EIRNUZP – Електронний інституційний репозитарій Національного університету «Запорізька політехніка»
Інституційний репозитарій Національного університету «Запорізька політехніка» – це електронний архів, що накопичує, систематизує, зберігає та забезпечує довготривалий відкритий доступ до електронних публікацій та електронних версій документів наукового та навчально-методичного призначення, авторами яких є співробітники, аспіранти, докторанти та студенти Національного університету «Запорізька політехніка».
Communities in DSpace
Select a community to browse its collections.
Recent Submissions
Синтез алгоритма управления транспортным конвейером
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2022) Пигнастый, О. М.; Ивановская, О. В.; Пігнастий, О. М.; Івановська, О. В.; Pihnastyi, O. M.; Ivanovska, O. V.
RU: Актуальность. Рассмотрена проблема оптимального управления потоковыми параметрами транспортной системы конвейерного типа при наличие ступенчатого регулировании скорости ленты секции конвейера. Объектом исследования являлась аналитическая модель транспортного конвейера, которая использована в качестве фундамента для синтеза алгоритмов оптимального управления потоковыми параметрами транспортного конвейера. Цель работы заключается в развитие методов проектирования систем оптимального управления потоковыми параметрами транспортного конвейера с учетом транспортной задержки при ступенчатом регулировании потоковых параметров транспортной системы.
Метод. Разработана аналитическая модель секции конвейера с учетом ступенчатого регулирования значений потоковых параметров транспортной системы. При построения модели секции конвейера для определения зависимостей между потоковыми параметрами транспортной системы записаны уравнения в частных производных. Для синтеза алгоритмов оптимального управления скоростью движения ленты секции конвейера введен критерий качества управления. Используя принцип максимума Понтрягина, поставлена задача оптимального управления потоковыми параметрами секции конвейера. Для транспортной системы записана функция Гамильтона, учитывающая критерий качества управления, наложенные ограничения и дифференциальные связи между параметрами системы. Продемонстрирована методика синтеза алгоритма оптимального управления скоростью ленты секции конвейера и определены условия переключения скорости движения ленты.
Результаты. Разработанная модель секции конвейера использована для синтеза алгоритма оптимального управления потоковыми параметрами транспортной системы при ступенчатом переключении режимов скорости ленты.
Выводы. Разработана методика синтеза алгоритмов оптимального управления потоковыми параметрами транспортной системы при ступенчатом регулировании скорости движения ленты секции конвейера. Полученные алгоритмы могут быть использованы для снижения удельных энергетических затрат на транспортировку материала на предприятиях горнодобывающей промышленности.
UK: Актуальність. Розглянута проблема оптимального управління потоковими параметрами транспортної системи конвейєрного типу при наявності ступенчатого регулювання швидкості ленти секцій конвейєра. Об’єктом дослідження була аналітична модель транспортного конвейєра, яка використана в якості фундаменту для синтезу алгоритмів оптимального управління потоковими параметрами транспортного конвейера. Мета роботи полягає в розвитку методів проектування системи оптимального управління потоковими параметрами транспортного конвейера з урахуванням транспортної задержки при ступенчаті регулювання потокових параметрів транспортної системи.
Метод. Розроблено аналітичну модель секції конвеєра з урахуванням ступінчастого регулювання значень потокових параметрів транспортної системи. При побудові моделі секції конвеєра визначення залежностей між потоковими параметрами транспортної системи записані рівняння в приватних похідних. Для синтезу алгоритмів оптимального управління швидкістю руху стрічки секції конвеєра запроваджено критерій якості управління. Використовуючи принцип максимуму Понтрягіна, поставлено завдання оптимального керування потоковими параметрами секції конвеєра. Для транспортної системи записано функцію Гамільтона, що враховує критерій якості управління, обмеження та диференціальні зв’язки між параметрами системи. Продемонстровано методику синтезу алгоритму оптимального управління швидкістю стрічки секції конвеєра. Визначено умови перемикання швидкості руху стрічки конвеєра.
Результати. Розроблена модель секції конвеєра використана синтезу алгоритму оптимального управління потоковими параметрами транспортної системи при ступінчастому перемиканні режимів швидкості стрічки.
Висновки. Розроблено методику синтезу алгоритмів оптимального керування потоковими параметрами транспортної системи при ступінчастому регулюванні швидкості руху стрічки секції конвеєра. Отримані алгоритми можуть бути використані для зниження питомих енергетичних витрат на транспортування матеріалу на підприємствах гірничодобувної промисловості.
EN: Context. The problem of optimal control of the flow parameters of a transport system of a conveyor type in the presence of stepwise regulation of the speed of the conveyor section belt is considered. The object of the study is the analytical model of the transport conveyor, which was used as a foundation for the synthesis of optimal control algorithms for the flow parameters of the transport conveyor. The purpose of the work is to develop methods for designing systems for optimal control of the flow parameters of a transport conveyor, taking into account the transport delay with stepwise regulation of the flow parameters of the transport system.
Method. An analytical model of the conveyor section has been developed, taking into account the stepwise regulation of the values of the flow parameters of the transport system. When building a model of a conveyor section to determine the dependencies between the flow parameters of the transport system, equations in partial derivatives are written. For the synthesis of algorithms for optimal control of the speed of the conveyor section belt, a control quality criterion is introduced. Using the Pontryagin maximum principle, the problem of optimal control of the flow parameters of the conveyor section is posed. For the transport system, the Hamilton function is written, which takes into account the criterion of control quality, imposed restrictions and differential relationships between the system parameters. A technique for synthesizing an algorithm for optimal control of the speed of a conveyor section belt is demonstrated. The conditions for switching the speed of the conveyor belt are determined.
Results. The developed model of the conveyor section is used to synthesize an algorithm for optimal control of the flow parameters of the transport system with stepwise switching of belt speed modes.
Conclusions. A technique for synthesizing algorithms for optimal control of the flow parameters of a transport system with stepwise regulation of the speed of the belt of a conveyor section has been developed. The obtained algorithms can be used to reduce the specific energy costs for material transportation at mining enterprises
Method for weights calculation based on interval multiplicative pairwise comparison matrix in decision-making models
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2022) Nedashkovskaya, N. I.; Недашківська, Н. І.
EN: Context. The pairwise comparison method is a component of several decision support methodologies such as the analytic hierarchy and network processes (AHP, ANP), PROMETHEE, TOPSIS and other. This method results in the weight vector of elements of decision-making model and is based on inversely symmetrical pairwise comparison matrices. The evaluation of the elements is carried out mainly by experts under conditions of uncertainty. Therefore, modifications of this method have been explored in recent years, which are based on fuzzy and interval pairwise comparison matrices (IPCMs).
Objective. The purpose of the work is to develop a modified method for calculation of crisp weights based on consistent and inconsistent multiplicative IPCMs of elements of decision-making model.
Method. The proposed modified method is based on consistent and inconsistent multiplicative IPCMs, fuzzy preference programming and results in more reliable weights for the elements of decision-making model in comparison with other known methods. The differences between the proposed method and the known ones are as follows: coefficients that characterize extended intervals for ratios of weights are introduced; membership functions of fuzzy preference relations are proposed, which depend on values of IPCM elements. The introduction of these coefficients and membership functions made it possible to prove the statement about the required coincidence of the calculated weights based on the “upper” and “lower” models. The introduced coefficients can be further used to find the most inconsistent IPCM elements.
Results. Experiments were performed with several IPCMs of different consistency level. The weights on the basis of the considered consistent and weakly consistent IPCMs obtained using the proposed and other known methods have determined the same rankings of the compared objects. Therefore, the results using the proposed method on the basis of such IPCMs do not contradict the results obtained for these types of IPCMs using other known methods. Rankings by the proposed method based on the considered highly inconsistent IPCMs are much closer to rankings based on the corresponding initial undisturbed IPCMs in comparison with rankings obtained using the known FPP method. The most inconsistent elements in the considered IPCMs are found.
Conclusions. The developed method has shown its efficiency, results in more reliable weights and can be used for a wide range of decision support problems, scenario analysis, priority calculation, resource allocation, evaluation of decision alternatives and criteria in various application areas.
UK: Актуальність. Метод парних порівнянь – складова кількох методологій підтримки прийняття рішень, таких як PROMETHEE, TOPSIS, аналізу ієрархій і мереж. Його суть полягає в розрахунку вектора пріоритетів (ваг) елементів моделі прийняття рішень на основі обернено симетричних матриць парних порівнянь. Оцінювання елементів моделі здійснюється здебільшого експертами в умовах невизначеності. Тому в останні роки досліджуються модифіковані методи розрахунку ваг з використанням нечітких та інтервальних матриць парних порівнянь (ІМПП).
Мета. Розробка модифікованого методу розрахунку ваг на основі узгоджених і неузгоджених мультиплікативних ІМПП елементів моделі прийняття рішень.
Метод. Запропоновано модифікований метод на основі узгоджених і неузгоджених мультиплікативних ІМПП та нечіткого програмування переваг, який призводить до більш достовірних ваг елементів моделі прийняття рішень порівняно з іншими відомими методами. Розроблений метод відрізняється від інших наступними особливостями: введено коефіцієнти, які характеризують розширені інтервали для відношень невідомих ваг; запропоновано функції належності нечітких відношень нестрогої переваги залежно від значень елементів ІМПП. Введення вказаних коефіцієнтів і функцій належності дозволило довести твердження про несуперечливість результуючих ваг на основі «верхньої» та «нижньої» моделей. Пропоновані коефіцієнти в подальшому використовуються для пошуку найбільш неузгоджених елементів ІМПП.
Результати. Виконано експерименти з кількома ІМПП різного рівня узгодженості. Ваги, отримані пропонованим та іншими відомими методами на основі розглянутих узгоджених та слабко узгоджених ІМПП, визначили однакові ранжування порівнюваних об’єктів. Результати, отримані пропонованим методом, не суперечать результатам для таких ІМПП за іншими відомими методами. Ранжування пропонованим методом на основі розглянутих сильно збурених ІМПП суттєво ближчі до ранжувань на основі відповідних початкових незбурених ІМПП порівняно з ранжуваннями відомим методом FPP. Знайдено найбільш неузгоджені елементи в розглянутих ІМПП.
Висновки. Розроблений метод показав свою ефективність і може використовуватися для широкого кола задач підтримки прийняття рішень, сценарного аналізу, розрахунку пріоритетів, розподілу ресурсів, оцінювання варіантів та критеріїв рішень у різних прикладних областях.
Nonlinear regression models for estimating the duration of software development in Java for PC based on the 2021 ISBSG data
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2022) Prykhodko, S. B.; Pukhalevych, A. V.; Prykhodko, K. S.; Makarova, L. M.; Приходько, С. Б.; Пухалевич, А. В.; Приходько, К. С.; Макарова, Л. М.
EN: Context. The problem of estimating the duration of software development in Java for personal computers (PC) is important because, first, failed duration estimating is often the main contributor to failed software projects, second, Java is a popular language, and, third, a personal computer is a widespread multi-purpose computer. The object of the study is the process of estimating the duration of software development in Java for PC. The subject of the study is the nonlinear regression models to estimate the duration of software development in Java for PC.
Objective. The goal of the work is to build nonlinear regression models for estimating the duration of software development in Java for PC based on the normalizing transformations and deleting outliers in data to increase the confidence of the estimation in comparison to the ISBSG model for the PC platform.
Method. The models, confidence, and prediction intervals of nonlinear regressions to estimate the duration of software development in Java for PC are constructed based on the normalizing transformations for non-Gaussian data with the help of appropriate techniques. The techniques to build the models, confidence, and prediction intervals of nonlinear regressions are based on normalizing transformations. Also, we apply outlier removal for model construction. In general, the above leads to a reduction of the mean magnitude of relative error, the widths of the confidence, and prediction intervals in comparison to nonlinear models constructed without outlier removal application in the model construction process.
Results. A comparison of the model based on the decimal logarithm transformation with the nonlinear regression models based on the Johnson (for the SB family) and Box-Cox transformations as both univariate and bivariate ones has been performed.
Conclusions. The nonlinear regression model to estimate the duration of software development in Java for PC is constructed based on the decimal logarithm transformation. This model, in comparison with other nonlinear regression models, has smaller widths of the confidence and prediction intervals for effort values that are bigger than 900 person-hours. The prospects for further research may include the application of bivariate normalizing transformations and data sets to construct the nonlinear regression models for estimating the duration of software development in other languages for PC and other platforms, for example, mainframe.
UK: Актуальність проблеми оцінювання тривалості розробки програмного забезпечення (ПЗ) на Java для персональних комп’ютерів (ПК) обумовлена наступним чинниками: по-перше, невдале оцінювання тривалості часто є основною причиною невдалої реалізації програмних проектів; по-друге, Java є популярною мовою; і, по-третє, ПК є широко поширеним багатоцільовим комп’ютером. Об’єктом дослідження є процес оцінювання тривалості розробки ПЗ на Java для ПК. Предметом дослідження є моделі нелінійної регресії для оцінювання тривалості розробки ПЗ на Java для ПК.
Мета. Метою роботи є побудова нелінійних регресійних моделей для оцінювання тривалості розробки ПЗ в Java для ПК на основі нормалізуючого перетворення у вигляді десяткового логарифму та видалення викидів у даних для підвищення достовірності оцінювання порівняно з моделлю ISBSG. для платформи ПК.
Метод. За допомогою відповідних методів на основі нормалізуючих перетворень для негаусових даних побудовано моделі, довірчі інтервали та інтервали прогнозування нелінійних регресій для оцінки тривалості розробки ПЗ на Java для ПК. Методи побудови моделей, довірчих інтервалів та інтервалів прогнозування нелінійних регресій базуються на нормалізуючих перетвореннях. Також ми застосовуємо видалення викидів для побудови моделей. Загалом, вищезазначене призводить до зменшення середньої величини відносної похибки, ширини довірчих інтервалів та інтервалів прогнозування порівняно з нелінійними моделями, побудованими без застосування видалення викидів у процесі побудови моделей.
Результати. Проведено порівняння побудованої на основі десяткового логарифму моделі з моделями нелінійної регресії на основі перетворень Джонсона (для сімейства SB) та Бокса-Кокса як одновимірних, так і двовимірних.
Висновки. Модель нелінійної регресії для оцінювання тривалості розробки ПЗ на Java для ПК побудована на основі перетворення десяткового логарифма. Ця модель, порівняно з іншими моделями нелінійної регресії, має менші значення ширини довірчих інтервалів та інтервалів прогнозування для трудовитрат, які перевищують 900 людино-годин. Перспективи подальших досліджень можуть передбачати застосування двовимірних нормалізуючих перетворень і наборів даних для побудови нелінійних регресійних моделей для оцінювання тривалості розробки ПЗ іншими мовами для ПК та інших платформ, наприклад, мейнфреймів.
Module high-efficiency multiprocessor system with multidimensional aggregating of channels of network interface
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2022) Moroz, D. M.; Мороз, Д. М.
EN: Context. In modern terms problem of constructing of the multiprocessor systems the special value acquires the base of standard popular technologies and components. It is caused by that such systems became popular and cheap vehicle platforms for high-performance calculations. In addition, practice pulls out problems complete decision of which in most cases possibly only due to application of high-performance calculations. Consequently, a theme of constructing of the cluster multiprocessor systems for today is actual, interesting and is on the stage of the active development. At the same time, the new high-quality stage of development of the multiprocessor cluster systems lies in area of the use of new modern network technologies. Presently the problem of choice and analysis of network technologies for the module multiprocessor cluster systems did not get due development, as well as problem of reorganization of structure ofnetwork interfaceby aggregating of channels of network interface.
Objective. An aim is in-process put improvement of structure and increase of the productivity of the multiprocessor computer system by the multidimensional aggregating of channels of network interface, adapted to the decision of tasks of the investigated class.
Method. The task of increase of efficiency of the module multiprocessor computer system is decided due to multidimensional aggregating of channels of network interface. Offered approach allowed not only to promote efficiency of parallelization but also substantially to decrease time of calculations. Such results succeeded to be attained due to diminishing to time of border exchange of data between the calculable knots of the cluster system.
Results. A feature offered approach is that he allowed to realize a direct exchange data between main memory of knots of the multiprocessor system, that promotes the fast-acting of calculations and provides high-speed access to memory of her slave -nodes. Thus during an exchange by data between the knots of the system the system CPU gets unloaded and loading of channel which passes between the knots of the computer system goes down, that assists diminishing of time of border exchange of data between the calculable knots of the system.
Conclusions. The results of the conducted experiments showed that the worked out multiprocessor system was used for creation of new technological processes. So, she is used in a fluidizer intensification of the сфероидизируещего annealing of long-length steelwork. Directly the technological process of heat treatment of metal acquires such advantages, as a high yield, substantial mionectic energy consumption and allows to carry out control of technological parameters in the modes of unisothermal treatment of metal.
UK: Актуальність. У сучасних умовах проблема конструювання багатопроцесорних систем базі стандартних загальнодоступних технологій і компонентів набуває особливе значення. Це викликано тим, що такі системи стали загальнодоступними і дешевими апаратними платформами для високопродуктивних обчислень. Крім того, практика висуває проблеми, повне вирішення яких у більшості випадків можливо лише за рахунок застосування високопродуктивних обчислень. Отже, тема конструювання кластерних багатопроцесорних систем на сьогодні є актуальною, цікавою і знаходиться на етапі свого активного розвитку. В той же час, новий якісний етап розвитку багатопроцесорних кластерних систем лежить в області використання нових сучасних мережевих технологій. Нині проблема вибору та аналізу мережевих технологій для модульних багатопроцесорних кластерних систем не отримала належного розвитку, як і проблема реорганізації структури мережевого інтерфейсу шляхом агрегації каналів мережевого інтерфейсу.
Мета. У роботі поставлена мета удосконалення структури та підвищення продуктивності багатопроцесорної обчислювальної системи шляхом багатовимірної агрегації каналів мережевого інтерфейсу, адаптованого до розв’язку задач досліджуваного класу.
Метод. Розв’язана задача підвищення ефективності модульної багатопроцесорної обчислювальної системи за рахунок багатовимірної агрегації каналів мережевого інтерфейсу. Запропонований підхід дозволив не лише підвищити ефективність розпаралелювання, але й істотно зменшити час обчислень. Таких результатів вдалося досягти за рахунок зменшення часу граничного обміну даними між обчислювальними вузлами кластерної системи.
Результати. Особливістю запропонованого підходу є те, що він дозволив реалізувати прямий обмін даними між оперативною пам’яттю вузлів багатопроцесорної системи, що підвищує швидкодію обчислень і забезпечує високошвидкісний доступ до пам’яті її slave-вузлів. При цьому під час обміну даними між вузлами системи розвантажується система CPU і знижується завантаження каналу, який проходить між вузлами обчислювальної системи, що сприяє зменшенню часу граничного обміну даними між обчислювальними вузлами системи.
Висновки. Результати проведених експериментів показали, що розроблена багатопроцесорна система використовується для створення нових технологічних процесів. Так, вона застосовується в установці для інтенсифікації сфероїдизуючого відпалу довгомірного сталевого виробу. Безпосередньо технологічний процес термічної обробки металу придбаває такі переваги, як висока продуктивність, істотне зниження енергоспоживання і дозволяє здійснювати контроль технологічних параметрів в режимах неізотермічної обробки металу.
Methodology of increasing the reliability of video information in infocommunication networks aerosegment
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2022) Karlov, D. V.; Tupitsya, I. M.; Parkhomenko, M. V.; Карлов, Д. В.; Тупиця, І. М.; Пархоменко, М. В.
EN: Context. The problem of localization of the effect of errors in data transmission channels when using compression and noise-immune coding methods in the conditions of compliance with the speed of data delivery in infocommunication systems of the aerosegment. The object of the study is coding methods for increasing the reliability of video information resources in infocommunication networks using airmobile platforms.
Objective. The goal of the work is to methodology development of increasing the reliability of video information in the infocommunication networks of the aerosegment.
Method. The use of noise-immune coding methods to ensure the required level of reliability of video information transmitted in infocommunication systems of the aerosegment has a number of significant disadvantages: it leads to a significant increase in the bit volume of compactly presented video data; the time delay for the delivery of video information is growing, which is critical in the conditions of using airmobile platforms. An increase in time delays in the process of delivering video information leads to the fact that the video information will not be transmitted in full and, as a consequence, in the conditions of aeromonitoring, to the loss of data reliability; time for processing video data increases. The advantage of using compression coding technologies to solve the problem of increasing the reliability of video information transmitted in infocommunication systems of the aerosegment is to reduce the bit volume of the video information resource. However, the existing video processing technologies are based on the use of statistical coding methods and the identification of a series of identical sequences of repeating elements. But the use of such technologies does not provide the required level of error localization. Restructuring method was developed based on identifying patterns in the internal binary structure of message elements by a quantitative attribute. The sign of the number of series of units in the binary structure of message elements is used as a tool for restructuring. Distinctive features of the method are that the restructuring of the information space is carried out without loss of integrity on the basis of structural features by the number of binary series.
Results. The analysis of existing directions for solving the problem of increasing the level of reliability of video information transmitted in the infocommunication systems of the aerosegment was carried out. A method of internal data restructuring has been developed, which allows obtaining the following results: conditions are provided for additional reduction of structural redundancy of code representation of information due to significant reduction of information space capacity as a result of using internal data restructuring on the basis of the number of series of units; conditions are created for localization of errors in the process of reconstruction of video information resources; conditions are created to reduce the time for data processing, due to the fact that the developed method of data restructuring does not require transformations over the elements of the message.
Conclusions. It is necessary to improve the existing compression coding technologies in the direction of identifying patterns, taking into account which will allow localizing the destructive effect of errors arising in the communication channel.
UK: Актуальність. Проблема локалізації впливу помилок у каналах передачі даних при використанні методів компресійного та завадостійкого кодування в умовах дотримання швидкості доставки даних в інфокомунікаційних системах аеросегменту. Об’єктом дослідження є методи кодування для підвищення надійності відеоінформаційних ресурсів в інфокомунікаційних мережах з використанням аеромобільних платформ.
Метод. Використання методів завадостійкого кодування для забезпечення необхідного рівня достовірності відеоінформації, що передається в інфокомунікаційних системах аеросегменту, має ряд істотних недоліків – призводить до значного збільшення бітового об’єму компактно представлених відеозображень; зростає часова затримка на доставку відеоінформації, що в умовах використання аеромобільних платформ є критичним. Підвищення часових затримок у процесі доставки відеоінформації призводить до того, що: відеоінформацію буде передано не в повному обсязі і, як наслідок, в умовах аеромоніторингу до втрати достовірності даних; збільшується час на обробку відеоданих. Перевагою використання технологій компресійного кодування для вирішення задачі підвищення достовірності відеозображень, що передаються в інфокомунікаційних системах аеросегменту, є зниження бітового об’єму відеоінформаційного ресурсу. Однак існуючі технології обробки відеоданих базуються на використанні методів статистичного кодування і виявленні серій однакових послідовностей елементів, що повторюються. Але використання таких технологій не забезпечує необхідного рівня локалізації дії помилок. Розроблений метод реструктуризації на основі виявлення закономірностей у внутрішній двійковій структурі елементів повідомлення за кількісною ознакою. Інструментом для реструктуризації є ознака кількості серій одиниць у двійковій структурі елементів повідомлення. Відмінні характеристики методу полягають у тому, що реструктуризація інформаційного простору здійснюється без втрати цілісності на основі структурної ознаки за кількістю двійкових серій.
Результати. Проведено аналіз існуючих напрямків вирішення проблеми підвищення рівня достовірності відеоінформації, що передається в інфокомунікаційних системах аеросегменту. Розроблений метод внутрішньої реструктуризації даних дозволяє отримати наступні результати: забезпечуються умови додаткового скорочення структурної надмірності кодового представлення інформації зарахунок суттєвого скорочення потужності інформаційного простору в результаті використання внутрішньої реструктуризації даних за ознакою кількості серій одиниць; створюються умови для локалізації дії помилок в процесі реконструкції відеоінформаційних ресурсів; створюються умови для скорочення часу на обробку даних, в зв’язку з тим, що розроблений метод реструктуризації даних не вимагає проведення перетворень над елементами повідомлення.
Висновки. Необхідно вдосконалювати існуючі технології компресійного кодування у напрямі виявлення закономірностей, облік яких дозволить локалізувати руйнівну дію помилок, що виникають у каналі зв’язку.