Тематика журналу „Методи та прилади контролю якості” охоплює такі розділи: методи і засоби неруйнівного контролю, вимірювання фізико-механічних параметрів речовин, методи і прилади вимірювання витрати рідкої і газоподібної фаз, методи та прилади контролю технологічних параметрів, автоматизація і комп’ютерно-інтегровані комплекси, математичне моделювання, обчислювальні методи, оптимальне керування та дискретні структури, комп’ютерні технології та системи. Журнал „Методи та прилади контролю якості” публікує оглядові та дослідницькі роботи, присвячені цій тематиці (але не обмежені лише нею ).
Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas
ТЕХНОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ МІКРОКОНТРОЛЕРІВ ТА МІНІКОМП’ЮТЕРІВ У IOT-СИСТЕМАХ
У статті розглянуто технологічні особливості використання мікроконтролерів та мінікомп’ютерів у сучасних системах Інтернету речей (IoT). Актуальність дослідження обумовлена стрімким розвитком цифрових технологій, збільшенням кількості підключених пристроїв та необхідністю створення ефективних, надійних і масштабованих апаратно-програмних платформ для збору, передавання та обробки даних. Проведено аналіз архітектурних особливостей мікроконтролерів і мінікомп’ютерів, визначено їх функціональні можливості, переваги та обмеження в контексті побудови IoT-систем різного призначення. Особливу увагу приділено дослідженню технічних характеристик сучасних мікроконтролерів, зокрема сімейств Arduino, ESP32, STM32 та інших популярних платформ. Проаналізовано роль мікроконтролерів у реалізації периферійних вузлів IoT-мереж, що забезпечують первинний збір та попередню обробку інформації. Окремо досліджено можливості мінікомп’ютерів, зокрема Raspberry Pi, Orange Pi та інших одноплатних комп’ютерів, які використовуються як локальні сервери, шлюзи передачі даних та платформи для виконання складніших алгоритмів обробки інформації. Визначено особливості використання операційних систем, мережевих сервісів, хмарних технологій та засобів віддаленого адміністрування в IoT-інфраструктурі. Наведено порівняльний аналіз технічних параметрів мікроконтролерів і мінікомп’ютерів за критеріями продуктивності, енергоефективності, вартості, масштабованості та можливостей програмної реалізації. Розглянуто основні протоколи передачі даних, а також особливості їх інтеграції з сучасними апаратними платформами. Отримані результати можуть бути використані при проєктуванні та модернізації сучасних інформаційно-керуючих систем, орієнтованих на концепцію Інтернету речей, а також для вибору оптимальних апаратних платформ залежно від вимог конкретних прикладних задач.
Авторське право (c) 2026 METHODS AND DEVICES OF QUALITY CONTROL
ПРОГНОЗУВАННЯ ПРОНИКНОСТІ ФОРМАЦІЇ НА ОСНОВІ ЗГОРНУТОЇ НЕЙРОННОЇ МЕРЕЖІ
У цьому дослідженні розглядається проблема непрямого прогнозування проникності пласта на основі традиційних даних геофізичного каротажу, що є важливим для гідродинамічного моделювання, оцінки запасів та підтримки рішень при розробці родовищ в умовах обмеженої доступності лабораторних вимірювань та ядерного магнітного резонансного каротажу. Метою дослідження є визначення ефективності використання модифікованої багатовхідної згорткової нейронної мережі для прогнозування проникності пласта на основі традиційних даних каротажу, характеристика впливу структурних модифікацій на точність та робустність моделі, а також визначення впливу окремих вхідних параметрів на результати прогнозування за допомогою інструментів інтерпретації, таких як адитивне розкладання ефектів ознак. Об'єктом дослідження є зв'язок між проникністю пласта та набором параметрів каротажу, представлених у змішаній формі числових кривих та двовимірних зображень. На основі аналізу сучасних зарубіжних та вітчизняних робіт запропоновано підхід глибокого навчання, в рамках якого розроблено модифіковану багатовхідну згорткову нейронну мережу із залишковими блоками, що дозволяє одночасно обробляти одновимірні числові серії каротажу та штучно згенеровані двовимірні зображення характеристик. На основі запропонованої архітектури каротажні вектори були перетворені на матриці ознак. Також було створено дві гілки обробки даних для числового та графічного представлень, а також реалізовано їх подальше об'єднання в єдиний простір ознак. На цій основі було реалізовано регресійну модель для оцінки проникності на основі розрахунків з використанням даних ядерного магнітного резонансу каротажу. Особливу увагу було приділено оптимізації структури мережі шляхом інтеграції залишкових зв'язків та глибших вузьких блоків. Гіперпараметри моделі були налаштовані за допомогою генетичної оптимізації, вибірка була розділена на навчальні, валідаційні та тестові підмножини, а якість прогнозу була кількісно оцінена за допомогою коефіцієнта кореляції, середньоквадратичної помилки, абсолютної помилки та відсоткової помилки. Для покращення інтерпретованості результатів у дослідженні було використано адитивний підхід декомпозиції для внесків ознак, що дозволило кількісно оцінити вплив окремих параметрів каротажу та їх серій на отримані значення проникності. Стало можливим виявити найбільш інформативні криві та перевірити узгодженість поведінки моделі з фізичними концепціями фільтраційних властивостей пласта. Реалізована багатовхідна залишкова згорткова нейронна мережа є перспективним інструментом для точного та економічно ефективного прогнозування проникності пласта на основі традиційних даних каротажу свердловин.
ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНИЙ КОМПЛЕКС НОРМАЛІЗАЦІЇ ТЕМПЕРАТУРНОГО СТАНУ ОРГАНІЗМУ ПРАЦІВНИКІВ ДЛЯ ПІДВИЩЕННЯ НАДІЙНОСТІ ТА ЯКОСТІ ВИРОБНИЦТВА
У статті розглянуто актуальну проблему створення інноваційного індивідуального пристрою для ефективного зниження температури тіла працівника шляхом внутрішнього охолодження. В основі розробки лежать фундаментальні дослідження терморегуляційних процесів у тілі людини, зокрема відкриття артеріовенозних анастомозів (АВА) – спеціалізованих судинних структур, які відповідають за регулювання тепловіддачі. Було встановлено, що венозні сплетіння, розташовані в області долонь, підошов і обличчя, відіграють ключову роль у процесах теплового обміну організму з навколишнім середовищем. Запропонований пристрій використовує фізіологічно обґрунтований підхід до охолодження організму через долоні, де концентрація терморегуляторних судин найбільша. Система передбачає застосування герметичних камер із контрольованим зниженням тиску (до 35–45 мм рт. ст.) у поєднанні з теплообмінником, що забезпечує ефективний контакт холодоагенту з шкірою. Зниження тиску активізує кровообіг у терморегуляторних судинах, посилюючи тепловіддачу та сприяючи швидкому охолодженню організму. Пристрій оснащено мікропроцесорним блоком управління, датчиками температури та кровотоку, що забезпечують автоматичне регулювання параметрів системи у режимі реального часу. Описано конструктивні рішення, які забезпечують портативність, зручність у використанні та мінімальний вплив на природні фізіологічні процеси. Проведено функціональне обґрунтування вибраних технічних рішень відповідно до ключових критеріїв: ефективність охолодження, безпека, ергономіка. Визначено, що розроблений пристрій здатен забезпечити тривале зниження температурного навантаження на організм працівника без шкоди для його здоров’я. Отримані результати мають значну практичну цінність і можуть бути застосовані у промисловості, зокрема в умовах металургійних, енергетичних, машинобудівних виробництв, а також у сфері медицини праці та ергономіки. Розроблений пристрій має потенціал до серійного виробництва та широкого впровадження з метою підвищення безпеки та комфорту праці в умовах дії високих температур.
ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНА СИСТЕМА ОПЕРАТИВНОГО СТАНУ ЯКОСТІ ВОДИ НА ОСНОВІ МАШИННОГО НАВЧАННЯ
Протягом останніх десятиліть відбулося суттєве вдосконалення методів чисельного моделювання, що використовуються для прогнозування екологічних процесів у природних системах. Такий прогрес став можливим завдяки інтенсивному розвитку обчислювальної техніки, підвищенню точності математичних моделей та активному впровадженню сучасних методів аналізу даних у наукові дослідження. Сьогодні технології машинного навчання посідають важливе місце серед інструментів екологічного моніторингу, забезпечуючи нові можливості для обробки та інтерпретації великих масивів інформації про стан навколишнього середовища. Застосування інтелектуальних алгоритмів дає змогу не лише автоматизувати процес збору та аналізу даних, а й виявляти приховані взаємозв’язки між екологічними показниками. Це сприяє більш глибокому дослідженню складних природних систем, які характеризуються високою динамічністю та багатофакторністю. Особливого значення набуває можливість прогнозування кліматичних змін, а також аналізу гідрометеорологічних і біометричних параметрів, що дозволяє отримувати об’єктивну оцінку стану довкілля та формувати науково обґрунтовані управлінські рішення. Поєднання сучасних гідродинамічних моделей із методами інтелектуальної обробки даних сприяє підвищенню достовірності прогнозів та зменшенню рівня невизначеності під час моделювання екологічних процесів. Важливу роль у цьому відіграють супутникові системи спостереження, автоматизовані пости контролю та мережі сенсорів, які забезпечують накопичення комплексної інформації про циркуляцію водних мас, міграцію забруднювальних речовин, температурні зміни та інші процеси, що визначають екологічний стан водних об’єктів. Отже, інтеграція традиційних підходів математичного моделювання із сучасними технологіями аналізу даних створює ефективне підґрунтя для розроблення високоточних систем екологічного моніторингу. Подальший розвиток цього напряму, збільшення обсягів доступної інформації та розширення міждисциплінарної співпраці сприятимуть глибшому розумінню природних процесів і підвищенню ефективності природоохоронної діяльності на локальному, регіональному та державному рівнях.
КОМП’ЮТЕРИЗОВАНА СИСТЕМА ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО АНАЛІЗУ ЛОГІСТИЧНИХ ДАНИХ РУХУ ВАНТАЖІВ
У статті розглянуто розроблення та застосування автоматизованої комп’ютеризованої системи інтелектуального аналізу логістичних даних руху вантажів, спрямованої на підвищення ефективності управління транспортно-логістичними процесами. Актуальність дослідження зумовлена зростанням обсягів логістичної інформації, складністю вантажопотоків та необхідністю оперативного прийняття управлінських рішень в умовах динамічного ринку. Запропонована система базується на використанні методів аналізу великих даних і машинного навчання для обробки інформації про маршрути перевезень, часові параметри, завантаженість транспортних засобів та можливі відхилення від планових показників. У роботі описано структуру автоматизованої системи, основні етапи збору, попередньої обробки та інтелектуального аналізу логістичних даних, а також принципи формування аналітичних звітів і прогнозних моделей. Результати дослідження підтверджують доцільність використання інтелектуальних методів у логістиці, оскільки їх застосування дозволяє зменшити витрати на транспортування, оптимізувати маршрути руху вантажів і підвищити рівень надійності логістичних операцій. Отримані висновки можуть бути використані під час проєктування та впровадження сучасних інформаційних систем у сфері транспортної та складської логістики.
НАУКОВІ ЗАСАДИ ГЕНЕРАЦІЇ ВІДТВОРЮВАНИХ ЗНАЧЕНЬ ПОТЕНЦІАЛУ ПРОТІКАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ РІДИН КАПІЛЯРНИМИ ПЕРВИННИМИ ПЕРЕТВОРЮВАЧАМИ
У статті розроблено та експериментально обґрунтовано наукові засади генерації відтворюваних значень потенціалу протікання технологічних рідин капілярними первинними перетворювачами для задач експрес-контролю їх якості в нафтогазовій і суміжних галузях. Актуальність дослідження зумовлена обмеженнями традиційних методів визначення якісних показників технологічних рідин, зокрема вмісту в них води, щодо оперативності, вартості і придатності до автоматизації. Метою роботи є встановлення кількісно обґрунтованих критеріїв вибору геометричних параметрів прямого капіляра на основі аналізу та узагальнення фізичної і математичної моделей електрокінетичного явища потенціалу протікання. У роботі системно пов’язані умови формування відтворюваних значень потенціалу протікання з параметрами гідродинамічної подібності течії, зокрема критерієм Рейнольдса, та геометричними характеристиками капіляра. Встановлено, що відтворювані значення потенціалу протікання формуються за умов гідродинамічної подібності течій і забезпечення достатньої довжини капіляра, яка перевищує довжину ділянки гідродинамічної стабілізації не менш ніж у (1,2–1,5) рази. Обґрунтовано доцільність використання капілярів із радіусом, більшим за товщину подвійного електричного шару, що дозволяє зменшити вплив поверхневої провідності і забезпечити стабільність результатів вимірювань. Запропоновано гіпотезу про існування трьох характерних ділянок течії рідини в капілярі – гідродинамічної стабілізації, електрокінетичної стабілізації та усталеного режиму генерації потенціалу протікання. Отримані результати створюють науково обґрунтовану основу для вдосконалення інформаційно-вимірювальних систем експрес-контролю якості технологічних рідин за методом потенціалу протікання шляхом оптимізації геометричних і гідродинамічних параметрів капілярних первинних перетворювачів, що забезпечує підвищення відтворюваності, точності та надійності вимірювань.
МОДЕЛЮВАННЯ ДИНАМІЧНОЇ ПОВЕДІНКИ КОЛОНИ РЕКТИФІКАЦІЇ У ТЕХНОЛОГІЇ ПЕРЕРОБКИ ВТОРИННИХ ДЕСТИЛЯТІВ НАФТИ
У статті розглянуто питання моделювання динамічної поведінки колони ректифікації, що використовується в технології переробки вторинних дистилятів нафти. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю підвищення ефективності функціонування нафтопереробних установок, забезпечення стабільності якості продуктів та зниження енерговитрат у змінних умовах експлуатації. Проведено аналіз особливостей технологічного процесу ректифікації вторинних нафтових фракцій, зокрема впливу складу сировини, теплових режимів та гідродинамічних параметрів на динамічні характеристики об’єкта. Розроблено математичну модель колони ректифікації, яка враховує матеріальні та теплові баланси, нелінійність процесів масо- та теплообміну, а також взаємозв’язки між основними технологічними змінними. Для опису динаміки використано систему диференціальних рівнянь, що дозволяє відтворювати перехідні процеси при зміні вхідних параметрів, таких як витрата сировини, температура та тиск. Здійснено ідентифікацію параметрів моделі на основі експериментальних або апроксимованих промислових даних. Проведено дослідження динамічних властивостей колони ректифікації, включаючи аналіз перехідних характеристик, стійкості та чутливості до збурень. Отримані результати дозволяють оцінити вплив керуючих дій на якість розділення компонентів та визначити оптимальні режими роботи установки. Запропонована модель може бути використана для подальшого синтезу систем автоматичного керування та оптимізації технологічного процесу. Практичне значення роботи полягає у можливості застосування розробленої моделі для підвищення ефективності керування ректифікаційними колонами, зниження енерговитрат і покращення показників якості кінцевої продукції на нафтопереробних підприємствах.
ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНІ ТЕХНОЛОГІЇ ПІДВИЩЕННЯ ТОЧНОСТІ ВІБРАЦІЙНОЇ ДІАГНОСТИКИ ПІДШИПНИКОВИХ ВУЗЛІВ РУХОМОГО СКЛАДУ
У статті розглянуто питання підвищення точності вібраційної діагностики підшипникових вузлів рухомого складу на основі удосконалення інформаційно-вимірювальних технологій формування та обробки вимірювальних сигналів. Обґрунтовано актуальність зменшення вимірювальної невизначеності під час оцінювання технічного стану підшипників кочення, що працюють в умовах змінних навантажень та експлуатаційних впливів. Проведено аналіз чинників, які формують структуру діагностичного сигналу та визначають рівень абсолютної і відносної похибок вимірювання, зокрема вплив параметрів вібродатчиків, способів їх кріплення, смуги пропускання, частоти дискретизації та алгоритмів спектральної обробки. Розроблено математичну модель формування вимірювального сигналу, що враховує адитивні та мультиплікативні складові похибки, а також перетворювальні властивості вимірювального каналу. На підставі отриманих аналітичних залежностей визначено умови мінімізації відносної похибки оцінювання інформативних діагностичних параметрів. Запропоновано підхід до підвищення достовірності діагностичних висновків шляхом оптимізації параметрів вимірювального каналу та алгоритмів цифрової обробки. Експериментальні дослідження виконано в умовах вагоноремонтного підприємства на спеціалізованому стендовому обладнанні, що дозволило поєднати результати контрольованих випробувань із реальними режимами експлуатації рухомого складу. Отримані результати підтвердили можливість зниження відносної похибки визначення технічного стану підшипникових вузлів та підвищення інформативності діагностичних ознак. Практичне значення роботи полягає у можливості застосування запропонованих інформаційно-вимірювальних рішень у системах технічної діагностики та моніторингу рухомого складу.
ПОРТАТИВНИЙ ПРИЛАД ПАСИВНОГО РАДІОЧАСТОТНОГО ДЕТЕК-ТУВАННЯ ВІДЕОСИГНАЛУ
У статті представлено результати розробки портативного приладу пасивного радіочастотного детектування відеосигналу. Актуальність дослідження обумовлена зростаючою потребою у створенні доступних, портативних, енергоефективних та надійних засобів контролю й моніторингу радіочастотного середовища. Метою роботи є розробка портативного детектора, здатного сканувати частотний діапазон та ідентифікувати наявність джерел передачі відеосигналу на основі недорогих, але функціональних компонентів. В основу пристрою покладено пасивний аналіз радіочастотного спектра в діапазоні 5,8 ГГц для фіксації активності відеопередавачів. Система побудована на основі широкосмугового приймача (модуль RX5808) у поєднанні з мікроконтролером STM32 та дисплеєм. Було реалізовано алгоритм виявлення несучої частоти та обчислення сили сигналу, що забезпечує оперативне реагування на появу джерела відеосигналу у зоні дії пристрою. Ключовим етапом стала розробка та реалізація алгоритму обробки аналогового рівня сили прийнятого сигналу. Розроблений алгоритм передбачає автоматичне сканування 48 каналів у діапазоні 5,6–5,95 ГГц та вимірювання сили прийнятого сигналу. Аналоговий сигнал оцифровується за допомогою 12-бітного АЦП мікроконтролера. Оптимізація системи живлення елементами TP4056 та MT3608 забезпечує автономну роботу пристрою протягом 12 годин. Представлено повний цикл розробки: обґрунтування обраного технічного рішення, розробка структурної, функціональної та принципової електричної схем, програмного забезпечення приладу, а також проєктування друкованої плати в середовищі EasyEDA. Досягнуті показники, включаючи час реакції на виявлення сигналу до 10 секунд, демонструють високу практичну ефективність розробки в умовах реального застосування
АНАЛІЗ ВПЛИВУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ НА ПРОЦЕС СУШІННЯ УТФЕЛЮ
У статті представлено комплексне теоретико-прикладне дослідження процесу сушіння утфелю — побічного продукту переробки цукрових буряків, який характеризується високим вмістом вологи та складною мікроструктурою. Процес сушіння розглянуто як багатофакторну теплофізичну систему, у якій одночасно відбуваються процеси теплопередачі, масообміну та внутрішньої дифузії вологи в матеріалі. Для опису процесу сушіння розроблено математичну модель тепломасообміну, що базується на рівняннях теплового балансу та кінетики зміни вологості матеріалу в часі. Модель дозволяє оцінювати температурні поля в сушильній камері, прогнозувати швидкість випаровування вологи та визначати оптимальні режими роботи установки. На основі отриманих залежностей побудовано графічні характеристики зміни температури та вологості утфелю в процесі сушіння, а також визначено залежність швидкості переміщення сировини від кута нахилу барабана. Проведене моделювання дало змогу встановити області найбільш ефективного теплового режиму, за яких досягається мінімізація енергетичних витрат при забезпеченні необхідної кінцевої вологості продукту. Запропоновано підхід до інтелектуального керування сушаркою на основі безперервного контролю вологості утфелю та адаптивного регулювання теплового потоку. Розроблений алгоритм автоматичного керування враховує зміну фізико-механічних та мікроструктурних характеристик матеріалу під час сушіння, що дозволяє підвищити точність підтримання технологічних режимів і зменшити перевитрати енергії. Практичне значення отриманих результатів полягає у можливості використання запропонованих математичних моделей та алгоритмів керування для модернізації існуючих сушильних установок і розробки нових енергоефективних систем сушіння.
ІНТЕГРАЦІЯ ГІБРИДНИХ ФОТОЕЛЕКТРИЧНИХ СИСТЕМ У ГАЗОВИДОБУВНІЙ ПРОМИСЛОВОСТІ ТА ОЦІНЮВАННЯ ЇХ ВПЛИВУ НА ЯКІСТЬ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ
У статті досліджено особливості інтеграції фотоелектричних систем (ФЕС) у енергетичну інфраструктуру об’єктів газовидобувної галузі з урахуванням впливу на показники якості електроенергії. Актуальність роботи зумовлена необхідністю підвищення енергоефективності, надійності електропостачання та зниження залежності від централізованих джерел енергії в умовах зростання частки відновлюваних джерел енергії (ВДЕ). Встановлено, що сучасний етап розвитку ФЕС у промисловості характеризується переходом від локального використання до впровадження гібридних енергетичних систем, які функціонують в автономних або слабко пов’язаних із мережею режимах. Особливу увагу приділено аналізу параметрів якості електроенергії, зокрема гармонічних спотворень, відхилень напруги та частоти, а також впливу нелінійного і реактивного навантаження, характерного для технологічного обладнання газовидобувних об’єктів. Обґрунтовано, що ігнорування зазначених факторів призводить до зниження стійкості режимів роботи електричних мереж, зростання втрат електроенергії та підвищення ризику відмов обладнання. Встановлено, що мобільні та стаціонарні ФЕС, які застосовуються у польових умовах, характеризуються підвищеними вимогами до контролю коефіцієнта потужності та гармонічного складу струмів і напруг. На основі аналізу кліматичних умов України визначено потенціал використання сонячної енергії в регіонах газовидобутку, зокрема Харківській та Полтавській областях, де рівень глобальної горизонтальної інсоляції становить у середньому 1200–1300 кВт·год/м² на рік. Показано, що навіть відносно невеликі за потужністю ФЕС здатні забезпечити значну частку енергоспоживання окремих виробничих об’єктів. Практичне значення роботи полягає у формуванні комплексного підходу до інтеграції ФЕС, який передбачає поєднання техніко-економічного аналізу, оптимізації режимів роботи та обов’язкової метрологічної оцінки якості електроенергії. Запропонований підхід дозволяє підвищити надійність функціонування енергосистем, мінімізувати негативний вплив ВДЕ на параметри мережі та забезпечити ефективне використання відновлюваних джерел енергії в умовах промислової експлуатації.
АВТОМАТИЗАЦІЯ ПРОЦЕСУ ВИРОБНИЦТВА СИЛІКОНОВИХ ІЗОЛЯТОРІВ
У даній роботі проведено дослідження та вдосконалення технологічного процесу виробництва силіконових ізоляторів з метою підвищення якості готової продукції шляхом точного контролю часу витримки, температурних режимів та витрати силіконового напівфабрикату. Актуальність роботи обумовлена необхідністю зниження кількості виробничого браку та підвищення ефективності функціонування технологічного обладнання при виготовленні високовольтних ізоляторів. Основна увага приділена процесу затвердіння силіконового напівфабрикату у нагрівальних формах, закріплених на стержнях, а також процесу дозованої подачі силікону у форми. Саме ці етапи мають вирішальний вплив на фізико-механічні характеристики готових виробів, їхню надійність та відповідність технічним вимогам. Недостатній контроль температури або неточність у подачі матеріалу можуть призводити до дефектів продукції, перевитрати сировини та зниження продуктивності виробництва. Об’єктом дослідження є технологічний процес затвердіння силіконового напівфабрикату у нагрівальних формах та процес подачі силікону у форми. Предметом дослідження виступають методи автоматизованого керування температурними режимами нагрівальних форм і подачею силіконового напівфабрикату. Дослідження проводилися на підприємстві ТОВ «Високовольтний союз – РЗВА», яке є одним із провідних виробників високовольтної апаратури в Україні та має багаторічний досвід у сфері електротехнічного виробництва. У ході виконання роботи проведено аналіз існуючого технологічного процесу, визначено фактори, що впливають на якість затвердіння силікону, та досліджено залежність температури нагрівальних форм від температури навколишнього середовища й часу роботи обладнання. Встановлено оптимальні та нормативні значення подачі силіконового напівфабрикату, що забезпечують стабільність виробничого процесу та мінімізацію браку.
ОПТИМАЛЬНІ П/ПІ-РЕГУЛЯТОРИ ДЛЯ ОДНОКОНТУРНОЇ СИСТЕМИ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ
На теперішній час для автоматичного керування технологічними процесами в нафтогазовій промисловості широко застосовують промислові ПІ/ПІД-регулятори. Основною проблемою проєктування систем автоматичного керування з ПІ/ПІД-регуляторами є визначення параметрів налаштування таких регуляторів, виходячи із умови стійкості і забезпечення необхідних показників якості процесу керування. Інший підхід до синтезу П/ПІ-регуляторів ґрунтується на використанні принципу максимуму з квадратичним критерієм якості процесу керування. Така задача успішно вирішується для багатовимірних систем, які мають однакову кількість входів і виходів та об’єкт має властивість спостережливості. За таких умов отриманий алгоритм оптимального керування є функцією змінних стану об’єкта. При проєктуванні одновимірних систем за принципом максимуму безпосередньо вимірюється тільки одна координата об’єкта (вихідна величина). Оскільки для синтезу оптимального П/ПІ-регулятора за принципом максимуму необхідно мати таку кількість ординат об’єкта (змінних стану), яка визначена порядком передавальної функції керованого об’єкта, то актуальною науковою задачею є визначення нових підходів до проєктування оптимальних П/ПІ-регуляторів для одновимірних систем зі змінними стану об’єкта.
СИНТЕЗ АДАПТИВНОЇ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ КОЛОНОЮ СИНТЕЗУ МЕТАНОЛУ НА ОСНОВІ МОДЕЛІ ЕТАЛОННОГО ВІДГУКУ
Об’єктом дослідження в роботі адаптивна система керування колоною синтезу метилового спирту. Метою роботи є розроблення та дослідження системи керування колоною, досягнення якої дасть змогу забезпечити якість регулювання в умовах параметричної невизначеності, підвищити стабільність виробничого процесу та якість кінцевого продукту. Синтез адаптивної системи керування колоною синтезу виконано на основі моделі еталонного відгуку (MRAC). Математична модель об'єкта отримана методом ідентифікації «чорного ящика» в середовищі MATLAB System Identification Toolbox; отримана передатна функція першого порядку описує канал «витрата живильного газу – мольна частка метанолу». Адаптивний регулятор реалізований на базі ПІ-закону керування з оновленням параметрів за законом Ляпунова, що гарантує стійкість замкненої системи. З метою оцінювання якості роботи синтезованої системи керування проведено імітаційне моделювання трьох сценаріїв: номінальний режим, стрибкова зміна коефіцієнта підсилення об'єкта (+60%) та ступінчасте вхідне збурення. Імітаційний експеримент проводився протягом 8000 с з кроком 2 с зі ступінчастою зміною сигналу завдання 1,0; 1,8; 1,3; 2,0. За результатами експерименту оцінювалася зміна виходу об'єкта, похибка адаптації, величина адаптації основних параметрів та відхилення від завдання. Показано, що в номінальному режимі за умов збурень MRAC знижує інтегральну абсолютну похибку IAE на 45% і 35% відповідно порівняно з класичним ПІ-регулятором з фіксованими параметрами. У випадку різкої зміни параметрів (стрибкоподібна зміна коефіцієнта підсилення об'єкта на 60%) класичний ПІ показав незначно кращий результат (+14% IAE), що пояснюється кінцевим часом перебудови адаптаційного контуру. Отримані результати підтверджують доцільність застосування MRAC для керування технологічними процесами з параметричною невизначеністю.
МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ АДАПТИВНОЇ СЕГМЕНТАЦІЇ КОРИСТУВАЧІВ В АВТОМАТИЗОВАНИХ СИСТЕМАХ УПРАВЛІННЯ МАРКЕТИНГОВИМИ КАМПАНІЯМИ
У статті розроблено математичну модель адаптивної сегментації користувачів для автоматизованих систем управління маркетинговими кампаніями, орієнтованих на роботу в умовах динамічного інформаційного середовища та безперервного надходження даних. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю підвищення ефективності маркетингових рішень шляхом оперативного врахування змін у поведінці споживачів та автоматизованого формування релевантних цільових аудиторій. Запропоновано модифікований алгоритм кластеризації, який враховує часову динаміку поведінкових характеристик користувачів та забезпечує автоматичне оновлення сегментів у режимі реального часу без необхідності повної перебудови кластерної структури. Формалізовано багатовимірний простір ознак користувачів, що включає демографічні поведінкові та транзакційні параметри. Для забезпечення коректної обробки різнорідних даних запропоновано процедури нормалізації та масштабування ознак, які дозволяють підвищити стійкість алгоритму до неоднорідності вхідної інформації. У роботі визначено критерії оцінювання якості сегментації на основі індексу Silhouette та модифікованого індексу Девіса–Болдіна, що забезпечують комплексний аналіз внутрішньої однорідності кластерів та рівня їх відокремленості. Розроблено механізм адаптації сегментів із використанням ковзного вікна та адаптивного коефіцієнта згладжування, який дозволяє ефективно відстежувати дрейф даних, своєчасно реагувати на зміни поведінки користувачів та підтримувати актуальність сформованих сегментів у довготривалій перспективі. Проведено порівняльний аналіз запропонованого підходу з поширеними методами кластеризації, зокрема K-Means, DBSCAN та Gaussian Mixture Models. Отримані результати свідчать про переваги розробленого алгоритму за показниками точності сегментації, стабільності кластерної структури та обчислювальної ефективності при роботі з великими потоками маркетингових даних.
МІКРОПРОЦЕСОРНИЙ ПРИСТРІЙ ВИМІРЮВАННЯ ТА ОБРОБКИ СИГНАЛІВ ФАЗОІМПУЛЬСНОГО ФЕРОЗОНДУ
У статті розглянуто розроблення та дослідження мікропроцесорного пристрою обробки сигналів фазоімпульсного ферозонду, призначеного для вимірювання слабких та середніх магнітних полів у задачах інформаційно-вимірювальних технологій і неруйнівного контролю. Основою роботи пристрою є фазоімпульсний принцип перетворення, що полягає у вимірюванні часової різниці між моментами насичення феромагнітного сердечника при протилежних напрямках збуджувального магнітного поля. Такий підхід забезпечує зниження впливу амплітудних нестабільностей збуджувального сигналу та підвищення завадостійкості вимірювального каналу. Описано структуру ферозонду, електронну схему та алгоритм роботи мікропроцесорного блока, реалізованого на основі мікроконтролера ATmega32. Мікропроцесорний пристрій забезпечує формування збуджувального сигналу, вимірювання часових інтервалів фазоімпульсного сигналу, цифрову обробку результатів, усереднення вимірювань та індикацію результатів у реальному часі. Застосування цифрової обробки сигналів дозволило підвищити метрологічну стабільність системи та спростити процедуру калібрування. Наведено результати експериментальних досліджень, які підтверджують лінійну залежність інформаційного параметра від напруженості зовнішнього магнітного поля в робочому діапазоні вимірювань. Встановлено оптимальні режими роботи ферозонду за частотою та струмом збудження, що забезпечують максимальну чутливість і стабільність вимірювань. Показано, що запропонований мікропроцесорний пристрій може бути використаний як самостійний вимірювальний модуль або як складова частина комп’ютеризованих систем контролю магнітних полів і магнітних властивостей матеріалів.
ЗМЕНШЕННЯ ЧИСЛОВИХ МАСИВІВ У РОЗРАХУНКАХ ЗАДАЧ МАГНІТОМЕТРІЇ
У статті розглянуто проблему зменшення обсягу числових масивів при розрахунках магнітних полів у магнітометрії, пов’язаних з обробкою великих експериментальних даних і значними обчислювальними ресурсами. Актуальність дослідження обумовлена необхідністю підвищення ефективності математичного моделювання та інтерпретації магнітних аномалій для пошуку і локалізації феромагнітних об’єктів природного або техногенного походження. Метою роботи є розробка підходу, що зменшує обсяг обчислювальних масивів шляхом переходу від просторового опису поля точкового джерела до його еквівалентного представлення у площині вимірювальної сітки. Проаналізовано існуючі методи апроксимації магнітного поля - дипольний, мультипольний та сферичний гармонічний аналіз - та показано, що вони потребують обробки великих масивів даних. Запропоновано модель, у якій магнітне поле локального об’єкта з власним магнітним моментом апроксимується полем точкового диполя на відстанях, більших за характерні розміри об’єкта. На основі аналітичного опису потенціалу та його похідних встановлено зв’язок між тривимірним розподілом поля та його проекціями у площині вимірювань. Використання еквівалентного розподілу вторинних джерел у вузлах сітки дозволяє зменшити розмірність задачі, скоротити кількість розрахункових параметрів та знизити вимоги до пам’яті. Результати демонструють прискорення обчислень і підвищення ефективності обробки магнітометричних даних. Підхід може застосовуватися у геофізичній розвідці, пошуку підводних або підземних феромагнітних об’єктів та автоматизованому аналізі магнітних вимірювань. Подальші дослідження доцільно спрямувати на розвиток методу для складніших конфігурацій джерел та інтеграцію з сучасними чисельними алгоритмами.
МЕТОДИКА ОЦІНЮВАННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ ТА ГІБРИДНИХ АВТОМОБІЛЕЙ
У роботі розглянуто основні джерела електромагнітного випромінювання низькочастотного та середньочастотного спектрів, серед яких особливу увагу приділено силовим кабелям високої напруги, тяговим інверторам, електродвигунам, перетворювачам постійного струму, зарядним модулям, а також елементам інформаційно-розважальних систем та бездротових інтерфейсів зв’язку. Проаналізовано особливості формування електромагнітних полів у різних режимах експлуатації автомобіля, включаючи запуск електроприводу, інтенсивне прискорення, рівномірний рух, рекуперативне гальмування та заряджання акумуляторної батареї. Встановлено, що найбільші значення магнітної індукції спостерігаються під час режимів із високими струмовими навантаженнями, насамперед у моменти швидкого розгону транспортного засобу. На основі аналізу експериментальних вимірювань та результатів комп’ютерного моделювання методом скінченних елементів (Finite Element Method, FEM) визначено просторовий розподіл магнітного поля в салоні автомобіля та поблизу силових вузлів. Показано, що за певних умов рівень магнітної індукції може досягати пікових значень до 35 мГс (3,5 мкТл), що потребує врахування при проєктуванні транспортних систем нового покоління. У роботі здійснено порівняльний аналіз чинних вітчизняних та міжнародних нормативних документів, які регламентують допустимі рівні електромагнітного випромінювання для людини, зокрема СанПіН, рекомендацій ICNIRP та стандартів EN IEC 62764–1. Визначено відмінності у підходах до оцінювання електромагнітної безпеки, методів вимірювання та гранично допустимих рівнів впливу. Окрему увагу приділено питанням впливу тривалого перебування людини в умовах дії слабких низькочастотних магнітних полів, що є характерними для електромобілів та гібридного транспорту. Запропоновано комплекс інженерних рішень для зниження рівня електромагнітного випромінювання та підвищення електромагнітної сумісності транспортних систем.
ЗАСТОСУВАННЯ ДИСКРЕТНОГО ПЕРЕТВОРЕННЯ ГІЛЬБЕРТА ДЛЯ ОЦІНЮВАННЯ МЕРЕХТІННЯ НАПРУГИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ
Мерехтіння напруги електропостачання є важливою характеристикою якості електроенергії в електромережах загальної призначеності. Їх поява зумовлене порушеннями в роботі електростанцій, експлуатацією енергетичного обладнання з великим циклічно змінним навантаженням, аваріями на лініях електропередачі тощо. Внаслідок цього виникають короткочасні або періодичні коливання напруги, що негативно впливають на функціонування електромережі, сучасних електронних і автоматизованих систем, включаючи засоби керування, зв’язку та вимірювальної техніки. Зокрема, вони призводять до зростання втрат електроенергії, нерівномірного розподілу навантаження між елементами енергосистеми, перегріву, скорочення терміну служби електрообладнання та зниження загальної надійності енергосистеми. Метою статті є аналіз можливостей застосування дискретного перетворення Гільберта (ДПГ) для оцінювання деяких параметрів мерехтіння напруги електропостачання, зокрема глибини модуляції мерехтіння, частоти мерехтіння, тривалості, а також короткострокових і довгострокових індексів мерехтіння. Для досягнення цієї мети розроблено метод оцінювання параметрів мерехтіння напруги електромережі, що полягає у застосуванні ДПГ для отримання обвідної сигналу напруги. Застосування ДПГ дає змогу точно визначити моменти початку та закінчення мерехтіння напруги, а також виявити ділянки сигналу, де відбувається мерехтіння напруги. На кожній з цих ділянок проводиться оцінювання діапазону глибини модуляції та частоти мерехтіння, які є важливими параметрами для кількісного оцінювання мерехтіння напруги електропостачання. Ефективність запропонованого методу підтверджена модельними дослідженнями, в яких абсолютні похибки оцінювання розмаху глибини модуляції, частоти та тривалості мерехтіння не перевищували 5 мВ, 5 мГц та 4 мс відповідно.
ЕКОЛОГІЧНІ СТАНДАРТИ ЄС STAGE V: СТРУКТУРА, ТЕХНІЧНІ ВИМОГИ ТА ГЛОБАЛЬНІ НАСЛІДКИ
У статті представлено аналіз екологічного стандарту Європейського Союзу Stage V для двигунів позашляхової мобільної техніки (Non-Road Mobile Machinery, NRMM), який став новим етапом розвитку системи екологічного регулювання промислових і транспортних викидів. У роботі розглянуто передумови запровадження стандарту Stage V, особливості його нормативної структури та відмінності від попередніх екологічних стандартів Stage IIIA, Stage IIIB і Stage IV. На відміну від попередніх стандартів, Stage V не лише суттєво знижує допустимі рівні викидів оксидів азоту та твердих частинок, а й уперше вводить нормування кількості твердих частинок (PN), що потребує використання сучасних систем очищення вихлопних газів та модернізації двигунів внутрішнього згоряння. У роботі проаналізовано структуру стандарту Stage V, його основні технічні вимоги та механізми реалізації. Розглянуто вплив стандарту на розвиток машинобудування, впровадження систем селективного каталітичного відновлення (SCR), дизельних сажових фільтрів (DPF) та електронних систем керування двигунами. Визначено, що впровадження Stage V стимулює підвищення паливної ефективності техніки, зниження екологічного навантаження та розвиток інтелектуальних систем моніторингу викидів. Особливу увагу приділено впливу стандарту на трансформацію енергетичних і виробничих стратегій у промисловості. Обґрунтовано, що Stage V виконує не лише регуляторну, а й інноваційну функцію, стимулюючи перехід до гібридних та електрифікованих силових установок, а також інтеграцію сучасних цифрових технологій у системи керування технікою. Отримані результати можуть бути використані при розробленні екологічних стратегій модернізації техніки, удосконаленні систем очищення вихлопних газів, адаптації виробничих процесів до сучасних міжнародних вимог та формуванні напрямів подальших наукових досліджень у сфері екологічно безпечних енергетичних систем.
ВИМІРЮВАННЯ ПОВЕРХНЕВОГО НАТЯГУ РІДИН МЕТОДОМ ГАЗОВОГО СТРУМЕНЯ
Об’єктом дослідження є фізико-хімічний процес впливу вільного газового струменя на параметри меніска поверхні рідини в залежності від значення поверхневого натягу рідини. Наведено огляд ряду існуючих методів і засобів визначення поверхневого натягу рідини та встановлено їх недоліки при застосуванні у виробничих умовах. Показано зв’язок геометричних параметрів меніска поверхні рідини з поверхневим натягом. Запропоновано метод вільного газового струменя на поверхню рідини для утвореного меніска. Визначено залежності для величини швидкості газового потоку у різних точках вільного газового струменя, який виходить із циліндричного сопла, що дозволяє визначати розподіл динамічного тиску в точках поверхні утвореного меніска. Встановлені таким чином значення тиску застосовуються для розрахунку кривизни поверхні меніска в цій точці, застосовуючи відомі методи розрахунку капілярних поверхонь, а, значить, для визначення поверхневого натягу. Враховуючи, що розраховані теоретично профілі висячої краплі чи витягнутого пухирця є ідентичними, і відрізняються розташуванням омбілічної точки, встановлено умови, при яких можна застосовувати методику визначення поверхневого натягу рідини при дії вільного газового струменя аналогічно, як для висячої краплі. Для експериментального дослідження профілю меніска розроблено структурну схему пристрою для визначення поверхневого натягу за методом вільного газового струменя, на основі якої виготовлено діючий експериментальний макет. Під дією тиску газового струменя на поверхні рідини створюється меніск, форму якого спостерігають за допомогою цифрового мікроскопа. Інформація з цифрового мікроскопа поступає на персональний комп’ютер, який буде обробляти цю інформацію за розробленим алгоритмом. Отримані результати перших експериментальних досліджень підтверджують припущення про використання пропонованого методу для визначення поверхневого натягу рідини. Отримані результати показують очевидну залежність геометричних параметрів меніска рідин під дією повітряного струменя від величини поверхневого натягу рідин
ПРОГРАМНЕ ТА АЛГОРИТМІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНОЇ СИСТЕМИ НЕРУЙНІВНОГО КОНТРОЛЮ РЕЧОВИННОГО СКЛАДУ ЗАЛІЗОРУДНОЇ СИРОВИНИ ДЛЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОГО ПОДРІБНЕННЯ
У статті вирішується актуальне науково-практичне завдання підвищення ефективності переробки залізорудної сировини в умовах об'єктивного виснаження ресурсної бази та значної стохастичності хіміко-мінералогічних властивостей руд шляхом створення спеціалізованої інформаційно-вимірювальної системи для оперативного неруйнівного контролю. Продемонстровано, що існуючі підходи не здатні повною мірою забезпечити необхідну точність вимірювань. Натомість обґрунтовано доцільність комплексного застосування ядерно-фізичного та магнітометричного методів для контролю речовинного складу руд. Такий підхід нівелює недоліки окремих методів та дозволяє з високою достовірністю визначати масові частки магнітного та загального заліза, а також масу мінеральної сировини безпосередньо на конвеєрній стрічці в режимі безперервного потоку. Запропоновано архітектуру апаратно-програмного комплексу, яка забезпечує збір сигналів від первинних перетворювачів, їх обробку та алгоритмічну конвертацію на основі визначених калібрувальних співвідношень. Приділено увагу питанням забезпечення надійності, що передбачає захищену передачу опрацьованих результатів вимірювань до обчислювальної мережі підприємства. Впровадження розробленої інформаційно-вимірювальної системи оперативного неруйнівного контролю формує інформаційне підґрунтя для автоматизації керування технологічним процесом переробки залізорудної сировини. Безперервний моніторинг динаміки речовинного складу руди дозволяє своєчасно коригувати роботу засобів живлення подрібнювальних агрегатів залежно від поточних властивостей вихідної сировини. Це дозволяє запобігати переподрібненню матеріалу, оптимізує енерговитрати, мінімізує втрати корисного компонента та сприяє зниженню загальної собівартості готового концентрату.