首页 > 最新文献

Вісник Херсонського національного технічного університету最新文献

英文 中文
РОЗРОБЛЕННЯ СИСТЕМИ ПІДТРИМКИ ПРИЙНЯТТЯ РІШЕНЬ ДЛЯ МОНІТОРИНГУ ТА ПОПЕРЕДЖЕННЯ ЛІСОВИХ ПОЖЕЖ В УКРАЇНІ 为监测和预防乌克兰森林火灾开发决策支持系统
Н. В. Головіна
У статті наведено результати дослідження та розробки системи підтримки прийняття рішень для моніторингу та попередження лісових пожеж в Україні. Було розглянуто проблематику лісових пожеж на території України. Досліджено традиційні методи моніторингу та фіксації лісових пожеж. Виявлено їх недосконалість. Наведено огляд літератури, що займається розглядом даної проблеми. У статті зазначено, що традиційні методи моніторингу та попередження лісових пожеж, такі як наземні патрулі та спостереження з повітря, часто є неефективними та дорогими. Використання сучасних технологій, таких як дистанційне зондування Землі, штучний інтелект та системи підтримки прийняття рішень (СППР), може значно покращити ефективність моніторингу та попередження лісових пожеж. Саме тому є важливою проблематика розроблення програмного забезпечення, яке забезпечило б виявлення лісових пожеж, є вкрай важливою. Дослідження виконано з використанням знімків з відкритих джерел NASA Earth Observatory. Для обробки та аналізу супутникових зображень використано бібліотеки Python: Keras, TensorFlow, PyTorch. За допомогою методів моделювання спроєктовано архітектуру системи та показано варіанти використання. У статті описано поняття СППР. При розробці СППР для моніторингу та попередження лісових пожеж в Україні було виявлено потреби користувачів та побудовано діаграму варіантів використання. Було описано основні компоненти створюваної системи та розроблено архітектуру. Розглянуто принципи роботи алгоритму СППР для аналізу зображень. Спочатку дані зображень зчитуються та приводяться до одного формату. Далі за допомогою методів навчання нейромережі потрібно видалити шум, сегментувати зображення, виділивши зони вогню, перетворити колір, проаналізувати межі та ключові точки. На основі цього формується оцінка зображення. Алгоритм повторюється протягом кількох циклів для отримання більш точних результатів передбачення. Після первинної обробки зображень та їх аналізу було розроблено алгоритм навчання нейронної мережі. У результаті було побудовано модель згорткової нейронної мережі, точність якої сягає 92%. Розроблена система підтримки прийняття рішень показує гарні результати виявлення вогню на ранніх стадіях, але є ще можливості для подальшого вдосконалення алгоритму.
文章介绍了乌克兰森林火灾监测和预防决策支持系统的研发成果。文章研究了乌克兰的森林火灾问题。研究了监测和记录森林火灾的传统方法。揭示了这些方法的不完善之处。文章回顾了有关这一问题的文献。文章指出,监测和预防森林火灾的传统方法,如地面巡逻和空中观察,往往效率低下且成本高昂。遥感、人工智能和决策支持系统(DSS)等现代技术的使用可以大大提高森林火灾监测和预防的效率。因此,开发可确保森林火灾探测的软件问题就显得极为重要。这项研究是利用美国国家航空航天局地球观测站的开源图像进行的。Python 库用于处理和分析卫星图像:Keras、TensorFlow 和 PyTorch。使用建模方法设计了系统架构,并展示了使用选项。文章介绍了 IPSS 的概念。在开发用于监测和预防乌克兰森林火灾的 ISMS 系统时,确定了用户的需求并构建了用例图。描述了系统的主要组件并开发了架构。考虑了用于图像分析的 PCA 算法的运行原理。首先,读取图像数据并转换为单一格式。然后,利用神经网络训练方法去除噪声,通过突出火灾区域对图像进行分割,转换颜色,分析边界和关键点。在此基础上,生成图像评分。该算法会重复多次,以获得更准确的预测结果。在初步图像处理和分析之后,开发了一种神经网络训练算法。结果,建立的卷积神经网络模型准确率达到 92%。所开发的决策支持系统在早期火灾探测方面显示出良好的效果,但该算法仍有进一步改进的空间。
{"title":"РОЗРОБЛЕННЯ СИСТЕМИ ПІДТРИМКИ ПРИЙНЯТТЯ РІШЕНЬ ДЛЯ МОНІТОРИНГУ ТА ПОПЕРЕДЖЕННЯ ЛІСОВИХ ПОЖЕЖ В УКРАЇНІ","authors":"Н. В. Головіна","doi":"10.35546/kntu2078-4481.2024.2.21","DOIUrl":"https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2024.2.21","url":null,"abstract":"У статті наведено результати дослідження та розробки системи підтримки прийняття рішень для моніторингу та попередження лісових пожеж в Україні. Було розглянуто проблематику лісових пожеж на території України. Досліджено традиційні методи моніторингу та фіксації лісових пожеж. Виявлено їх недосконалість. Наведено огляд літератури, що займається розглядом даної проблеми. У статті зазначено, що традиційні методи моніторингу та попередження лісових пожеж, такі як наземні патрулі та спостереження з повітря, часто є неефективними та дорогими. Використання сучасних технологій, таких як дистанційне зондування Землі, штучний інтелект та системи підтримки прийняття рішень (СППР), може значно покращити ефективність моніторингу та попередження лісових пожеж. Саме тому є важливою проблематика розроблення програмного забезпечення, яке забезпечило б виявлення лісових пожеж, є вкрай важливою. Дослідження виконано з використанням знімків з відкритих джерел NASA Earth Observatory. Для обробки та аналізу супутникових зображень використано бібліотеки Python: Keras, TensorFlow, PyTorch. За допомогою методів моделювання спроєктовано архітектуру системи та показано варіанти використання. У статті описано поняття СППР. При розробці СППР для моніторингу та попередження лісових пожеж в Україні було виявлено потреби користувачів та побудовано діаграму варіантів використання. Було описано основні компоненти створюваної системи та розроблено архітектуру. Розглянуто принципи роботи алгоритму СППР для аналізу зображень. Спочатку дані зображень зчитуються та приводяться до одного формату. Далі за допомогою методів навчання нейромережі потрібно видалити шум, сегментувати зображення, виділивши зони вогню, перетворити колір, проаналізувати межі та ключові точки. На основі цього формується оцінка зображення. Алгоритм повторюється протягом кількох циклів для отримання більш точних результатів передбачення. Після первинної обробки зображень та їх аналізу було розроблено алгоритм навчання нейронної мережі. У результаті було побудовано модель згорткової нейронної мережі, точність якої сягає 92%. Розроблена система підтримки прийняття рішень показує гарні результати виявлення вогню на ранніх стадіях, але є ще можливості для подальшого вдосконалення алгоритму.","PeriodicalId":518826,"journal":{"name":"Вісник Херсонського національного технічного університету","volume":"20 5","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-07-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"141709472","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
ДОСЛІДЖЕННЯ СПОСОБІВ ПІДВИЩЕННЯ МІЦНОСТІ ПОВЕРХНЕВОГО ШАРУ МАТЕРІАЛІВ, ЯКІ НЕ ПІДДАЮТЬСЯ ГАРТУВАННЮ 研究如何提高无法硬化的材料表层的强度
Александра Александровна Симонова, В. Д. Кулинич, Р. Г. Аргат, В. В. Драгобецький
У сучасній науці та індустрії постійно зростає потреба у матеріалах з покращеними властивостями, зокрема міцності. Однак, багато високоефективних матеріалів, такі як певні види металів та сплавів, а також полімерів, не піддаються традиційному гартуванню, що обмежує їхнє застосування в областях, де високі механічні властивості є критично важливими. Це дослідження спрямоване на розробку нових методів зміцнення поверхневих шарів таких матеріалів. Очікується, що результати цього дослідження значно розширять можливості використання цих матеріалів, особливо в таких сферах, як аерокосмічна промисловість та медицина, забезпечуючи більшу довговічність та надійність виробів. У даній науковій статті досліджено вплив деформуючого різання на мікротвердість та деформаційне зміцнення поверхневого шару титанових сплавів ВТ8 та ВТ1-0. Метою дослідження було визначення ефективності деформуючого різання як методу зміцнення поверхневого шару титанових сплавів з різною теплопровідністю. Новизною є вивчення впливу деформуючого різання на мікротвердість та деформаційне зміцнення цих сплавів, порівняння ефективності для сплавів з різною теплопровідністю, а також встановлення обмежень та напрямків для подальших досліджень. Результати показали, що деформуюче різання призводить до збільшення мікротвердості на 10–15% для ВТ8 та на 40% для ВТ1-0, що пояснюється різницею у теплопровідності сплавів. Для сплавів з низькою теплопровідністю, таких як ВТ8, потрібні додаткові джерела деформації або температурний вплив для досягнення більшого ступеня зміцнення. Практичне значення полягає у використанні результатів дослідження для розробки нових технологій зміцнення поверхневого шару титанових сплавів з різними властивостями. Завдяки цьому підходу, можливості зміцнення матеріалів значно розширяться, відкриваючи шлях для створення нових генерацій міцних та легких конструкцій. Впровадження цих інноваційних методів може сприяти революції у виробництві, зменшуючи виробничі витрати та покращуючи екологічність процесів.
在现代科学和工业中,对具有更好性能(包括强度)的材料的需求与日俱增。然而,许多高性能材料,如某些类型的金属和合金以及聚合物,无法进行传统的硬化处理,这限制了它们在对机械性能要求较高的领域的应用。这项研究旨在开发新的方法来强化这类材料的表层。预计这项研究的成果将大大拓展这些材料的使用范围,尤其是在航空航天和医药等领域,从而提高产品的耐用性和可靠性。本研究论文探讨了变形切削对 VT8 和 VT1-0 钛合金表层微硬度和应变硬化的影响。研究的目的是确定变形切削作为一种强化不同导热系数钛合金表层的方法的有效性。新颖之处在于研究变形切削对这些合金的显微硬度和应变硬化的影响,比较不同导热系数的合金的有效性,并确定进一步研究的局限性和方向。结果表明,变形切削会使 VT8 和 VT1-0 的显微硬度分别提高 10-15% 和 40%,这是因为合金的导热性不同。对于 VT8 等导热率较低的合金,需要额外的变形源或温度暴露才能达到更高的硬化程度。这项研究的实际意义在于利用研究成果开发新技术,以强化具有不同特性的钛合金表层。有了这种方法,强化材料的可能性将大大增加,为创造新一代高强度、轻质结构铺平道路。这些创新方法的引入可以降低生产成本,改善工艺的环保性,从而彻底改变制造业。
{"title":"ДОСЛІДЖЕННЯ СПОСОБІВ ПІДВИЩЕННЯ МІЦНОСТІ ПОВЕРХНЕВОГО ШАРУ МАТЕРІАЛІВ, ЯКІ НЕ ПІДДАЮТЬСЯ ГАРТУВАННЮ","authors":"Александра Александровна Симонова, В. Д. Кулинич, Р. Г. Аргат, В. В. Драгобецький","doi":"10.35546/kntu2078-4481.2024.2.11","DOIUrl":"https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2024.2.11","url":null,"abstract":"У сучасній науці та індустрії постійно зростає потреба у матеріалах з покращеними властивостями, зокрема міцності. Однак, багато високоефективних матеріалів, такі як певні види металів та сплавів, а також полімерів, не піддаються традиційному гартуванню, що обмежує їхнє застосування в областях, де високі механічні властивості є критично важливими. Це дослідження спрямоване на розробку нових методів зміцнення поверхневих шарів таких матеріалів. Очікується, що результати цього дослідження значно розширять можливості використання цих матеріалів, особливо в таких сферах, як аерокосмічна промисловість та медицина, забезпечуючи більшу довговічність та надійність виробів. У даній науковій статті досліджено вплив деформуючого різання на мікротвердість та деформаційне зміцнення поверхневого шару титанових сплавів ВТ8 та ВТ1-0. Метою дослідження було визначення ефективності деформуючого різання як методу зміцнення поверхневого шару титанових сплавів з різною теплопровідністю. Новизною є вивчення впливу деформуючого різання на мікротвердість та деформаційне зміцнення цих сплавів, порівняння ефективності для сплавів з різною теплопровідністю, а також встановлення обмежень та напрямків для подальших досліджень. Результати показали, що деформуюче різання призводить до збільшення мікротвердості на 10–15% для ВТ8 та на 40% для ВТ1-0, що пояснюється різницею у теплопровідності сплавів. Для сплавів з низькою теплопровідністю, таких як ВТ8, потрібні додаткові джерела деформації або температурний вплив для досягнення більшого ступеня зміцнення. Практичне значення полягає у використанні результатів дослідження для розробки нових технологій зміцнення поверхневого шару титанових сплавів з різними властивостями. Завдяки цьому підходу, можливості зміцнення матеріалів значно розширяться, відкриваючи шлях для створення нових генерацій міцних та легких конструкцій. Впровадження цих інноваційних методів може сприяти революції у виробництві, зменшуючи виробничі витрати та покращуючи екологічність процесів.","PeriodicalId":518826,"journal":{"name":"Вісник Херсонського національного технічного університету","volume":"29 10","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-07-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"141690132","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
СИСТЕМА АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ РЕЖИМАМИ РОБОТИ РОЗПОДІЛЬНОЇ ЕЛЕКТРИЧНОЇ МЕРЕЖІ З СОНЯЧНИМИ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЯМИ ПРИНЕСИМЕТРИЧНОМУ НАВАНТАЖЕННІ 不平衡负荷下太阳能发电站配电网运行模式自动控制系统
А. І. Саченко
Використання відновлюваних джерел енергії є найбільш пріоритетним напрямком енергетичної політики України, яка спрямована на заощадження традиційних паливно-енергетичних ресурсів, поліпшення стану оточуючого середовища та запобігання зміні клімату. Враховуючи кліматичні та географічні особливості території України, економічно доцільним вважається використання генеруючих установок на основі сонячної та вітрової енергії. На цей час, найбільшого поширення на території України набули установки на основі сонячної енергії – сонячні електростанції (СЕС), сумарна встановлена потужність яких, станом на 2022 рік становить 7 751 МВт, що на 6 % більше ніж у попередньому році. Інтеграція СЕС в розподільні електричні мережі з подальшою їх паралельною роботою призводить до переходу від пасивного централізованого електропостачання, до активного децентралізованого. За умови співрозмірної потужності електричної мережі та СЕС виникає зміна режиму роботи першої, що в режимах мінімального навантаження призводить до підвищення рівня напруги на шинах приєднання СЕС до РЕМ. Таким чином, виникає потреба в дослідженні та розробці технологічних рішень, спрямованих на оптимізацію інтеграції мережевих сонячних електростанцій з метою покращення показників якості електричної енергії у системах розподілу з номінальною напругою 10 кВ. Одним із таких рішень є удосконалення системи автоматичного керування (САК) генерацією активної потужності СЕС, що дозволить керувати величиною відхилення напруги в точці приєднання до електричної мережі, шляхом обмеження потужності визначеними уставками. За такого підходу, значення відхилення напруги завжди буде в допустимих межах. Однак, такого роду керування не враховує можливість інверторів СЕС впливати на несиметрію напруг та режими реактивної потужності. Cучасні РЕМ характеризуються значною неоднорідністю. Наявність великої кількості потужних однофазних споживачів, а також трифазних споживачів, які працюють не одночасно, є однією з причин виникнення несиметрії напруг в мережах 10 кВ. Враховуючи це, задача удосконалення САК режимами роботи РЕМ з СЕС, реалізація якої дозволить досягнути одночасного зниження рівня усталеного відхилення напруги, рівня несиметрії напруг, та рівня споживання реактивної потужності за умови максимально можливого значення генерації електроенергії є актуальною.
使用可再生能源是乌克兰能源政策的重中之重,其目的是节约传统燃料和能源资源、改善环境和防止气候变化。鉴于乌克兰的气候和地理特点,利用太阳能和风能发电设施在经济上是可行的。目前,乌克兰最普遍的是太阳能发电站(SPPs),截至 2022 年,总装机容量为 7751 兆瓦,同比增长 6%。将太阳能发电站并入配电网,随后并网运行,可实现从被动的集中式供电向主动的分散式供电过渡。如果电网和 SPP 的功率与发电厂的容量成比例,则前者会改变其运行模式,在最小负荷模式下,这会导致连接 SPP 和电网的母线上的电压水平升高。因此,有必要研究和开发旨在优化并网太阳能电站集成的技术解决方案,以提高额定电压为 10 千伏的配电系统的电能质量。其中一个解决方案是改进用于产生太阳能发电站有功功率的自动控制系统 (ACS),通过将功率限制在某些设定值内,控制与电网连接点的电压偏差。通过这种方法,电压偏差值将始终保持在可接受的范围内。然而,这种控制方式并没有考虑到 SPP 逆变器影响电压不平衡和无功功率模式的能力。现代电网具有显著的异质性。大量强大的单相用电设备以及不同时运行的三相用电设备的存在,是造成 10 kV 电网电压不对称的原因之一。有鉴于此,通过带 SPP 的电力系统运行模式来改进 CAC 的任务就显得尤为重要,采用这种模式可以同时降低稳态电压偏差水平、电压不对称水平以及最大发电量条件下的无功功率消耗水平。
{"title":"СИСТЕМА АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ РЕЖИМАМИ РОБОТИ РОЗПОДІЛЬНОЇ ЕЛЕКТРИЧНОЇ МЕРЕЖІ З СОНЯЧНИМИ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЯМИ ПРИНЕСИМЕТРИЧНОМУ НАВАНТАЖЕННІ","authors":"А. І. Саченко","doi":"10.35546/kntu2078-4481.2024.2.9","DOIUrl":"https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2024.2.9","url":null,"abstract":"Використання відновлюваних джерел енергії є найбільш пріоритетним напрямком енергетичної політики України, яка спрямована на заощадження традиційних паливно-енергетичних ресурсів, поліпшення стану оточуючого середовища та запобігання зміні клімату. Враховуючи кліматичні та географічні особливості території України, економічно доцільним вважається використання генеруючих установок на основі сонячної та вітрової енергії. На цей час, найбільшого поширення на території України набули установки на основі сонячної енергії – сонячні електростанції (СЕС), сумарна встановлена потужність яких, станом на 2022 рік становить 7 751 МВт, що на 6 % більше ніж у попередньому році. Інтеграція СЕС в розподільні електричні мережі з подальшою їх паралельною роботою призводить до переходу від пасивного централізованого електропостачання, до активного децентралізованого. За умови співрозмірної потужності електричної мережі та СЕС виникає зміна режиму роботи першої, що в режимах мінімального навантаження призводить до підвищення рівня напруги на шинах приєднання СЕС до РЕМ. Таким чином, виникає потреба в дослідженні та розробці технологічних рішень, спрямованих на оптимізацію інтеграції мережевих сонячних електростанцій з метою покращення показників якості електричної енергії у системах розподілу з номінальною напругою 10 кВ. Одним із таких рішень є удосконалення системи автоматичного керування (САК) генерацією активної потужності СЕС, що дозволить керувати величиною відхилення напруги в точці приєднання до електричної мережі, шляхом обмеження потужності визначеними уставками. За такого підходу, значення відхилення напруги завжди буде в допустимих межах. Однак, такого роду керування не враховує можливість інверторів СЕС впливати на несиметрію напруг та режими реактивної потужності. Cучасні РЕМ характеризуються значною неоднорідністю. Наявність великої кількості потужних однофазних споживачів, а також трифазних споживачів, які працюють не одночасно, є однією з причин виникнення несиметрії напруг в мережах 10 кВ. Враховуючи це, задача удосконалення САК режимами роботи РЕМ з СЕС, реалізація якої дозволить досягнути одночасного зниження рівня усталеного відхилення напруги, рівня несиметрії напруг, та рівня споживання реактивної потужності за умови максимально можливого значення генерації електроенергії є актуальною.","PeriodicalId":518826,"journal":{"name":"Вісник Херсонського національного технічного університету","volume":"26 7","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-07-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"141693451","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
COMPARISON OF CLASSICAL AND QUANTUM COMPUTING FOR PARTICLE SWARM OPTIMIZATION 粒子群优化的经典计算与量子计算比较
M. O. Vernik
The article explored and delved into the advanced computational strategies of Particle Swarm Optimization (PSO) by contrasting classical and quantum computing paradigms. The advantages of quantum computing lie in its potential to solve computationally complex problems exponentially faster than classical computers. One of the advantages of Particle Swarm Optimization is its ability to find optimal solutions in complex search spaces. The research centers around the performance of PSO algorithms, as a part of the biological swarm optimization algorithms, when applied to a set of single-objective optimization functions, namely the Sphere, Rosenbrock, Booth, and Himmelblau functions. Utilizing a controlled setup of 100 particles, iterating 100 times across various dimensions tailored to each function, our study reveals that quantum Particle Swarm Optimization, implemented via Q# programming language and tested in Azure Quantum Workspace, consistently surpasses classical PSO in precision and convergence to global minima, despite the increased computational demands and error sensitivity inherent to quantum computations. The classical approach facilitated through Python programming language and leveraging deterministic pseudorandom number generators demonstrates robustness and lower computational costs but does not achieve the quantum's level of accuracy. The paper highlights the potential of quantum PSO to achieve superior optimization results in scenarios with smaller datasets and less complex problem spaces, paving the way for future applications where quantum advantages can be fully realized. The analysis goes further to discuss the implications of these findings for the future of optimization in various industries, including logistics, engineering, and finance, where optimization plays a critical role. The potential of quantum Particle Swarm Optimization to achieve superior optimization results in scenarios with smaller datasets and less complex problem spaces is particularly notable. It suggests that quantum computing could soon transform the landscape of computational optimization, providing solutions that are not only quicker but also more accurate.
文章通过对比经典计算和量子计算范例,探索并深入研究了粒子群优化(PSO)的先进计算策略。量子计算的优势在于其解决复杂计算问题的速度比传统计算机快数倍。粒子群优化的优势之一在于它能在复杂的搜索空间中找到最优解。这项研究的核心是 PSO 算法作为生物群优化算法的一部分,在应用于一组单目标优化函数(即 Sphere、Rosenbrock、Booth 和 Himmelblau 函数)时的性能。我们的研究表明,通过 Q# 编程语言实现并在 Azure Quantum Workspace 中进行测试的量子粒子群优化算法,在精度和收敛至全局最小值方面始终优于经典 PSO,尽管量子计算固有的计算需求和误差敏感性有所增加。通过 Python 编程语言和利用确定性伪随机数发生器的经典方法表现出稳健性和较低的计算成本,但无法达到量子的精度水平。论文强调了量子 PSO 在数据集较小和问题空间不太复杂的情况下取得卓越优化结果的潜力,为充分发挥量子优势的未来应用铺平了道路。分析还进一步讨论了这些发现对物流、工程和金融等各行业未来优化的影响,因为在这些行业中,优化起着至关重要的作用。量子粒子群优化技术在数据集较小和问题空间不太复杂的情况下取得卓越优化结果的潜力尤其值得注意。这表明,量子计算很快就能改变计算优化的格局,提供不仅更快而且更准确的解决方案。
{"title":"COMPARISON OF CLASSICAL AND QUANTUM COMPUTING FOR PARTICLE SWARM OPTIMIZATION","authors":"M. O. Vernik","doi":"10.35546/kntu2078-4481.2024.2.18","DOIUrl":"https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2024.2.18","url":null,"abstract":"The article explored and delved into the advanced computational strategies of Particle Swarm Optimization (PSO) by contrasting classical and quantum computing paradigms. The advantages of quantum computing lie in its potential to solve computationally complex problems exponentially faster than classical computers. One of the advantages of Particle Swarm Optimization is its ability to find optimal solutions in complex search spaces. The research centers around the performance of PSO algorithms, as a part of the biological swarm optimization algorithms, when applied to a set of single-objective optimization functions, namely the Sphere, Rosenbrock, Booth, and Himmelblau functions. Utilizing a controlled setup of 100 particles, iterating 100 times across various dimensions tailored to each function, our study reveals that quantum Particle Swarm Optimization, implemented via Q# programming language and tested in Azure Quantum Workspace, consistently surpasses classical PSO in precision and convergence to global minima, despite the increased computational demands and error sensitivity inherent to quantum computations. The classical approach facilitated through Python programming language and leveraging deterministic pseudorandom number generators demonstrates robustness and lower computational costs but does not achieve the quantum's level of accuracy. The paper highlights the potential of quantum PSO to achieve superior optimization results in scenarios with smaller datasets and less complex problem spaces, paving the way for future applications where quantum advantages can be fully realized. The analysis goes further to discuss the implications of these findings for the future of optimization in various industries, including logistics, engineering, and finance, where optimization plays a critical role. The potential of quantum Particle Swarm Optimization to achieve superior optimization results in scenarios with smaller datasets and less complex problem spaces is particularly notable. It suggests that quantum computing could soon transform the landscape of computational optimization, providing solutions that are not only quicker but also more accurate.","PeriodicalId":518826,"journal":{"name":"Вісник Херсонського національного технічного університету","volume":"133 36","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-07-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"141714332","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ФАКТОРІВ НА ПАРАМЕТРИ ДІОДІВ З НІКЕЛЕВИМ КОНТАКТОМ 研究技术因素对镍触点二极管参数的影响
В. М. Литвиненко
Поряд із алюмінієм для металізації кремнієвих діодів використовують нікель. На відміну від алюмінію, нікель добре змочується припоєм і допускає приєднання провідників пайкою, утворює з кремнієм силіциди, стабільні в широкому діапазоні температур, допускає електролітичне формування локальних контактів. Ці переваги дозволяють використовувати простіші методи складання діодів, виключити з технологічного процесу операції фотолітографії з металізації і підвищити, таким чином, ефективність виробництва приладів, знизити їхню собівартість. Але, як показала практика, використання нікелю для створення омічних контактів пов’язане з його негативним впливом на зворотну гілку вольт-амперної характеристики діода. Негативний вплив нікелю на параметри діодів проявляється особливо інтенсивно при наявності структурних дефектів в кремнії. Встановлено, що причиною деградації зворотної гілки вольт-амперної характеристики діода з нікелевим омічним контактом являються окислювальні дефекти упакування , що утворюються в кремнії в процесі проведення технологічної операції «Термічне окислення». З метою запобігання утворенню структурних дефектів в кремнії необхідно було вибрати ефективний метод гетерування. Оскільки окислювальні дефекти упакування утворюються в кремнії, починаючи з першої високотемпературної операції – термічного окислення пластин, тому очевидно, слід використовувати гетерування уже на самому початку технологічного маршруту виготовлення діода. Проведені дослідження показали, що найбільш ефективним методом запобігання утворенню структурних дефектів в епітаксіальних шарах являється створення гетеруючої області на зворотному боці підкладки за допомогою проведення в неї дифузії фосфору за температури 1100оС на протязі 60 хв перед технологічною операцією «Термічне окислення». Наведено експериментальні результати дослідження впливу на зворотну характеристику варикапа процесу гетерування, а також проаналізовано можливі механізми цього впливу. Показана ефективність запропонованої технології з використанням гетерування щодо зниження рівня зворотних струмів і підвищення виходу придатних приладів.
镍与铝一起用于硅二极管的金属化。与铝不同,镍具有良好的焊料润湿性,可通过焊接连接导体,与硅形成在较大温度范围内稳定的硅化物,并可通过电解形成局部接触。这些优点使得使用更简单的二极管组装方法成为可能,消除了技术流程中的光刻和金属化操作,从而提高了设备生产的效率并降低了成本。然而,实践证明,使用镍来制造欧姆触点会对二极管伏安特性的反向分支产生负面影响。在硅存在结构缺陷的情况下,镍对二极管参数的负面影响尤为明显。已经证实,镍欧姆接点二极管伏安特性反向分支下降的原因是硅在 "热氧化 "技术操作过程中形成的封装氧化缺陷。为了防止在硅中形成结构缺陷,有必要选择一种有效的渗碳方法。由于封装中的氧化缺陷是从第一个高温操作--硅片的热氧化--开始在硅中形成的,因此显然应在二极管制造工艺的一开始就使用异质性。研究表明,防止外延层形成结构缺陷的最有效方法是在进行 "热氧化 "技术操作前,在 1100 ℃ 的温度下 60 分钟,通过向基片背面扩散磷来形成一个门区。实验结果表明了异质工艺对变容二极管反向特性的影响,并分析了这种影响的可能机制。实验结果表明,利用门控技术降低反向电流水平和提高合适器件的产量是有效的。
{"title":"ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ФАКТОРІВ НА ПАРАМЕТРИ ДІОДІВ З НІКЕЛЕВИМ КОНТАКТОМ","authors":"В. М. Литвиненко","doi":"10.35546/kntu2078-4481.2024.2.5","DOIUrl":"https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2024.2.5","url":null,"abstract":"Поряд із алюмінієм для металізації кремнієвих діодів використовують нікель. На відміну від алюмінію, нікель добре змочується припоєм і допускає приєднання провідників пайкою, утворює з кремнієм силіциди, стабільні в широкому діапазоні температур, допускає електролітичне формування локальних контактів. Ці переваги дозволяють використовувати простіші методи складання діодів, виключити з технологічного процесу операції фотолітографії з металізації і підвищити, таким чином, ефективність виробництва приладів, знизити їхню собівартість. Але, як показала практика, використання нікелю для створення омічних контактів пов’язане з його негативним впливом на зворотну гілку вольт-амперної характеристики діода. Негативний вплив нікелю на параметри діодів проявляється особливо інтенсивно при наявності структурних дефектів в кремнії. Встановлено, що причиною деградації зворотної гілки вольт-амперної характеристики діода з нікелевим омічним контактом являються окислювальні дефекти упакування , що утворюються в кремнії в процесі проведення технологічної операції «Термічне окислення». З метою запобігання утворенню структурних дефектів в кремнії необхідно було вибрати ефективний метод гетерування. Оскільки окислювальні дефекти упакування утворюються в кремнії, починаючи з першої високотемпературної операції – термічного окислення пластин, тому очевидно, слід використовувати гетерування уже на самому початку технологічного маршруту виготовлення діода. Проведені дослідження показали, що найбільш ефективним методом запобігання утворенню структурних дефектів в епітаксіальних шарах являється створення гетеруючої області на зворотному боці підкладки за допомогою проведення в неї дифузії фосфору за температури 1100оС на протязі 60 хв перед технологічною операцією «Термічне окислення». Наведено експериментальні результати дослідження впливу на зворотну характеристику варикапа процесу гетерування, а також проаналізовано можливі механізми цього впливу. Показана ефективність запропонованої технології з використанням гетерування щодо зниження рівня зворотних струмів і підвищення виходу придатних приладів.","PeriodicalId":518826,"journal":{"name":"Вісник Херсонського національного технічного університету","volume":"61 6","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-07-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"141714932","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
АНАЛІЗ УМОВ ДЕМПФУВАННЯ КОЛИВАНЬ В ДВОМАСОВОМУ ЕЛЕКТРОПРИВОДІ НА ОСНОВІ ЕФЕКТУ РЕЗОНАНСНОЇ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОЇ ВЗАЄМОДІЇ З ДОДАТКОВИМИ ЗВОРОТНИМИ ЗВ’ЯЗКАМИ 基于附加反馈的共振机电相互作用效应的双质量电动驱动器振荡阻尼条件分析
І. М. Задорожня, М. О. Задорожній
В роботі розглянуто актуальну задачу вибору оптимальних параметрів електромеханічних систем технологічних машин для вдосконалення їх динамічних якостей, зокрема за критерієм мінімуму коливальності перехідних процесів. Показано, що параметри визначаються закономірностями електромеханічного взаємозв’язку, що дозволяє використовувати специфічну властивість демпфування пружних механічних коливань власне електроприводом. Існуючі методи синтезу передбачають використання класичних оптимізаційних алгоритмів, які орієнтовані на мінімізацію реакції електроприводу при дії пружних коливань. В роботі акцентовано увагу на тому, що в електромеханічних системах необхідно в загальному випадку розглядати пов’язані процеси при взаємодії коливань в електромагнітній та механічній підсистемах електроприводу. На основі закономірностей ефекту резонансної електромеханічної взаємодії процесів у електромагнітній та механічній підсистемах приводу пропонується використовувати узагальнені показники, що в повній мірі відповідає синергетичному підходу. В результаті досліджень показано, що при оптимізації двомасових електроприводів за критерієм мінімуму коливальності основних координат налаштування параметрів системи автоматичного керування потрібно виконувати з урахуванням ефектів резонансної електромеханічної взаємодії, зумовленій коефіцієнтом розподілу інерційних мас γ. Отримав подальший розвиток метод синтезу електроприводу з з активним демпфуванням пружних механічних коливань, що досягається вибором відповідного співвідношення динамічних параметрів з додатковими зворотними зв’язками при реалізації процесів резонансної електромеханічної взаємодії і дозволяє забезпечити оптимальність перехідних процесів за критерієм мінімуму коливальності. Реалізація запропонованих оптимальних розрахункових співвідношень для налаштування контуру регулювання швидкості при оптимізації заснована на компенсації впливу пружних сил інерційними та може бути рекомендована для налаштування систем підпорядкованого регулювання електроприводів технологічних машин.
本文探讨了如何选择技术机械机电系统的最佳参数以提高其动态质量的紧迫问题,特别是根据瞬态过程波动最小的标准。研究表明,参数是由机电互连的规律性决定的,这样就可以利用电力驱动本身阻尼弹性机械振动的特殊性能。现有的合成方法涉及使用经典的优化算法,其重点是在弹性振动的影响下最大限度地减小电动驱动器的响应。本文的重点在于,在机电系统中,一般需要考虑电力驱动电磁子系统和机械子系统中振动相互作用的相关过程。根据驱动装置电磁子系统和机械子系统中共振机电相互作用过程影响的规律性,建议使用完全符合协同方法的通用指标。研究表明,在根据主坐标最小振荡标准优化双质量电动驱动器时,自动控制系统参数的调整应考虑惯性质量分布系数γ引起的共振机电相互作用的影响。进一步开发了具有主动阻尼弹性机械振动的电力驱动合成方法,该方法通过在实施共振机电相互作用过程中选择具有附加反馈的动态参数的适当比率来实现,并允许根据最小振荡标准确保瞬态的最优性。在优化过程中建立速度控制回路的优化设计关系的实施是基于用惯性力补偿弹性力的影响,可推荐用于建立技术机器电气传动的辅助控制系统。
{"title":"АНАЛІЗ УМОВ ДЕМПФУВАННЯ КОЛИВАНЬ В ДВОМАСОВОМУ ЕЛЕКТРОПРИВОДІ НА ОСНОВІ ЕФЕКТУ РЕЗОНАНСНОЇ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОЇ ВЗАЄМОДІЇ З ДОДАТКОВИМИ ЗВОРОТНИМИ ЗВ’ЯЗКАМИ","authors":"І. М. Задорожня, М. О. Задорожній","doi":"10.35546/kntu2078-4481.2024.2.2","DOIUrl":"https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2024.2.2","url":null,"abstract":"В роботі розглянуто актуальну задачу вибору оптимальних параметрів електромеханічних систем технологічних машин для вдосконалення їх динамічних якостей, зокрема за критерієм мінімуму коливальності перехідних процесів. Показано, що параметри визначаються закономірностями електромеханічного взаємозв’язку, що дозволяє використовувати специфічну властивість демпфування пружних механічних коливань власне електроприводом. Існуючі методи синтезу передбачають використання класичних оптимізаційних алгоритмів, які орієнтовані на мінімізацію реакції електроприводу при дії пружних коливань. В роботі акцентовано увагу на тому, що в електромеханічних системах необхідно в загальному випадку розглядати пов’язані процеси при взаємодії коливань в електромагнітній та механічній підсистемах електроприводу. На основі закономірностей ефекту резонансної електромеханічної взаємодії процесів у електромагнітній та механічній підсистемах приводу пропонується використовувати узагальнені показники, що в повній мірі відповідає синергетичному підходу. В результаті досліджень показано, що при оптимізації двомасових електроприводів за критерієм мінімуму коливальності основних координат налаштування параметрів системи автоматичного керування потрібно виконувати з урахуванням ефектів резонансної електромеханічної взаємодії, зумовленій коефіцієнтом розподілу інерційних мас γ. Отримав подальший розвиток метод синтезу електроприводу з з активним демпфуванням пружних механічних коливань, що досягається вибором відповідного співвідношення динамічних параметрів з додатковими зворотними зв’язками при реалізації процесів резонансної електромеханічної взаємодії і дозволяє забезпечити оптимальність перехідних процесів за критерієм мінімуму коливальності. Реалізація запропонованих оптимальних розрахункових співвідношень для налаштування контуру регулювання швидкості при оптимізації заснована на компенсації впливу пружних сил інерційними та може бути рекомендована для налаштування систем підпорядкованого регулювання електроприводів технологічних машин.","PeriodicalId":518826,"journal":{"name":"Вісник Херсонського національного технічного університету","volume":"101 4","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-07-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"141713584","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
ДОСЛІДЖЕННЯ ІНСТРУМЕНТІВ ЗБІРКИ СУЧАСНИХ ВЕБ ДОДАТКІВ 研究构建现代网络应用程序的工具
К. П. Газдюк, М. Ю. Горбатенко, К. М. Дмитращук, В. Ю. Водянчук
У статті здійснено аналіз двох сучасних найпопулярніших інструментів для збірки проєктів WebPack та Vite, а також досліджено їх швидкодію. Проведено оцінку функцій та їх відповідність потребам користувачів, аналіз зовнішнього вигляду, інтерфейсу та зручності використання для збірки веб-додатків, можливостей збірників у плані відкритості для розширення функціоналу та їх масштабованість при зростанні обсягів даних та користувацької бази; оцінено рівень захищеності додатків від потенційних загроз інформаційній безпеці та приватності користувачів; проаналізовано швидкість та ефективність виконання різних завдань у веб-додатках; оцінено можливості коректної роботи збірників на різних пристроях (комп’ютерах, планшетах, мобільних телефонах) та у різних браузерах. Аналізуючи їхні функції та характеристики, виявлено, що кожен з них має свої переваги та обмеження. WebPack вже довгий час є стандартом для збірки веб-проєктів. Він має потужні можливості конфігурації та розширюваності, що дозволяє налаштовувати його під потреби конкретного проєкту. Однак, із зростанням розміру проєкту та складності конфігурації, може виникати проблема зі збереженням продуктивності. З іншого боку, Vite зосереджений на швидкості розробки та виконання завдань у реальному часі. Він надає швидкий час перезавантаження під час розробки, що полегшує процес розробки та налагодження. Однак, його можливості розширення та конфігурації можуть бути обмеженими порівняно з WebPack. Виявлено, що обираючи між WebPack та Vite, команди розробників повинні враховувати специфіку свого проєкту та віддавати перевагу тому інструменту, який найбільше відповідає їхнім потребам у швидкості, гнучкості та продуктивності. Крім того, важливо постійно вивчати та оцінювати нові можливості та інструменти, які з’являються на ринку, для того щоб залишатися в актуальному та конкурентоспроможному стані.
文章分析了 WebPack 和 Vite 这两种最流行的现代项目构建工具,并研究了它们的性能。文章评估了它们的功能及其是否符合用户的需求,分析了构建网络应用程序的外观、界面和可用性,构建工具在开放性方面的能力,以扩展功能,以及随着数据和用户群的增长其可扩展性;评估了应用程序免受信息安全和用户隐私潜在威胁的保护水平;分析了在网络应用程序中执行各种任务的速度和效率;评估了构建工具在不同平台上正确工作的能力。通过分析这些工具的功能和特点,可以发现它们各有优势和局限性。WebPack 长期以来一直是构建网络项目的标准。它具有强大的配置和扩展功能,可以根据特定项目的需要进行定制。然而,随着项目规模和配置复杂性的增加,WebPack 在保持性能方面可能会遇到困难。另一方面,Vite 注重开发速度和任务的实时执行。它能在开发过程中提供快速的重载时间,从而使开发和调试过程更加轻松。不过,与 WebPack 相比,它的可扩展性和配置选项可能有限。我们发现,在选择 WebPack 和 Vite 时,开发团队应考虑其项目的具体情况,优先选择最能满足其速度、灵活性和性能需求的工具。同样重要的是,要不断探索和评估市场上出现的新功能和新工具,以保持与时俱进和竞争力。
{"title":"ДОСЛІДЖЕННЯ ІНСТРУМЕНТІВ ЗБІРКИ СУЧАСНИХ ВЕБ ДОДАТКІВ","authors":"К. П. Газдюк, М. Ю. Горбатенко, К. М. Дмитращук, В. Ю. Водянчук","doi":"10.35546/kntu2078-4481.2024.2.19","DOIUrl":"https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2024.2.19","url":null,"abstract":"У статті здійснено аналіз двох сучасних найпопулярніших інструментів для збірки проєктів WebPack та Vite, а також досліджено їх швидкодію. Проведено оцінку функцій та їх відповідність потребам користувачів, аналіз зовнішнього вигляду, інтерфейсу та зручності використання для збірки веб-додатків, можливостей збірників у плані відкритості для розширення функціоналу та їх масштабованість при зростанні обсягів даних та користувацької бази; оцінено рівень захищеності додатків від потенційних загроз інформаційній безпеці та приватності користувачів; проаналізовано швидкість та ефективність виконання різних завдань у веб-додатках; оцінено можливості коректної роботи збірників на різних пристроях (комп’ютерах, планшетах, мобільних телефонах) та у різних браузерах. Аналізуючи їхні функції та характеристики, виявлено, що кожен з них має свої переваги та обмеження. WebPack вже довгий час є стандартом для збірки веб-проєктів. Він має потужні можливості конфігурації та розширюваності, що дозволяє налаштовувати його під потреби конкретного проєкту. Однак, із зростанням розміру проєкту та складності конфігурації, може виникати проблема зі збереженням продуктивності. З іншого боку, Vite зосереджений на швидкості розробки та виконання завдань у реальному часі. Він надає швидкий час перезавантаження під час розробки, що полегшує процес розробки та налагодження. Однак, його можливості розширення та конфігурації можуть бути обмеженими порівняно з WebPack. Виявлено, що обираючи між WebPack та Vite, команди розробників повинні враховувати специфіку свого проєкту та віддавати перевагу тому інструменту, який найбільше відповідає їхнім потребам у швидкості, гнучкості та продуктивності. Крім того, важливо постійно вивчати та оцінювати нові можливості та інструменти, які з’являються на ринку, для того щоб залишатися в актуальному та конкурентоспроможному стані.","PeriodicalId":518826,"journal":{"name":"Вісник Херсонського національного технічного університету","volume":"64 4","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-07-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"141711252","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
ВІДПОВІДНІСТЬ ТЕОРІЇ ГРАНИ ЧНОЇ РІ ВНОВАГИ ГІПОТЕЗАМ , ЩО ПОКЛАДЕНІ В ОСНОВУ ТЕОРІЇ ЯНСЕНА МЕХАНІКИ ГРУНТІВ 边际风险理论与扬森土壤力学理论假设的对应关系
С. А. Русанов, О. І. Клюєв, І. А. Шатохіна
У даній роботі наведені позиції щодо підходів до використання формули Янсена для розрахунку напруг у вертикальних циліндричних та прямокутних ємностях стосовно до позицій теорії граничної рівноваги грунтів. Рівняння теорії граничної рівноваги мають дуже широке застосування для розрахунків в багатьох прикладних задачах. Спектр задач поширюється від задач граничної рівноваги відкосів (схилів), задач розрахунку фундаментів будівельних конструкцій, до задач напруженого стану сипких матеріалів у ємностях з жорсткими стінками – силосах, лотках, живильниках тощо. Подібні задачі часто зводяться до необхідності чисельного інтегрування диференціальних рівнянь у часткових похідних рівноваги інфінітезимального елементу масиву, разом з умовою граничного стану рівноваги. Рівняння Янсена, та аналогічні йому рівняння, представляють собою замкнуті аналітичні вирази, що дозволяють швидко оцінити напруги в вертикальних ємностях з жорсткими стінками, що наповнені сипкими матеріалами. Чисельні експерименти показують, що формула Янсена добре виконується особливо в асимптотичному плані, проте, чисельні розрахунки (наприклад, пряме моделювання за методом дискретного елемента DEM) показують, що у високих силосах можуть реалізовуватися й інші види напруженого стану. Вказані вирази отримуються за рахунок використання низки гіпотез, виконання яких не завжди очевидно, при цьому використання рівняння Янсена для визначення тиску на дно й стінки циліндричної ємності в явному вигляді не стосується теорії граничної рівноваги. В роботі показується, що формула Янсена відповідає стану граничної рівноваги, – вона може бути отримана безпосередньо з осереднених рівнянь статики якщо припустити додатково, що розподіл дотичних напружень по радіусу представляється лінійною функцією, і вважаючи, що радіальні напруги рівномірно розподіленими по перерізу, а це повністю відповідає розв’язку відповідної задачі граничної рівноваги. Наводиться також додатковий метод покращення збіжності чисельних розрахунків.
在本文中,我们结合土壤极限平衡理论的位置,介绍了使用扬森公式计算立式圆柱形和矩形水箱应力的方法。极限平衡理论方程被广泛用于许多应用问题的计算。问题范围从斜坡(边坡)的极限平衡问题、建筑结构的地基计算问题,到带有刚性壁的容器(筒仓、托盘、喂料机等)中散装物料的应力状态问题。这些问题通常只需要对阵列中无限小元素的平衡偏微分方程进行数值积分,同时还要考虑平衡极限状态的条件。扬森方程和类似方程是封闭的分析表达式,可以快速评估装满散装材料的垂直硬壁罐中的应力。数值实验表明,扬森公式性能良好,尤其是在渐近意义上,但数值计算(如使用 DEM 方法直接离散元素建模)表明,在高筒仓中还可以实现其他类型的应力状态。这些表达式是通过一些并不总是显而易见的假设获得的,而且使用扬森方程来确定圆柱形料仓底部和壁面上的压力并不明确适用于极限平衡理论。本文表明,Jansen 公式对应于极限平衡状态--如果我们进一步假设沿半径的切向应力分布由线性函数表示,并假设径向应力在横截面上均匀分布,则可以直接从平均静力学方程中获得极限平衡状态,这完全对应于相应极限平衡问题的解。此外,还介绍了一种提高数值计算收敛性的方法。
{"title":"ВІДПОВІДНІСТЬ ТЕОРІЇ ГРАНИ ЧНОЇ РІ ВНОВАГИ ГІПОТЕЗАМ , ЩО ПОКЛАДЕНІ В ОСНОВУ ТЕОРІЇ ЯНСЕНА МЕХАНІКИ ГРУНТІВ","authors":"С. А. Русанов, О. І. Клюєв, І. А. Шатохіна","doi":"10.35546/kntu2078-4481.2024.2.8","DOIUrl":"https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2024.2.8","url":null,"abstract":"У даній роботі наведені позиції щодо підходів до використання формули Янсена для розрахунку напруг у вертикальних циліндричних та прямокутних ємностях стосовно до позицій теорії граничної рівноваги грунтів. Рівняння теорії граничної рівноваги мають дуже широке застосування для розрахунків в багатьох прикладних задачах. Спектр задач поширюється від задач граничної рівноваги відкосів (схилів), задач розрахунку фундаментів будівельних конструкцій, до задач напруженого стану сипких матеріалів у ємностях з жорсткими стінками – силосах, лотках, живильниках тощо. Подібні задачі часто зводяться до необхідності чисельного інтегрування диференціальних рівнянь у часткових похідних рівноваги інфінітезимального елементу масиву, разом з умовою граничного стану рівноваги. Рівняння Янсена, та аналогічні йому рівняння, представляють собою замкнуті аналітичні вирази, що дозволяють швидко оцінити напруги в вертикальних ємностях з жорсткими стінками, що наповнені сипкими матеріалами. Чисельні експерименти показують, що формула Янсена добре виконується особливо в асимптотичному плані, проте, чисельні розрахунки (наприклад, пряме моделювання за методом дискретного елемента DEM) показують, що у високих силосах можуть реалізовуватися й інші види напруженого стану. Вказані вирази отримуються за рахунок використання низки гіпотез, виконання яких не завжди очевидно, при цьому використання рівняння Янсена для визначення тиску на дно й стінки циліндричної ємності в явному вигляді не стосується теорії граничної рівноваги. В роботі показується, що формула Янсена відповідає стану граничної рівноваги, – вона може бути отримана безпосередньо з осереднених рівнянь статики якщо припустити додатково, що розподіл дотичних напружень по радіусу представляється лінійною функцією, і вважаючи, що радіальні напруги рівномірно розподіленими по перерізу, а це повністю відповідає розв’язку відповідної задачі граничної рівноваги. Наводиться також додатковий метод покращення збіжності чисельних розрахунків.","PeriodicalId":518826,"journal":{"name":"Вісник Херсонського національного технічного університету","volume":"114 3","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-07-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"141713019","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
ПРО ОСОБЛИВОСТІ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ КОТЛОМ ДКВР-10-13 关于 DKVR-10-13 锅炉自动控制的特点
І. М. Світий, О. І. Черняк
Значна частина технологічних процесів на промислових, сільськогосподарських, харчових підприємствах пов’язана з великим споживанням пари, яку виробляють парові котли у власних котельнях підприємств. Виклики сьогодення вимагають підвищення енергоефективності парових котлів, забезпечення ресурсозбереження, зменшення шкідливих викидів у зовнішнє середовище тощо. Вирішити ці складні завдання можливо, зокрема, шляхом підвищення інтелектуального рівня алгоритмів автоматичного керування виробленням пари у котлах. Тому актуальним є вдосконалення існуючих подібних систем автоматичного керування. Відомо чимало досліджень в цьому напрямку, однак існуючі системи не забезпечують необхідну динамічну точність керування внаслідок неврахування в контурі регулювання тиску пари в барабані котла істотного збурення – відбору пари споживачами. Авторами запропоновано ефективну систему автоматичного керування виробленням пари в котлі ДКВр-10-13 підвищеної динамічної точності на основі принципу інваріантності до контрольованого збурення. В ході проведеного дослідження було проаналізовано технологічний процес вироблення пари, розроблено комплекс моделей котла як об’єкта керування та здійснено їх цифрову реалізацію в середовищі Matlab Simulink; розроблено алгоритми керування, що забезпечують підвищення ефективності функціонування та динамічної точності стабілізації регульованих змінних котла, розроблено алгоритми логічного керування котлом; вибрано технічні засоби та розроблено технічну структуру системи керування котлом; розроблено графічний інтерфейс автоматизованого робочого місця оператора котельні на базі SCADA-системи Genie; розроблено програмне забезпечення для реалізації алгоритмів цифрового керування на функціонально- і вільно- програмованих контролерах; розроблено фрагменти проектної документації технічного забезпечення системи керування; обґрунтовано економічну доцільність та інвестиційну привабливість розробки, розглянуто питання техніки безпеки та охорони праці при експлуатації котла.
在工业、农业和食品企业的技术流程中,有很大一部分需要大量消耗锅炉房内蒸汽锅炉产生的蒸汽。当今的挑战要求提高蒸汽锅炉的能效,确保节约资源,减少对环境的有害排放等。要解决这些复杂的任务,尤其需要提高锅炉蒸汽产生自动控制算法的智能性。因此,改进现有的自动控制系统非常重要。这方面的研究很多,但现有系统无法提供所需的动态控制精确度,原因是没有考虑到锅炉汽包蒸汽压力控制回路中的一个重要干扰--用户抽汽。作者提出了一种有效的系统,用于自动控制 DKVr-10-13 锅炉的蒸汽生产,并根据受控干扰不变性原理提高动态控制精度。该研究分析了蒸汽产生的技术过程,开发了一套作为控制对象的锅炉模型,并在 Matlab Simulink 环境中进行了数字实现;开发了控制算法,提高了锅炉控制变量的运行效率和动态稳定精度;开发了锅炉逻辑控制算法;选择了技术手段,开发了锅炉控制系统的技术结构;开发了自动化工作站的图形界面。
{"title":"ПРО ОСОБЛИВОСТІ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ КОТЛОМ ДКВР-10-13","authors":"І. М. Світий, О. І. Черняк","doi":"10.35546/kntu2078-4481.2024.2.10","DOIUrl":"https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2024.2.10","url":null,"abstract":"Значна частина технологічних процесів на промислових, сільськогосподарських, харчових підприємствах пов’язана з великим споживанням пари, яку виробляють парові котли у власних котельнях підприємств. Виклики сьогодення вимагають підвищення енергоефективності парових котлів, забезпечення ресурсозбереження, зменшення шкідливих викидів у зовнішнє середовище тощо. Вирішити ці складні завдання можливо, зокрема, шляхом підвищення інтелектуального рівня алгоритмів автоматичного керування виробленням пари у котлах. Тому актуальним є вдосконалення існуючих подібних систем автоматичного керування. Відомо чимало досліджень в цьому напрямку, однак існуючі системи не забезпечують необхідну динамічну точність керування внаслідок неврахування в контурі регулювання тиску пари в барабані котла істотного збурення – відбору пари споживачами. Авторами запропоновано ефективну систему автоматичного керування виробленням пари в котлі ДКВр-10-13 підвищеної динамічної точності на основі принципу інваріантності до контрольованого збурення. В ході проведеного дослідження було проаналізовано технологічний процес вироблення пари, розроблено комплекс моделей котла як об’єкта керування та здійснено їх цифрову реалізацію в середовищі Matlab Simulink; розроблено алгоритми керування, що забезпечують підвищення ефективності функціонування та динамічної точності стабілізації регульованих змінних котла, розроблено алгоритми логічного керування котлом; вибрано технічні засоби та розроблено технічну структуру системи керування котлом; розроблено графічний інтерфейс автоматизованого робочого місця оператора котельні на базі SCADA-системи Genie; розроблено програмне забезпечення для реалізації алгоритмів цифрового керування на функціонально- і вільно- програмованих контролерах; розроблено фрагменти проектної документації технічного забезпечення системи керування; обґрунтовано економічну доцільність та інвестиційну привабливість розробки, розглянуто питання техніки безпеки та охорони праці при експлуатації котла.","PeriodicalId":518826,"journal":{"name":"Вісник Херсонського національного технічного університету","volume":"37 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-07-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"141705823","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
РОЗРОБКА ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО СПЕЦІАЛЬНОГО ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ УПРАВЛІННЯ ВЕНТИЛЯЦІЙНИХ СИСТЕМ КОНФАЙНМЕНТУ НА ОСНОВІ УРАХУВАННЯ ІНЕРЦІЙНОСТІ СИСТЕМИ 根据系统惯性,开发用于控制密闭通风系统的智能专用软件
Є. В. Гаврилко, В. Я. Савко
В статті викладені подальші дослідження процесів переміщення повітряних мас забруднених радіоактивними аерозолями всередині та навколо Нового Безпечного Конфайнменту (НБК) над об’єктом «Укриття» Чорнобильській атомної електростанції з урахуванням інерційності поведінки повітряних мас та на їх основі розробці інтелектуального спеціального математичного програмного забезпечення роботи вентиляційних систем на основі машинного навчання з підкріпленням на основі генетичних алгоритмів. Стаття є продовженням досліджень з розроблення на нових наукових засадах дійового програмного забезпечення управління вентиляцією конфайнменту. Попередні дослідження були опубліковані в [5] цього наукового видання і знайшли широкий відклик інтернаціональної наукової спільноти. Розроблений і реалізований генеративний алгоритм інтелектуального спеціального програмного математичного забезпечення буде навчений на пошуку функцій шляхом аналізу великих обсягів даних. Даним, що були застосовані в ході розробки програмного забезпечення стали історичні данні гідродинамічного стану забрудненого радіоактивними аерозолями повітря під НБК і гідрометеорологічні данні, що відповідають часовим показникам того періоду часу. Розроблене програмне забезпечення дозволить під час експлуатації вентиляційних систем НБК врахувати інерційність повітряних мас під НБК та оптимізувати по критерію мінімізації витрати електроенергії та викиди РА. Розробка і впровадження інтелектуального програмного забезпечення для управління вентиляційними системами відкриває можливості для подальшого розвитку в цій галузі. Можливе використання аналізу даних для постійного вдосконалення алгоритмів управління, а також інтеграція з системами штучного інтелекту для автоматичного реагування на зміни у середовищі. Це сприятиме підвищенню ефективності та безпеки експлуатації не лише об’єктів Чорнобильської зони, а й інших промислових та екологічно чутливих об’єктів.
文章介绍了对切尔诺贝利核电站掩蔽所上空的新安全密封舱(NSC)内部和周围受放射性气溶胶污染的气团运动过程的进一步研究,其中考虑到了气团行为的惯性,并在此基础上开发了基于遗传算法强化机器学习的通风系统智能专用数学软件。本文是在新的科学基础上开发有效密闭通风控制软件研究的继续。之前的研究发表在本科学刊物的[5]中,并得到了国际科学界的广泛响应。所开发和实施的智能专用数学软件的生成算法将通过分析大量数据进行训练,以寻找功能。在软件开发过程中使用的数据是关于国家核安全委员会(NSC)管辖范围内受放射性气溶胶污染的空气的流体动力状态的历史数据,以及与该时期相应的水文气象数据。所开发的软件将能够在国家航天中心通风系统运行期间考虑到该中心下空气质量的惯性,并根据最大限度减少电力消耗的标准优化电力消耗和放射性排放。通风系统控制智能软件的开发和实施为这一领域的进一步发展提供了机会。数据分析可用于不断改进控制算法,并与人工智能系统集成,自动应对环境变化。这不仅有助于提高切尔诺贝利区设施的运行效率和安全性,也有助于提高其他工业和环境敏感设施的运行效率和安全性。
{"title":"РОЗРОБКА ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО СПЕЦІАЛЬНОГО ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ УПРАВЛІННЯ ВЕНТИЛЯЦІЙНИХ СИСТЕМ КОНФАЙНМЕНТУ НА ОСНОВІ УРАХУВАННЯ ІНЕРЦІЙНОСТІ СИСТЕМИ","authors":"Є. В. Гаврилко, В. Я. Савко","doi":"10.35546/kntu2078-4481.2024.2.1","DOIUrl":"https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2024.2.1","url":null,"abstract":"В статті викладені подальші дослідження процесів переміщення повітряних мас забруднених радіоактивними аерозолями всередині та навколо Нового Безпечного Конфайнменту (НБК) над об’єктом «Укриття» Чорнобильській атомної електростанції з урахуванням інерційності поведінки повітряних мас та на їх основі розробці інтелектуального спеціального математичного програмного забезпечення роботи вентиляційних систем на основі машинного навчання з підкріпленням на основі генетичних алгоритмів. Стаття є продовженням досліджень з розроблення на нових наукових засадах дійового програмного забезпечення управління вентиляцією конфайнменту. Попередні дослідження були опубліковані в [5] цього наукового видання і знайшли широкий відклик інтернаціональної наукової спільноти. Розроблений і реалізований генеративний алгоритм інтелектуального спеціального програмного математичного забезпечення буде навчений на пошуку функцій шляхом аналізу великих обсягів даних. Даним, що були застосовані в ході розробки програмного забезпечення стали історичні данні гідродинамічного стану забрудненого радіоактивними аерозолями повітря під НБК і гідрометеорологічні данні, що відповідають часовим показникам того періоду часу. Розроблене програмне забезпечення дозволить під час експлуатації вентиляційних систем НБК врахувати інерційність повітряних мас під НБК та оптимізувати по критерію мінімізації витрати електроенергії та викиди РА. Розробка і впровадження інтелектуального програмного забезпечення для управління вентиляційними системами відкриває можливості для подальшого розвитку в цій галузі. Можливе використання аналізу даних для постійного вдосконалення алгоритмів управління, а також інтеграція з системами штучного інтелекту для автоматичного реагування на зміни у середовищі. Це сприятиме підвищенню ефективності та безпеки експлуатації не лише об’єктів Чорнобильської зони, а й інших промислових та екологічно чутливих об’єктів.","PeriodicalId":518826,"journal":{"name":"Вісник Херсонського національного технічного університету","volume":"20 3","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2024-07-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"141710958","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
期刊
Вісник Херсонського національного технічного університету
全部 Acc. Chem. Res. ACS Applied Bio Materials ACS Appl. Electron. Mater. ACS Appl. Energy Mater. ACS Appl. Mater. Interfaces ACS Appl. Nano Mater. ACS Appl. Polym. Mater. ACS BIOMATER-SCI ENG ACS Catal. ACS Cent. Sci. ACS Chem. Biol. ACS Chemical Health & Safety ACS Chem. Neurosci. ACS Comb. Sci. ACS Earth Space Chem. ACS Energy Lett. ACS Infect. Dis. ACS Macro Lett. ACS Mater. Lett. ACS Med. Chem. Lett. ACS Nano ACS Omega ACS Photonics ACS Sens. ACS Sustainable Chem. Eng. ACS Synth. Biol. Anal. Chem. BIOCHEMISTRY-US Bioconjugate Chem. BIOMACROMOLECULES Chem. Res. Toxicol. Chem. Rev. Chem. Mater. CRYST GROWTH DES ENERG FUEL Environ. Sci. Technol. Environ. Sci. Technol. Lett. Eur. J. Inorg. Chem. IND ENG CHEM RES Inorg. Chem. J. Agric. Food. Chem. J. Chem. Eng. Data J. Chem. Educ. J. Chem. Inf. Model. J. Chem. Theory Comput. J. Med. Chem. J. Nat. Prod. J PROTEOME RES J. Am. Chem. Soc. LANGMUIR MACROMOLECULES Mol. Pharmaceutics Nano Lett. Org. Lett. ORG PROCESS RES DEV ORGANOMETALLICS J. Org. Chem. J. Phys. Chem. J. Phys. Chem. A J. Phys. Chem. B J. Phys. Chem. C J. Phys. Chem. Lett. Analyst Anal. Methods Biomater. Sci. Catal. Sci. Technol. Chem. Commun. Chem. Soc. Rev. CHEM EDUC RES PRACT CRYSTENGCOMM Dalton Trans. Energy Environ. Sci. ENVIRON SCI-NANO ENVIRON SCI-PROC IMP ENVIRON SCI-WAT RES Faraday Discuss. Food Funct. Green Chem. Inorg. Chem. Front. Integr. Biol. J. Anal. At. Spectrom. J. Mater. Chem. A J. Mater. Chem. B J. Mater. Chem. C Lab Chip Mater. Chem. Front. Mater. Horiz. MEDCHEMCOMM Metallomics Mol. Biosyst. Mol. Syst. Des. Eng. Nanoscale Nanoscale Horiz. Nat. Prod. Rep. New J. Chem. Org. Biomol. Chem. Org. Chem. Front. PHOTOCH PHOTOBIO SCI PCCP Polym. Chem.
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
0
微信
客服QQ
Book学术公众号 扫码关注我们
反馈
×
意见反馈
请填写您的意见或建议
请填写您的手机或邮箱
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
现在去查看 取消
×
提示
确定
Book学术官方微信
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:481959085
Book学术
文献互助 智能选刊 最新文献 互助须知 联系我们:info@booksci.cn
Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。
Copyright © 2023 Book学术 All rights reserved.
ghs 京公网安备 11010802042870号 京ICP备2023020795号-1