2024
Постійне посилання на фонд
Переглянути
Перегляд 2024 за Назва
Зараз показуємо 1 - 20 з 27
Результатів на сторінці
Налаштування сортування
Документ Відкритий доступ Analysis of the structure of interference coatings for the optimization of the parameters of narrowband optical filters(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Voronko, Andriy; Novikov, Denys; Verbitskiy, Dmytro; Voloshyn, Oleksandr; Belkevych, OleksiiTo monitor the parameters of semiconductor layers deposited from solid solutions of A3B5 compounds during the epitaxy, optical control methods are used. The choice of optical monitoring methods is determined by the reactor design, which requires non-contact, fast, and precise measuring of wafer surface parameters. During the growth of epitaxial layers, the deposition of semiconductor compounds causes changes in the optical parameters of the wafer surface. To ensure precise measurements, it is essential to monitor these parameters within a narrow spectral range. In electro-optical monitoring systems, narrowband interference filters are used to select the desired spectrum. However, this type of filters is sensitive to several factors, such as environmental conditions, aging of the coating, and the angle of incidence. As a result, the manufacturing of narrowband optical filters with stable and precisely controlled optical characteristics presents a complex challenge. This article analyzes the impact of various factors on the optical characteristics of interference coatings. Quantitative analysis of these shows that shift of the selected spectral band with central wavelength λmax can approach or even exceed the full width at half maximum (FWHM). These changes in the optical characteristics of narrowband filters lead to a decrease in the accuracy required for optical monitoring during epitaxial processes, which leads to inaccuracies in measurements. The results of this analysis will guide the optimization of thin-film structures used in narrowband optical filters. The study of the shift in the selected band also enables, within certain limits, controlled changes to λmax or the compensation of its shift its shift during regular factor variations. Ultimately, it enables to take these changes into account when designing electro-optical systems for monitoring the epitaxial growth of semiconductor heterostructures, which increases the accuracy and stability of optical measurements in the required accuracy range.Документ Відкритий доступ Comparison of 3d printed parts’quality using printers with “CoreXY” and “DELTA” kinematics(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Zhuk, Y.; Klotchko, T.Additive manufacturing, or 3D printing, describes technologies that manufacture parts by depositing thin layers of molten material on top of each other and creating the final part layer by layer. Each layer is built on the basis of geometry designed in CAD systems. Additive manufacturing technology opens up new design approaches: "design manufacturing" versus the traditional "design for manufacturing" approach. Geometric freedom allows you to design products as they are visualized, without manufacturing restrictions. Recently, 3D printers with Delta-type kinematics have gained popularity, which is an alternative to standard, cartesian 3D printers. These models use a more complex control system due to differences in the generation of print paths, but may have some advantages over a cartesian configuration. In order to expand the knowledge of additive manufacturing, a comparative study was conducted with cartesian and Delta printers to evaluate the printing performance of the test part. This article examines 3D printers with CoreXY and Delta kinematics, compares their characteristics, and identifies key differences in printing processes. As an example, for quality comparison, arbitrary parts printed in batches of three units from the same material with the same settings inside the slicer program were considered. Parts from both 3D printers were scanned using a LIDAR scanner, and the resulting scan models were transferred to a CAD environment for comparison. The results of the comparison were obtained by the shape and quality of the surface, the production time of one part and batch of parts, mass and dimensional characteristics. Looking at the results, it can be seen that the parts printed by the 3D printer with Delta kinematics have a better surface quality without post-processing, while the parts printed by the 3D printer with kinematics CoreXY correspond as closely as possible to the dimensions specified in the CAD model.Документ Відкритий доступ Operating features of natural gas flow measurement systems(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Drachuk, O.; Pysarets, A.Energy resources accounting is a component of their rational consumption. The outdated equipment use that does not meet the requirements for measurement accuracy is one of the main issues in natural gas metering. Therefore, the issues of creating high-precision gas metering systems remain relevant. Gas metering units are used at various sites, from boiler houses to gas distribution stations and points that have different requirements for metrological performances and characterized by different operating conditions. To improve the gas metering quality, it is necessary to control its physical and chemical parameters, such as pressure, temperature, density, gas composition, etc. Therefore, the creation of systems for measuring the flow and quantity of natural gas requires an integrated approach that includes recording, processing and monitoring all necessary parameters using data transmission technologies. The automated collection lack and information conversion from the measuring system components makes it impossible to remotely monitor its state. The aim of the work is a comparative analysis of existing systems for measuring the flow and quantity of natural gas, as well as the requirements’ formulation for an automated system for measuring its parameters. The functioning features of existing systems, their structure and technical performances are discussed in the article. An analysis of current approaches to energy carrier accounting has been conducted. Particular attention is paid to the requirements for algorithms for processing and converting information received from automated systems for measuring natural gas flow rate, in addition to bringing the gas volume to base conditions and calculating the consumed energy quantity. General requirements for such systems, which contribute to increasing the accuracy and reliability of measurements, are formulated. The prospects for further work are to improve an algorithm for the interaction between the measurement system components.Документ Відкритий доступ Optimization methods for parameter identification model of test electroretinosignal to assess neurotoxicity risks(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Tymkiv, Pavlo; Tkachuk, Roman; Yanenko, OleksiyIntroduction. The development of advanced optimization methods plays a crucial role in the enhancement of diagnostic tools in the biomedical field, particularly in the analysis of complex physiological signals. Electroretinography (ERG) is a widely used diagnostic technique that records electrical responses generated by the retina in response to light stimuli, providing valuable insights into the functional health of retinal cells. ERG is instrumental in diagnosing conditions such as retinitis pigmentosa, diabetic retinopathy, and neurotoxicity. However, the analysis of low-intensity electroretinograms (ERG) presents numerous challenges, particularly due to noise and signal distortion, which complicate accurate signal interpretation. Main purpose of this study.This paper is dedicated to developing an expert system for real-time analysis of electroretinographic signals (ERS), focusing on optimizing the parameters of a mathematical model for ERS analysis in conditions where noise and other distortions are present. The primary aim is to improve the accuracy and efficiency of ERG data processing, enabling early detection of neurotoxicity and other retinal conditions. To achieve this, we applied advanced optimization techniques, such as the Nelder-Mead method, known for its effectiveness in handling non-smooth, noisy functions. Conclusions. 1. The application of the Nelder-Mead algorithm for optimizing the complex and noisy ERS model significantly improved the performance of ERG data analysis. The algorithm's adaptability to varying optimization conditions allowed for more accurate model parameter determination, particularly in the context of real-time neurotoxicity detection. Reduction in Processing Time: The time complexity analysis revealed that the Nelder-Mead method reduced the time required to compute the model coefficients by approximately 15%. This improvement was achieved while maintaining the necessary precision for reproducing the test electroretinosignal, making it suitable for real-time applications. Computational Efficiency: One of the key findings of this study is that the use of the Nelder-Mead algorithm reduced the computational load by up to 30%. This makes the method feasible for use in expert systems designed for real-time ERS analysis, allowing for the monitoring of functional changes in the retina during the early stages of neurotoxicity detection.Документ Відкритий доступ Phantom chains tontor of bionic object's movements of automated systems. Part 1(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Skytsiouk, Volodymyr; Klotchko, TatianaПредставлені результати роботи дають змогу зрозуміти, як можна формувати фантомні діаграми життєвого циклу абстрактних об’єктів на основі умов їх існування. Таким чином, істотною особливістю дії цих об’єктів є можливість їх застосування в автоматизованих системах, що є важливим аспектом розвитку технічних біонічних засобів і систем. Проблема використання фантома для моделювання дій, переміщень об’єктів у просторі, особливості отриманих результатів досить широко використовується в різних галузях наукових досліджень і розглядається Проте залишаються завдання, пов'язані з розумінням того, як відбуваються основні дії роботизованих робочих органів автоматизованих систем. Таким чином, стає можливим створення формалізованих моделей процесів виконання дій експериментальних об’єктів у медицині, промисловості, астрономії на основі фантомних складових ланцюгових і ступінчастих геометричних елементів. Таким чином, подібні біонічні об’єкти можна представити в медичних автоматизованих системах, що відноситься до проектування біонічних протезів, екзоскелетних систем, а також систем наукового дослідження біомеханічних властивостей об’єктів. Паралельно аналізуємо особливості рухових рухів, для чого створюємо та аналізуємо фантомні моделі кроків TONTOR та їх поєднання у фантомні ланцюжки. Перспективами подальших досліджень, які будуть представлені в наступній частині роботи, є створення аналітичних моделей фантомних особливостей існування різноманітних біонічних технічних засобів з огляду на їх зв’язок між об’ємом абстрактного об’єкта та фантомом. Подібні аналітичні підходи дають змогу визначити фантомно-матричну модель життєвого циклу біонічного абстрактного об’єкта в автоматизованих системах.Документ Відкритий доступ Phantom chains tontor of bionic object’s movements of automated systems. Part 2(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Skytsiouk, Volodymyr; Klotchko, TatianaIn our previous author’s works such properties of the phantom step as its length and curvature relative to the imaginary plane were considered. All these parameters were considered within clearly defined coordinates associated with the beginning and end of the step. Analytical and graphical models were obtained in this work, which are based on mathematical approaches to determining the spatiotemporal characteristics of the movement of objects taking into account the characteristics of phantom chains of bionic systems. Therefore, the application of the obtained models provides prospects for obtaining precise parameters of the movement of the final real technological object in the working space when performing complex kinematics of movements. At the same time, the dependences of the relationship between the volumes of technological abstract and their formed phantoms were investigated, which provide the opportunity to describe positive and negative technologies that are currently promising in modern production and the realities of the application of bionic automated equipment for various purposes. The results of our research can be used as a basis for obtaining new analytical models that determine the motion characteristics of dynamic abstract objects depending on the scope of application. This has the ultimate goal of being able to determine different types of motion of bionic objects, which is associated with automated systems in industry, medicine, implementation of technological processes, and scientific research. The prospects for further scientific research on this problem regarding the development of bionic automated systems, devices and objects are to continue the creation of analytical models of these objects with a view to their application in various areas and at different stages of the life cycle of technological objects, which improves production processes, as well as complex bionic systems for medical purposes.Документ Відкритий доступ Program procedures for training a recognition system for the differential diagnosis of patients based on heterogeneous symptom complexes(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Shulyak, O. P.; Druzhynin, V. V.Розглядається система розпізнавання машинного навчання для диференціальної діагностики пацієнтів на основі гетерогенних комплексів нефрологічних параметрів, перехідна від інструментальних засобів обстеження. Під час навчання використовується емпірична статистика клінічних випадків у базі даних із надійними діагнозами. Мета полягає в тому, щоб розширити можливості вилучення інформації з аналогічних баз даних для навчання процедурам розпізнавання шляхом збагачення цього інструментарію новими функціями, що містять характерні аспекти витягнутої інформації. Об’єктом дослідження є математичний та програмний інструментарій для навчання процедур розпізнавання диференціальної діагностики пацієнтів на основі статистики достовірно діагностованих клінічних випадків. Предметом дослідження є програмні процедури формування моделей падіння комплексу параметрів під час навчання за шкалами їх значень та процедури використання цих моделей у діагностиці. Освоєння моделі сприймається як основний зміст навчального процесу в забезпеченні диференціації діагнозу. Запропоновано критерій прийняття преференційних діагностичних рішень з використанням таких моделей. Для спрощення розробки математичних і програмних процедур різнорідні симптомокомплекси нормалізуються і перетворюються на [0; 1] масштаб. У вступі констатується значна поширеність у медицині та суміжних галузях баз даних зі статистичними даними медико-біологічних параметрів і характеристик органів і систем людини в різних станах, їх медичної інтерпретації та використання в різних цілях, часто пов’язаних з діагностикою пацієнтів. Проблеми їх формування та використання окреслено на реальних базах даних, причому одним з ускладнюючих факторів у розробці діагностичного апаратно-програмного забезпечення є значна неоднорідність параметрів, що визначаються приладами обстеження пацієнтів.Документ Відкритий доступ Research on the electromagnetic compatibility of materials for orthopedic prosthetics(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Yanenko, О. P.; Shevchenko, К. L.; Zinchenko, O. V.; Golovchanska, О. D.; Symonenko, V. S.Introduction. Acrylic plastics are widely used in orthopedic dentistry and orthodontics. They are the main material for the manufacture of various types of dental prostheses. To create an orthopedic product, a mixture of powder (polymer) and liquid (monomer) is obtained, from which a product of the required shape and size is formed and solidified. The resulting designs must meet the requirements for compatibility with living tissues, including the little-studied compatibility of the electromagnetic component. Main part. Dielectric materials when heated form their own electromagnetic radiation in the millimeter range, which is a general property of heated dielectrics. By this, electromagnetic flows (EMF) of different directions arise. These flows can have a positive or negative direction and in a certain way affect the adjacent biotissues and the human body as a whole. Therefore, the authors conducted studies of electromagnetic radiation (EMR) of 6 types of acrylic plastics, determined their levels and compared them with the level of EMR of biotissues of the human body. Based on the obtained results, conclusions were drawn regarding their electromagnetic compatibility (EMC). “Colorless basic plastic” and “Vertex Implacryl” have the highest level of EMC (up to 58%), “Ftorax” and “Sinma-M” plastics have a slightly lower level (48-53%) and the lowest EMC (35-36%) is recorded in “Vertex Basio” and “Ethakryl – 02”. Conclusions. Compared to the level of human electromagnetic radiation, acrylic plastics and, accordingly, dental prostheses from them form negative currents in relation to adjacent biotissues. The conducted studies allow to recommend the choice of more acceptable materials for the manufacture of dental permanent and removable prostheses, as well as to determine the correlation between the emission of electromagnetic characteristics and the appearance of complications in patients during the operation of these structures.Документ Відкритий доступ Specifics of designing an infrared pyrometer-reflectometer for semiconductor heterostructure fabrication(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Voronko, Andriy; Novikov, Denys; Verbitskiy, Dmytro; Chmyr, Maksym; Voloshyn, Oleksandr; Belkevych, Oleksii; Holubets, MarharytaДля усіх типів реакторів для технології газофазної епітаксії з використанням металоорганічних сполук AIII-BV існують загальні технічні вимоги. Серед них варто виділити великі градієнти температури, що спричиняють виникнення конвекційний петель, які, в свою чергу, враховуючи високу швидкість газового потоку, призводять до турбулентності в реакторі замість очікуваного ламінарного потоку. Важливим також є врахування зміни параметрів поверхні пластини в процесі росту та необхідність розрізнення корисного сигналу з поверхні пла- стини та фонового сигналу з тримача пластин, що обертається для рівномірного осадження сполук. Для отримання якісних гетероструктур з відтворюваними параметрами важливо мати систему точного контро- лю температури на поверхні пластини безпосередньо в області осадження, оскільки процес осадження для ба- гатьох складних напівпровідникових приладів (наприклад, лазерні діоди, світлодіоди, фотодіоди, транзистори на гетеропереходах) дуже чутливий до змін температури. Метод оптичної пірометрії є безконтактним, що дозволяє прецизійно визначати температуру поверхні пластини та відповідає технічним вимогам ростових реакторів технології газофазної епітаксії. Дана стаття присвячена особливостям розробки оптоелектронних систем для прецизійного вимірювання темпе- ратури під час епітаксійного росту з метою визначення критеріїв для вибору або розробки компонент оптоелектронної системи пірометра-рефлектометра. В роботі досліджені основні фізичні процеси, електро- оптичні характеристики Si фотодіода, AlGaAs/GaAs світлодіода та параметри смугових інтерференційних фільтрів. На основі аналізу отриманих результатів досліджень і вимірювань розроблено наукові рекомендації щодо вибо- ру та оптимізації параметрів компонентів пірометра (фотоприймачів, світлодіодів, оптичних фільтрів) з метою підвищення точності вимірювань та температурної стабільності вимірювання в умовах експлуатації пірометрів, які враховують компенсацію зміни випромінювальної здатності поверхні пластини.Документ Відкритий доступ The measurement quality evaluation of an ultrasonic flow sensor with a complex measuring path trajectory(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Drachuk, O.; Korobko, І.; Pysarets, A.Протягом останнього десятиріччя найбільшого застосування у промислових вимірюваннях витрати та кількості різних енергетичних ресурсів набули ультразвукові вимірювачі. Такі прилади відрізняються за конструкцією, методом отримання вихідного сигналу, кількістю та топологією розповсюдження акустичних хвиль і, відповід- но, мають різноманітні метрологічні характеристики. Точність формування вимірюваного сигналу окреслюється якістю первинного перетворювача витрати. Складо- вими якості при цьому є метрологічні характеристики, технологічність конструкції, зручність налаштовування, вартість тощо. Метою роботи є порівняння, аналіз та оцінювання якості вимірювань витрати при застосуванні одноканального зі складною траєкторією вимірювального променя та багатоканального (багатохордового) ультразвукових пере- творювачів витрати. За результатами імітаційного моделювання отримано розподіл швидкості потоку у повздовжніх та поперечних перерізах, визначено коєфіцієнти коригування виміряного сигналу, розраховано втрати тиску. Порівняльний аналіз якості вимірювань досліджуваних перетворювачів витрати дозволив виявити переваги застосування одноканального перетворювача витрати з відбиттям акустичної хвилі, а саме: можливість точного виведення корисного сигналу, більша метрологічна чутливість; вища точність вимірювання, а також мінімаль- ний вплив на вимірюване середовище, в наслідок створення менших за геометричними розмірами місцевих гідродинамічних опорів по протяжності вимірювального тракту. Перспективою подальшої роботи є дослідження ультразвукових вимірювальних перетворювачів витрати з різ- ною топологією акустичних каналів при вимірюванні та реєстрації витрати і кількості за різних режимів плину вимірюваного середовища.Документ Відкритий доступ Автоматизований синтез світлосильних об’єктивів для сучасних приладів нічного бачення(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Сокуренко, В. М.; Сокуренко, О. М.Статтю присвячено дослідженню можливостей автоматизованого розроблення світлосильних та висо- коякісних багатолінзових об’єктивів, призначених для застосування в приладах нічного бачення з сучасними електронно-оптичними перетворювачами покоління 4 і 4+, які мають діаметр фотокатоду до 18 мм. Такі перетворювачі характеризуються розширеною спектральною чутливістю, високим відношенням сигнал/шум та підвищеною роздільною здатністю. Для розрахунку конструктивних параметрів світлосильних об’єктивів була використана комп’ютерна програма PODIL, призначена для автоматизованого проєктування довільних оптичних систем. Для параметричного синтезу оптичних систем об’єктивів в даній роботі застосувався реа- лізований в програмі модифікований еволюційний алгоритм. В статті представлено загальну методику та результати автоматизованого параметричного синтезу серії оптичних систем лінзових об’єктивів з різними фокусними відстанями, які містять від 7 до 9 лінз зі сферичними поверхнями. Синтезовані об’єктиви забезпе- чують значення кутового поля зору 10°, 37° і 60° без віньєтування осьових та позаосьових пучків променів. Ді- афрагмові числа дорівнюють 1,5, 1,33 і 1,4, відповідно. Робочий спектральний діапазон розрахованих об’єктивів визначається спектральною чутливістю фотокатодів електронно-оптичних перетворювачів та в даній роботі охоплює довжини хвиль від 0,45 до 0,9 мкм. Повздовжній розмір розрахованих оптичних систем (тобто відстань від першої оптичної поверхні до площини фотокатоду) становить від 80 до 106 мм. Пред- ставлені результати абераційного аналізу свідчать про високу якість зображення отриманих оптичних сис- тем. Так, максимальні просторові частоти розрахованих поліхроматичних дифракційних модуляційних пере- давальних функцій всіх об’єктивів в меридіональній та сагітальній площинах по всьому полю перевищують 50 мм-1. Максимальні значення відносної дисторсії отриманих об’єктивів знаходяться в межах від 1 % до 2 %.Документ Відкритий доступ Аналіз методів оцінки основних функціональних характеристик механічних турнікетів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Молодцов, Д. Е.; Шевченко, К. Л.Стаття присвячена аналізу методів оцінки основних функціональних характеристик механічних турні- кетів для підвищення їхньої безпеки при застосуванні. Згідно з законодавством України та Європейського сою- зу турнікет є медичним виробом, що незалежно від конструкції забезпечує полегшення стану пацієнта у разі травми шляхом припинення кровотечі в кінцівці створенням механічного тиску. Турнікети класифікуються на пневматичні та механічні залежно від способу створення зовнішнього тиску. Розглянуто типову конструкцію механічних турнікетів та визначено основні конструктивні елементи: механізм створення тиску, тиснучий елемент, засіб фіксації, місце реєстрації часу накладання. Аналіз наукових робіт свідчить про значну кількість досліджень, зосереджених на характеристиках пневматичних турнікетів, тоді як методи перевірки ефектив- ності та безпеки механічних турнікетів досліджені недостатньо. Зазначено, що безпека медичних виробів визначається як відсутність неприйнятного рівня ризику для оператора та пацієнта, де ризик означає ефект невизначеності в досягненні цілей в процесі розробки, виробництва, в конструкції, в застосуванні медичного виробу. Наведено перелік основних функціональних характеристик механічних турнікетів: тиск перекриття, втрата тиску після накладання протягом часу застосування, градієнт тиску. Встановлено, що на сьогодніш- ній день для отримання вимірювальної інформації щодо основних функціональних характеристик механічних турнікетів відомо про чотири методи: метод, заснований на перетворенні значення тиску, що утворюється турнікетом при накладанні, в електричний сигнал за допомогою тензорезистивних датчиків; метод, заснова- ний на вимірюванні тиску повітря у тестовій манжетці; непрямий метод визначення тиску із використанням рівняння Ламе; метод прямого вимірювання тиску в кінцівці під турнікетом із використанням інвазивного датчика тиску. На основі визначених основних функціональних характеристик механічних турнікетів наведено вимоги до методів їх визначення: вимірювання тиску перекриття, визначення втрати тиску після накладання турнікету протягом часу застосування, визначення градієнта тиску, відтворюваність, повторюваність, оцін- ка метрологічної невизначеності, та оцінка основних функціональних характеристик механічних турнікетів на основі математичних моделей. Розглянуто шляхи вдосконалення існуючих методів оцінки основних функці- ональних характеристик.Документ Відкритий доступ Аналіз функційних можливостей автоматизованих систем дозування готових лікарських засобів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Шалева, В. В.; Матіко, Ф. ДУ багатьох сучасних виробничих лініях необхідно реалізувати процес дозування тих чи інших матеріалів, рідин, реагентів тощо. Під час автоматизації таких ліній параметри процесу дозування можуть бути дуже важливими. Наприклад, у автоматизованих лініях дозування рідин у ємності процес дозування визначає ефективність цілої технологічної лінії. Процес дозування є надзвичайно важливим у виробництві готових лікарських засобів (ГЛЗ). Однією із ланок виробництва ГЛЗ є машина дозування ГЛЗ. Тому від параметрів дозування, зокрема, його точності та часу наповнення тари буде залежати загальна продуктивність виробничих потужностей, що впливає на економічні показники підприємства. У цій роботі авторами виконано аналіз методів дозування, особливостей процесу дозування а також автоматизованих систем дозування ГЛЗ. Зокрема, проаналізовано переваги та недоліки методів ваккумного, шприцевого, вагового дозування ГЛЗ, дозування із застосуванням витратомірів. За результатами аналізу запропоновано для процесу дозування фармацевтичних розчинів у флакони об’ємом 100 – 300 мл обрати метод вагового дозування. Встановлено, що цей метод має низку переваг, зокрема, високу точність дозування, відносно невелику вартість реалізації, високу продуктивність обладнання. Виконано аналіз етапів процесу дозування за методом вагового наповнення та встановлено, що необхідно розробити алгоритм вибору тривалості кожного етапу за критеріями досягнення мінімального часу наповнення та мінімальної похибки наповнення. Для керування процесом дозування також пропонується реалізувати адаптивний алгоритм керування із елементами самонавчання на основі проведених попередніх циклів дозування. Пропонований алгоритм має на меті оптимізувати параметри процесу дозування та досягти найкращих можливих показників якості, а саме високої точності дозування та мінімального часу дозування.Документ Відкритий доступ Аналіз існуючих моделей виявлення БПЛА на тепловізійних зображеннях(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Танчук, В. С.; Колобродов, В. Г.У наші часи широкого використання набувають безпілотні літальні апарати (БПЛА). Вони підтвердили свою ефективність, надійність та доцільність. Однак неналежне використання цієї технології або її зловживання можуть призвести до суттєвих порушень прав людини та створити значні загрози громадській безпеці. У зв’язку з чим, повинні створюватися відповідні методи протидії БПЛА. Одним із напрямків, який активно розвивається в наш час, є виявлення БПЛА на основі оптико електронному випромінювані. Так як більшість таких систем розраховані на видимий діапазон, ІЧ діапазон не так широко був досліджений. Виявлення БПЛА на основі тепловізійних зображень може бути виконано використовуючи штучний інтелект. Наразі вже існують готові підходи та моделі, які виконують задачі виявлення об’єктів, проте вони більш загального призначення. Для огляду проблеми виявлення БПЛА на основі тепловізійних зображень та ШІ, необхідно провести аналіз найбільш ефективних моделей виявлення об’єктів для задачі виявлення БПЛА у ІЧ діапазоні. В даній роботі було проведено аналіз та порівняння таких моделей виявлення об’єктів як YOLOv5 та YOLOv8, Faster RCNN, DETR. Для навчання моделей використовувались датасети, як в ІЧ діапазоні, так і у видимому. Була проведена попередня цифрова обробка датасету зображень БПЛА у видимому діапазоні, для перетворення їх у псевдо теплові. Це виконувалось з ціллю збільшити кількість тренувальних даних для моделей і тим самим покращити їх точність. Результати показали, що такі моделі як YOLOv8 та DETR є найефективнішими для задач виявлення БПЛА на тепловізійних зображеннях, проте їх точність все ще є недостатньою для ефективного використання для систем захисту від БПЛА у реальному часі.Документ Відкритий доступ Використання нейронних мереж для пошуку наземних мін(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Микитенко, В. І.; Шинкарьов, Д. Д.Проблема наявності великих замінованих територій і їх розширення є критичною через їхній вплив на безпеку та економіку. Стаття присвячена підвищенню ефективності оптичних методів пошуку наземних мін поверхневого розташування в задачах гуманітарного розмінування. Показано, що одним з найбільш перспективних оптичних методів виявлення мін є гіперспектральна зйомка, яка забезпечує надзвичайно точний аналіз спектрального складу випромінювання фоно-цільової обстановки. Але практичне використання гіперспектральних методів є суттєво ускладненим, враховуючи величезні площі замінованих територій. Отже виявлення мін має бути автоматизованим. Для вирішення цієї задачі досліджено можливості використання штучних нейронних мереж. Запропоновано інтеграцію штучного інтелекту, зокрема RBF-мереж, для підвищення ефективності та точності виявлення об'єктів. У роботі порівнюються традиційні методи класифікації з інноваційними підходами, що базуються на машинному навчанні. Проведено тестування алгоритмів на симуляційних і реальних даних. Це дозволило оцінити їхню здатність до ідентифікації об'єктів за умов різного спектрального заповнення. Специфіка досліджуваної області формує вимоги до оцінювання ефективності функціонування технічних засобів: в першу чергу має бути забезпечена мінімальна ймовірність пропуску сигналу. В той же час з врахуванням великих обсягів обчислень бажано, щоб ймовірність хибних тривог залишалась невисокою. Показано, що RBF нейронна мережа здатна виявляти міни з низькою кількістю хибних тривог. Під час навчання мережі з великим параметром розповсюдження чутливість виходу до спектральної варіативності пікселів знижується. Це дозволяє мережі виявити ціль навіть за низького коефіцієнта заповнення. Отже результати досліджень свідчать, що використання запропонованих методів дозволяє значно зменшити кількість хибних тривог і забезпечити високу продуктивність у реальних умовах.Документ Відкритий доступ Вимірювач зусиль в стяжних призмах осердя статора потужного турбогенератора, вбудований в силовий акумулятор стабілізації тиску пресування осердя(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Левицький, А. С.; Зайцев, Є. О.; Кобзар, К. О.Стан осердя статора турбогенератора, а саме стабільність його запресування, значною мірою визнача- ють надійність машини в цілому. Послаблення зусиль запресування є причиною низки негативних явищ, таких як підвищення вібрації та розпушення листів осердя з їх подальшим руйнуванням (викришуванням), що часто є причиною ушкодження генератора. Показано, що ефективним методом запобігання зниженню спресованості осердя є застосування систем силових акумуляторів (СА) з тарілчастими пружинами серед інших існуючих методів. Описано особливості стабілізації та відновлення тиску пресування осердя статора потужного тур- богенератора (ТГ) із використанням СА. Показано, що для оцінки стану тиску пресування в осерді статора ТГ можуть бути застосовані вимірювачі зусиль в стяжних призмах осердя, вбудовані в конструкцію силового акумулятора (СА) стабілізації тиску пресування осердя. Запропоновано використовувати вбудований вимірю- вальний перетворювач зусиль, який складається з пружного чутливого елемента (ПЧЕ) і ємнісного сенсора (ЄС) в структурі СА, що дозволить покращити точність вимірювань, зменшити експлуатаційні ризики та оптимізувати процеси обслуговування турбогенератора. Метою даної статті є створення вимірювача зусиль в стяжних призмах осердя статора потужного ТГ з використанням пружного чутливого елемента (elastic sensitive element) і ємнісного сенсора (capacitive sensor), вбудованого в конструкцію «безкорпусного» силового акумулятора стабілізації тиску пресування осердя ста- тора потужного турбогенератора. Оцінка зусилля в стяжній призмі виконується через вимірювання електричної ємності між потенціальним електродом ЄС і заземленим елементом СА. Визначено функцію перетворення перетворювача зусиль з ураху- ванням геометричних розмірів ПЧЕ і ЄС. Проведено розрахунок ПЧЕ на механічну міцність. В результаті проведених досліджень розроблено засоби визначення ходу тарілчастих пружин в силовому акумуляторі, інтегровані безпосередньо в його конструкцію. Використання вимірювачів зусиль в стяжних призмах дозволяє ефективно відновлювати та підтримувати тиск пресування кінцевих пакетів осердя стато- ра, контролювати зусилля під час експлуатації та коригувати його без зупинки турбогенератора. Отримані результати можуть бути використанні в системах стабілізації тиску пресування осердя статора з силовими акумуляторами і системи оцінки поточного стану осердя статора потужних турбогенерторів типу ТГВ-200 та ТГВ-300. Підвищення точності вимірювань та зниження експлуатаційних ризиків сприятиме швидкому та ефективному відновленню критично важливої інфраструктури та забезпечить стабільну роботу енергетич- них об'єктів.Документ Відкритий доступ Відмовостійке адаптивне керування крокуючим гексаподом за несправності однієї кінцівки(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Бурау, Н. І.; Короленко, Я. Р.; Павловська, Ю. О.; Павловський, О. М.Статтю присвячено вдосконаленню системи керування крокуючим мобільним роботом, який має шість кінцівок (гексаподом), з метою забезпечення його стійкого руху у випадку несправності чи відмови однієї кінцівки. Як базовий алгоритм руху розглядається трипедальна хода. У якості несправності кінцівки розглядається відмова одного із суглобів. Для забезпечення руху у випадку відмови однієї кінцівки розроблено алгоритм трипедальної ходи, який забезпечує для кожної з бездефектних кінцівок перебування у стадії стійкої опори протягом двох фаз руху підряд. Оцінку можливості відмовостійкої ходи гексаподу за розробленим алгоритмом виконано на основі опорних трикутників та чотирикутника між кінцівками, що знаходяться у фазі опори. Виконано структурно-функціональний синтез системи відмовостійкого адаптивного керування гексаподом, яка складається з таких модулів і підсистем: модуль динамічної моделі робота; модуль базового алгоритму ходи; підсистема виконавчих елементів; підсистема діагностування та прийняття рішення; підсистема альтернативних алгоритмів ходи. Розроблено та обґрунтовано структурно-функціональну схему каналу керування для реалізації алгоритму діагностування суглобу однієї кінцівки, прийняття рішення про його стан та перемикання на продовження виконання базового алгоритму ходи, якщо стан суглобу оцінюється як бездефектний. Розроблено та обґрунтовано схему каналу керування перемиканням на виконання альтернативного алгоритму ходи, якщо стан суглобу оцінюється як дефектний. Запропоновані структурно-функціональні рішення узагальнено для випадку відмови інших суглобів розглянутої кінцівки та інших кінцівок гексаподу. Показано, що на основі виявлення та локалізації відмов суглобів кінцівок гексапода відбувається переконфігурація алгоритму ходи та системи керування, і таким чином реалізується відмовостійке адаптивне керування рухом гексапода. Реалізація запропонованих альтернативних трипедальних алгоритмів ходи та каналів керування у системі відмовостійкого адаптивного керування забезпечить стабільний рух гексапода при відмові однієї з кінцівок.Документ Відкритий доступ Дрейфова рухливість електронів в антимоніді індію в режимі слабкого електричного поля(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Саурова, Т. А.; Шпиченко, В. СУ наукових публікаціях для антимоніду індію представлені теоретичні та експериментальні дослідження холлівської рухливості; її залежності від температури, концентрації носіїв заряду, напруженості електричного поля. Зазначимо, що не представлений типовий вид слабопольової температурної залежності дрейфової рухливості електронів, що відображає її поведенку у широкому діапазоні температури і концентрації атомів домішки. Процеси розсіювання носіїв заряду в антимоніді індію слабо представлені. Метою даної роботи є детальне дослідження основних механізмів розсіювання електронів в антимоніді індію, температурної залежності слабопольової рухливості електронів у широкому діапазоні ступеня легування напівпровідника. Дана кількісна оцінка швидкостей розсіювання електронів в антимоніді індію для типових видів домішкового та фонного механізмів. Проведено детальний аналіз процесів розсіювання. Підкреслено, що спостерігається відмінність швидкостей розсіювання в Г- і L-долинах зони провідності. Розсіювання на іонізованих атомах домішки визначає результуючу швидкість розсіювання до 40 К. При температурах вище 40 К значно зростає роль полярного оптичного розсіювання у Г-долині, практично визначаючи поведінку результуючої швидкості. У L-долинах найбільший внесок мають 2 види фононного розсіювання: акустичне та полярне оптичне. На основі отриманих результатів моделювання процесів розсіювання розраховано температурну залежність слабопольової дрейфової рухливості у Г- та L-долинах. 3 результатів моделювання видно, що рухливість електронів у Г-долині перевищує відповідні значення в L-долинах на 2 – 4 порядки. Результуючу рухливість визначено з урахуванням заселеності долин. З результатів моделювання дрейфової рухливості видно, що ділянку її зростання визначають процеси розсіювання на іонах домішки. Чим вище ступінь легування напівпровідника, тим менше рухливість електронів. З подальшим підвищенням температури рухливість зменшується. Характерною особливістю типової температурної залежності слабопольової рухливості електронів в InSb є те, що за високих температур її поведінку визначають процеси розсіювання на полярних оптичних фононах. Визначено набір параметрів моделювання, які забезпечують відповідність експериментальним даним.Документ Відкритий доступ Діагностичні устілки як засіб для автоматизації реабілітації нижніх кінцівок(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Некрасова, О. О.; Нечай, С. О.Актуальною проблемою сьогодення є потреба у розвитку реабілітаційних засобів, які можуть вико- ристовуватись пацієнтом у режимі самообслуговування. Сучасні методи реабілітації нижньої кінцівки часто обмежені доступністю фахівців та вимагають постійного нагляду медичного персоналу. Проблема некорект- ної постави ноги може призводити до численних ускладнень здоров’я, таких як плоскостопість, що може бути пов’язано з цукровим діабетом та ішемічною хворобою серця. Тому розробка засобу для самостійної діагностики тиску на різні ділянки стопи та контролю корекції є актуальною задачею. Доступність цього засобу сприятиме ефективній реабілітації при порушеннях стану нижніх кінцівок, покращенні постави, упові- льнить прогресування низки захворювань. Попередні дослідження підтверджують важливість активної участі пацієнтів у процесі реабілітації. Тенденція до самостійної корекції вимагає інтегрованих технологій для забезпечення реального часу зворо- тного зв'язку. Основна мета - створити можливість коригування положення ноги у взутті за допомогою обробки да- них та візуалізації на мобільному застосунку. У роботі представлено розробку автоматизованого реабі- літаційного засобу для нижньої кінцівки, а саме електричну принципову схему для засобу. Засіб використовує передові методи обробки даних для точного визначення положення ноги. Аналіз динаміки рухів та взаємодія засобу із областю нижньої кінцівки спрямовані на досягнення максимальної точності та ефективності реабі- літації. Розроблений засіб дозволяє користувачам отримувати інформацію про положення ноги у взутті в ре- жимі реального часу. Мобільний застосунок у смартфоні стає візуальним інтерфейсом, де відображається важлива інформація, яка надає можливість для самостійної корекції постави, техніки бігу, різноманітних фізичних вправ. Автоматизований реабілітаційний засіб визначає новий етап у розвитку технологій самостійної корекції нижньої кінцівки при плоскостопості. Забезпечуючи пацієнтам інструмент для активного контролю над про- цесом реабілітації, цей засіб покращує якість життя та зменшує потребу в постійному медичному нагляді. В подальшому буде програмування електричної схеми та розробка застосунку до девайсу по алгоритмам.Документ Відкритий доступ Застосування контрольних карт індивідуальних спостережень для ХІ-квадрат розподілених даних(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Козир, О. В.; Шестак, О. А.Контрольні карти індивідуальних значень застосовуються у випадках, коли досліджувані процеси зміню-ються занадто повільно, у випадку коштовності отримання стандартної вибірки для побудови карт Шухарта або у випадку вивчення статистичних характеристик технологічного процесу. Контрольні карти застосову-ються для контролю технологічних процесів у випадку нормального розподілу генеральної сукупності можли-вих значень контрольованого параметру. Інколи допускається квазі-нормальний розподіл досліджуваного па-раметру. На практиці, досить часто доводиться мати справу з технологічними процесами, вибірка значень контрольованого параметру якого розподілена не за нормальним законом. У таких випадках використання контрольних карт індивідуальних значень може привести до помилок І та ІІ роду. Це обумовлено тим, що ко-нтрольні межі карт розраховані для середнього та середньоквадратичного відхилення нормального розподілу. Контрольні карти індивідуальних значень найбільш чутливі до відхилення закону розподілу вибірки від норма-льного, оскільки для побудови карт використовують індивідуальні значення, на які не розповсюджується центральна гранична теорема, як у випадку контрольних карт середніх значень. Тому надзвичайно важливим є розробка методів застосування розроблених контрольних карт індивідуальних значень для випадкових вибірок, генеральна сукупність яких розподілена не за нормальним законом. У роботі проведено дослідження застосування методу статистичного контролю випадкового процесу розподіленого не за нормальним законом на основі використання контрольних карт індивідуальних значень, перетворенням вибірки значень досліджуваного параметру у вибірку розподілену за нормальним або квазі-нормальним законом, тобто виконання нормалізації з використанням методу Box-Cox нормалізації та пода-льшою побудовою контрольних карт на основі отриманої вибірки. Описано математичний апарат алгоритму застосування карт для вибірок з не-нормальним розподілом. Виконано чисельне моделювання застосування контрольних карт індивідуальних значень для вибірки процесу, розподіленого за хі-квадрат розподілом, який має значну асиметричність розподілу для малих значень коєфіцієнту форми, та для вибірки, яка отримана внаслідок нормалізації хі-квадрат. Результати проведеного дослідження показали, що застосування контрольних карт індивідуальних зна-чень для статистичного контролю для вибірок із значно асиметричним законом розподілу значень призводить до збільшення появи помилок І роду, чого майже немає у випадку застосування методу нормалізації початкової вибірки. Моделювання розладнання процесу, шляхом зміни певного індивідуального значення, також продемон-струвало появу хибних сигналів розладнання процесу.