіз впливу зміни центру мас одного з валів на динаміку та коефіцієнт пропорційності моментів на головному та допоміжному приводах. Методологія дослідження полягає у вимірюванні та аналізі миттєвих значень моменту на валах приводних двигунів карторобної машини «Doris» під час технологічного циклу скидання рулону. Експеримент проводився для трьох різних мас намотаного картону: 100 кг, 250 кг та 530 кг, що дозволило оцінити динаміку системи при різному ступені ексцентриситету. Результати показали, що зі збільшенням маси рулону та, відповідно, зміщення центру мас, проста лінійна кореляція між моментами головного та допоміжного приводів втрачається. Однак детальний аналіз процесу скидання рулону виявив складний, але стійкий нелінійний зв'язок, що апроксимується поліномом третього ступеня з високим рівнем кореляції. Графік цієї залежності має характерну точку перегину, що відповідає зміні напрямку зміщення центру мас барабана. Встановлено, що значна періодична зміна центру мас є ключовим дестабілізуючим фактором, що призводить до виникнення параметричної нестійкості. Виявлений нелінійний характер взаємозв'язку моментів є емпіричним підтвердженням цього явища. Це доводить принципову недостатність стандартних систем керування зі стабілізацією швидкості та обґрунтовує необхідність розробки адаптивних алгоритмів, здатних ідентифікувати змінні параметри системи та активно демпфувати параметричні коливання
механічно поєднані вали, перехідні процеси, змінний центр мас, роторна динаміка, параметричне збудження, кореляція моментів, стабілізація швидкості.
КЕРУВАННЯ ГРУПОЮ БПЛА ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ КОМП'ЮТЕРНОГО ЗОРУ В ПРОСТОРОВОМУ КОРИДОРІ НА БАЗІ ГЕТЕРОГЕННОЇ МЕРЕЖІ
У статті розглянуто проблему керування групою безпілотних літальних апаратів (БПЛА) або дронів, що виконують завдання у просторових коридорах із високою швидкістю зміни характеристик середовища. Робота акцентує увагу на неоднорідності дронів, їх різній конструкції, функціях, обчислювальних можливостях і типах каналів зв’язку, що утворюють складну динамічну гетерогенну мережу. Систематизовано міжнародні класифікації БПЛА та визначено актуальність дослідження в умовах зростання масштабу та складності операційних сценаріїв. Значна увага приділена поняттю швидкодинамічних процесів, які визначають вимоги до алгоритмів обробки інформації та прийняття рішень у групових системах. У роботі проаналізовано сучасні дослідження у сфері комп’ютерного зору, децентралізованої координації та мережевих рішень для роїв дронів. Показано, що інтеграція алгоритмів, моделювання, симуляції та візуальних методів дозволяє суттєво підвищити точність навігації та можливість виявлення перешкод у стислому просторі (вузьких коридорах) при груповій взаємодії. Автори пропонують модель вибору цілей та розподілу задач між суброями БПЛА, що базується на аналізі матриці відстаней, а також застосування алгоритмів типу нейронної мережі Гопфілда для швидкого досягнення стабільного режиму спільної роботи. Окремо підкреслюється важливість симуляції руху БПЛА у 3D-просторі для дослідження поведінки рою та оптимізації уникнення зіткнень. Запропонований підхід дозволяє ефективно моделювати взаємодію елементів рою в умовах обмеженої інформації та динамічного середовища. Результати роботи можуть бути використані у системах логістики, автоматизованих складах, критичних інфраструктурах і для проєктування систем керування роями БПЛА.
безпілотний літальний апарат (БПЛА), субрій дронів, гетерогенна мережа, розподілена система, маршрутизація, стислий простір, безпечна навігація, комп’ютерний зір, обробка зображень, нейронна мережа Гопфілда, система автоматичного керування, інформаційно-комп'ютерна система, багаторівневий аналіз відео-зображення.
РОЗРОБЛЕННЯ СУШИЛЬНОЇ УСТАНОВКИ З МІКРОХВИЛЬОВИМИ ОБ’ЄМНИМИ НАГРІВАЧАМИ ОСНАЩЕНОЇ ШНЕКАМИ ДЛЯ ТРАНСПОРТУВАННЯ, ПЕРЕМІШУВАННЯ ТА РОЗПУШУВАННЯ МАТЕРІАЛІВ
Сушіння є серйозним етапом післязбиральної обробки зернової сировини, оскільки безпосередньо детермінує збереження її якісних показників та забезпечує перспективу довготривалого зберігання. Тому, з метою забезпечення ефективності даного процесу, було проведено розроблення конструкції сушильної установки, інтегрованої з мікрохвильовими об’ємними нагрівачами та оснащеної гвинтовими елементами, функціонально призначеними для транспортування, перемішування та розпушування матеріалів, що реалізується шляхом проведення структурно–схемного синтезу із застосуванням морфологічного аналізу. При побудові моделі системи сушильної установки з морфологічної таблиці до першого ієрархічного рівня були віднесені пріоритетні ознаки, що максимально детермінують ефективність та реалізацію технологічного процесу сушіння зернових матеріалів. До пріоритетних ознак (першого ієрархічного рівня) були віднесені: тип приводу, камера нагріву, магнетрон з НВЧ–резонатором, блок керування магнетроном та діелектричний патрубок. Слід зазначити, що об’єм камери нагріву має пряму кореляційну залежність від потужності магнетрона з НВЧ–резонатором, у зв'язку з чим ці елементи інтегровано в одну підгрупу ієрархічного рівня. Крім того, критичним технологічним аспектом функціонування установки є забезпечення ефективного видалення вологи. Вентиляторну систему охолодження було віднесено до другого ієрархічного рівня. Усі інші структурні елементи класифіковано як третій ієрархічний рівень. На підставі проведеного дослідження було розроблено та запатентовано дві конструкції сушильних установок з мікрохвильовими об’ємними нагрівачами.
мікрохвильовий об’ємний нагрівач, НВЧ резонатор, магнетрон, морфологічний аналіз, структурно-схемний синтез, гвинтовий
HARDWARE–SOFTWARE PLATFORM ARCHITECTURE FOR CLOUD COMPUTING ACCELERATION USING FPGA
The increasing computational load in cloud infrastructures driven by large-scale data analytics and machine-learning tasks requires efficient hardware acceleration solutions. This paper presents a hybrid hardware–software architecture integrating FPGA-based accelerators into a cloud platform for data-intensive and inference-driven applications. The proposed approach combines reconfigurable hardware logic with containerized software environments, achieving 3–5× improvement in performance and up to a 40% reduction in energy consumption compared to CPU-based systems. Experimental evaluation shows that the FPGA-enabled architecture provides scalable, low-latency execution suitable for high-throughput workloads in modern data centers.
FPGA, cloud computing, hardware acceleration, reconfigurable computing, hardware–software co-design, machine learning.
DEVICE FOR AUTOMATED TESTING OF EPOXY COMPOSITE COATINGS FOR THE STRENGTH OF ADHESIVE BONDS
Modern industry in Ukraine involves complex extreme operating conditions for various mechanisms and machines in the open air, including cyclical temperature changes. In this area of research, the creation of effective protection systems is perspective. From a scientific point of view, the use of adhesive-strength coatings made of various materials depending on their functional purpose is interesting in this area of research, which determines the use of different methods for their formation. The most technologically advanced in terms of forming protective coatings from these materials, operation and restoration are epoxy composites with a wide range of functional characteristics. One of the main characteristics mentioned is the strength of the adhesive bonds of such coatings to the working surfaces of parts. The strength of adhesive joints is determined by the amount of separation of cylindrical metal samples glued together. The accuracy of determining these characteristics depends significantly on the accuracy of the direction of force application relative to the adhesive joint. This indicator is influenced by the total error in the technological chain, in the system: "fixed gripper on a tensile testing machine (fastening error) - the shank of one of the cylindrical samples on the side of the fixed gripper of the tensile testing machine (manufacturing error of the shank relative to the axis of the cylindrical sample) - cylindrical sample on the side of the movable gripper (error of mutual positioning of two cylindrical samples in the adhesive joint area, error of manufacturing the shank of the specified cylindrical sample and error of its fastening on the movable gripper). The development of a device that will reduce the total error in the aforementioned system will increase the accuracy of determining the adhesive characteristics of coatings, including when testing multilayer coatings on metal surfaces.
multilayer coatings, epoxy composites, shank fastening error, mutual positioning accuracy of samples, adhesion characteristics.
METHOD AND ALGORITHM OF WINDOWED PROCESSING OF EMG AND PIEZOELECTRIC SIGNALS FOR THE FORMATION OF CONTROL ACTIONS IN BIOPROSTHESES
The paper presents a window-based method for processing biosignals to generate control actions in upper-limb bioprostheses operating in real time. The core of the method is the segmentation of EMG and piezoelectric signals into short time windows of 40-80 ms with partial overlap, ensuring continuous information updating and minimal system response latency (<50 ms). The EMG signal serves as the primary channel of user intent, while the piezoelectric signal functions as a sensory feedback channel. For each window, noise filtering, root mean square (RMS) calculation, envelope extraction using the Hilbert transform, and exponential smoothing are performed. The piezoelectric signal is introduced into the system with a temporal delay of 30-70 ms, replicating the natural sensorimotor loop «intention – action – contact – correction». Based on the smoothed EMG and delayed piezo signals, a control signal is generated and applied to the actuator motor, taking into account its electrical and mechanical dynamics. The proposed method combines windowed processing and sensory delay in a unified algorithm that enhances the stability, smoothness, and physiological compliance of control, suppresses random spikes, and ensures adaptability under varying conditions. Simulation results confirm the effectiveness of the proposed approach for accurate and reliable control of next-generation bioprostheses.
EMG signal, piezoelectric signal, bioprosthesis, motor, windowed processing, sensory feedback, real-time operation, Hilbert transform, control signal, control stability, adaptive systems, Matlab.
ІНТЕЛЕКТУАЛЬНА СИСТЕМА РОЗПІЗНАВАННЯ ОБ’ЄКТІВ НА БАЗІ RASPBERRY PI З ВИКОРИСТАННЯМ ГЛИБОКИХ НЕЙРОННИХ МЕРЕЖ ТА NODE-RED
У статті представлено комплексний підхід до побудови інтелектуальної системи розпізнавання об’єктів на базі компактного обчислювального модуля Raspberry Pi, сучасних алгоритмів глибокого навчання та візуальної IoT-платформи Node-RED. Сформовано архітектуру апаратно-програмного комплексу, виконано аналіз методів попередньої обробки зображень, оптимізації нейронних моделей під обмежені апаратні ресурси та організації потокової обробки відео. Окрему увагу приділено інтеграції з Node-RED для реалізації візуальної аналітики, віддаленого моніторингу та керування. Проведено експериментальні дослідження працездатності системи за різних умов освітлення та навантаження. Отримані результати демонструють можливість побудови високоточної та енергоефективної системи комп’ютерного зору без використання потужних GPU-серверів.
Raspberry Pi, комп’ютерний зір, YOLO, CNN, Node-RED, глибоке навчання, IoT, штучний інтелект, відеодетекція.
АНАЛІЗ РОБОТИ ТА НАЛАШТУВАННЯ PID-РЕГУЛЯТОРА В СИСТЕМАХ СТАБІЛІЗАЦІЇ БПЛА НА БАЗІ ПРОШИВКИ BETAFLIGHT
У статті здійснено аналіз теоретичних основ та практичних аспектів роботи PID-регулятора в системах стабілізації безпілотних літальних апаратів (БПЛА) роторного типу, що функціонують на базі прошивки Betaflight . Розглянуто фундаментальні принципи побудови PID-регуляції, вплив пропорційної, інтегральної та диференціальної складових на керованість літального апарату, а також особливості взаємодії регулятора з динамічними характеристиками FPV-платформи. Особливу увагу приділено можливості налаштування параметрів PID-регулятора під час польоту, визначення тонкощів адаптації значень під різні типи БПЛА та аналізу чутливості системи до зміни цих параметрів. На основі проведеного експрес-аналізу ключових прошивок польотних контролерів для практичної частини вибрано відповідно Betaflight. Наведено огляд специфіки реалізації PID-контролю в Betaflight, включаючи систему компенсації зовнішніх перешкод та механізми оптимізації керованості апарату. Показано практичні підходи до налаштування PID-параметрів для досягнення їх підвищеної стабільності. Отримані результати можуть бути використані для удосконалення алгоритмів управління FPV-дронами, оптимізації польотних характеристик та підвищення ефективності застосування Betaflight у наукових та практичних завданнях.
PID-регулятор, Betaflight, стабілізація польоту, БПЛА, FPV-дрон, контролер польоту.
МОДЕЛЮВАННЯ ДИНАМІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВОКООРДИНАТНИХ П’ЄЗОПРИВОДНИХ СКАНЕРІВ
У роботі представлено результати математичного моделювання динамічних характеристик двокоординатного п’єзоприводного сканера, призначеного для високоточного відтворення зображень у системах лазерного сканування та оптичного позиціонування. Запропоновано узагальнену розрахункову модель, що враховує взаємодію пружних елементів у двох площинах сканування та просторовий характер деформацій. Отримано аналітичні залежності для визначення кутів відхилення дзеркала і нижчої власної частоти системи з урахуванням геометричних та фізико-механічних параметрів елементів конструкції. Проведено чисельний аналіз впливу відносного діаметра пружного стержня на амплітуду кутових відхилень і власну частоту сканера. Показано, що максимальний кут сканування досягається при оптимальному співвідношенні діаметра та довжини пружних стержнів. Розроблена модель дозволяє виконувати оптимізацію конструктивних параметрів для підвищення ефективності двокоординатних п’єзосканерів і може бути використана при створенні мікромеханічних маніпуляторів та оптичних систем високої точності.
п’єзопривод, двокоординатний сканер, біморфний елемент, математичне моделювання, кут сканування, власна частота, оптимізація.
МОДЕЛЬ РОБОТИ СУПЕРМАРКЕТУ З ДИНАМІЧНИМ КЕРУВАННЯМ ЧЕРГАМИ
У роботі досліджено ключові аспекти оптимізації обслуговування клієнтів. Розроблено алгоритм та виконано програмну реалізацію динамічного управління кількістю функціонуючих кас, що адаптуються до поточної інтенсивності потоку клієнтів та довжини черг, з метою оптимізації часу очікування та завантаженості персоналу. Модель дозволяє оцінити такі ключові показники ефективності, як середній час очікування клієнтів, довжина черг, коефіцієнт завантаження кас, кількість клієнтів, що залишили чергу не дочекавшись обслуговування, та загальна кількість обслужених клієнтів. Результати симуляції можуть бути використані для прийняття обґрунтованих рішень щодо кількості та типів кас, стратегій управління персоналом та покращення клієнтського досвіду.
системи масового обслуговування, моделювання, черга, динамічне керування чергами.
ВИМІРЮВАЛЬНА СИСТЕМА МОНІТОРИНГУ ТЕМПЕРАТУРИ РІЗАННЯ ПРИ ШЛІФУВАННІ
У статті представлено систему моніторингу температури різання матеріалів в ході їх оброблення. Наведено структурну та функціональеу схему вимірювальної системи. Для визначення температури матеріалів, особливо в ході їх технологічної обробки (різання, гартування) застосовано термоелектричний давач, який забезпечує необхідний верхній поріг вимірювань до 1500<!-- [if gte msEquation 12]><m:oMath><m:r>°</m:r></m:oMath><![endif]--> <span style="font-size: 12.0pt; line-height: 115%; font-family: 'Aptos',sans-serif; mso-ascii-theme-font: minor-latin; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-theme-font: minor-fareast; mso-hansi-theme-font: minor-latin; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-theme-font: minor-bidi; position: relative; top: 2.5pt; mso-text-raise: -2.5pt; mso-ansi-language: UK; mso-fareast-language: UK; mso-bidi-language: AR-SA;"> С та має виоску точність. Висока чутливість та мала інерційність сприяють застосуванні давачів цього типу для вимірювання температури різання металів. Проведено розробку вимірювального системи дослідження температури при шліфуванні побудованої на використанні термоелектричних давачів температури з наступним підсиленням сигналу та його цифровізацію. Використання мікроконтролера, ізотермічного блоку та оптоелектронного блоку дають змогу проводити обробки інформації, дистанційної передачі та підвищення її точності. Наведений алгоритм керування теплонапруженістю процесу абразивного оброблення металів та їх сплавів як правило включає в себе аналіз існуючих теплових навантажень в схемі технологічної обробки та застосування технічних засобів контролю температури та впливу на неї для забезпечення стабільність обробки та уникнення теплових дефектів.
вимірювальна система, температура, шліфування, управління, алгоритм, контроль.
DESIGN AND RESEARCH OF DOME-SHAPED TYPE ELASTIC ELEMENTS FOR MICROELECTROMECHANICAL DEVICES
This paper presents a comprehensive study of dome-shaped elastic elements widely used in microelectromechanical systems (MEMS) as components of sensors, microactuators, switching units, and micromanipulators. An analytical and numerical design methodology has been developed using the software modules Actuator 1.0 and Actuator 2.0, with the results verified by simulations in ANSYS 14.5 and confirmed experimentally. Parametric modeling was performed to analyze the influence of the main geometric parameters (curvature radius, thickness, support radius, and central hole diameter) on the operational characteristics of the actuators. Critical parameter values were identified where the discrete behavior of the characteristic is lost, allowing the construction of the equilibrium surface and determination of the stability regions. An optimization algorithm based on an evolutionary approach was proposed to minimize the actuator area under given critical parameters. The obtained results demonstrate high reliability of the numerical calculations, with deviations below 5% compared to experimental data, and confirm the efficiency of the developed software tools for the synthesis and optimization of MEMS elastic elements.
microelectromechanical systems, dome-shaped actuator, elastic element, numerical modeling, ANSYS, optimization, evolutionary algorithm.
КОМП’ЮТЕРИЗОВАНА СИСТЕМА ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦІЇ РОЗРАХУНКІВ І КОНТРОЛЮ АКАДЕМІЧНОЇ УСПІШНОСТІ СТУДЕНТІВ
У статті проведено аналіз та дослідження проблеми низької обізнаності студентів, особливо першокурсників у яких напочатку навчання виникають складнощі з адаптацією, самоорганізацією, самоконтролем та алгоритмами розрахунку семестрової оцінки в умовах кредитно-модульної системи у відповідності до болонської форми навчання. На сьогоднішній день існуючі програмні рішення, зокрема інституційні системи управління навчанням (LMS) та комерційні мобільні додатки мають чимало недоліків з точки зору студент центрованого підходу. Проведено обґрунтування необхідності створення спеціалізованого застосунку, який би був орієнтований на студента початківця і враховував специфіку української системи вищої освіти. Запропоновано програмне рішення у вигляді прототипу на мові програмування Python для автоматизації процесу обчислення підсумкової оцінки. Програмний застосунок також може бути впроваджений в освітній процес вищих навчальних закладів як інструмент для наочного навчального матеріалу для ознайомлення з особливостями кредитно-модульної системи оцінювання у закладах вищої освіти.
система оцінювання, академічна успішність, ECTS, автоматизація, програмне забезпечення, Python, оцінювання.
ВИМІРЮВАЛЬНА СИСТЕМА НА БАЗІ ПРОФІЛОГРАФА-ПРОФІЛОМЕТРА 252
Проведено розроблення комп’ютеризованої вимірювальної системи для оцінки стану шорсткості поверхні матеріалу на основі профілографа-профілометра моделі 252. Оцифрування профілографа-профілометра за допосмогою АЦП USB-4702 забезпечило підвищення точності та можливість автоматизації процесів вимірювання. Застосування програмного забезпечення для оцінки результатів профілометрії поверхонь відповідальних деталей дало можливість проведення якісного автоматизованого аналізу, візуалізації та інтерпретації даних вимірювань. Проведено калібрування вимірювального обладнання для покращення точності вимірювання шорсткості поверхонь виробів. Отримано профілограми дослідних зразків на профілографі-профілометрі 252 в цифровій формі.
профілометрія, вимірювальна система, шорсткість, перетворювач.
METHODOLOGY FOR BUILDING AN OPTICAL NETWORK MONITORING SYSTEM USING THE ZABBIX PLATFORM
The paper examines the process of integrating optical terminals into a network monitoring system based on the Zabbix platform. A detailed algorithm for implementing the Zabbix monitoring system is presented, which includes installing and configuring the server, installing agents, creating monitoring templates, adding equipment, testing, and configuring information notifications. Particular attention is paid to the analysis of the processes of data collection, processing, and visualization, which allows for reliable control of the network infrastructure and timely detection of critical states. The results of the study confirm the feasibility of using Zabbix for comprehensive monitoring of optical networks, since the system provides a high level of automation, flexible settings, and the ability to adapt to changes in the technical environment. The conclusions obtained can be used during the design, operation, and modernization of optical communication networks.
optical networks, optical terminals, network monitoring, Zabbix.
METHODOLOGY FOR ASSESSING THE ACCURACY OF INFORMATION AND MEASURING SYSTEMS BLOCKS BASED ON ANALYTICAL-PROBALIBAL FORECASTING
The article presents a methodology for assessing the accuracy of blocks of information and measuring systems (IMS) based on analytical and probabilistic forecasting. The processes occurring in the functional blocks of analog-to-digital converters are considered, and it is established that they are stochastic in nature and can lead to metrological failures over time. To minimize such phenomena, the use of phenomenological models is proposed, which allow describing changes in metrological characteristics and the resource state of the system. Based on the analysis of modern approaches, three main forecasting methods are distinguished - analytical, statistical and probabilistic - and the expediency of combining them to increase the reliability of forecasts is substantiated. A mathematical apparatus for analytical and probabilistic forecasting is proposed, which takes into account the change in the parameters of the distribution of random processes over time and allows determining the probability of maintaining the operability of measuring blocks. The developed methodology contributes to increasing the accuracy of assessing the state of the IMS, optimizing technical control processes and ensuring metrological reliability of software-defined measuring platforms.
information and measurement system, analytical and probabilistic forecasting, phenomenological model, accuracy, metrological reliability, stochastic process.