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
Разработка технологии модифицирования жаропрочного никелевого сплава ЖС3ДК-ВИ ультрадисперсными порошками карбонитрида титана
(Національний університет «Запорізька політехніка», 2020) Клочихин, В. В.; Данилов, С. Н.; Лысенко, Н. А.; Наумик, Валерий Владиленович; Клочихін, В. В.; Данилов, С. М.; Лисенко, Н. О.; Наумик, Валерій Владиленович; Klochikhin, V.; Danilov, S.; Lysenko, N.; Naumyk, V.
RUS: Цель исследования. Изучить влияние модифицирования присадками ультрадисперсных частиц карбонитрида титана Ti (C, N) в виде порошка и брикетов на структуру и физико-механические свойства сплава ЖС3ДК-ВИ, применяемого для изготовления литых рабочих лопаток турбин авиационных двигателей.
Методы исследования. Предварительную высокотемпературную обработку расплава (ВТОР) проводили на установке ВИП-10.
На установке УППФ-3М с основным тиглем проводили модифицирование сплава ЖС3ДК-ВИ ультрадисперсными частицами карбонитрида титана Ti (C, N) в количестве 60…80 г в виде брикетов или порошка, завернутого в никелевую фольгу.
Образцы подвергали гомогенизации при температуре 1210 °С с выдержкой 3,5 часа и охлаждением на воздухе.
Определяли химический состав сплава исследуемых вариантов. Макроструктуру изучали на пластинах толщиной ~ 4 мм после химического травления. Микроструктуру оценивали на микрошлифах до и после травления в реактиве Марбле.
Микротвердость, временное сопротивление, относительные удлинение и сужение, ударную вязкость определяли при комнатной температуре. Испытания на длительную прочность проводили при 850 °С под нагрузкой 350 МПа. Испытание лопаток на изгиб осуществляли на ручном винтовом прессе в соответствии с ГОСТ 14019-80.
Полученные результаты. Изучена микроструктура брикетов Ti+TiCN методами оптической и электронной микроскопии. Рентгеноспектральным микроанализом (РСМА) изломов образцов подтверждено достаточно равномерное распределение карбонитрида титана в объёме брикетов.
Изучены химический состав, макро- и микроструктура опытного сплава. Проведено фрактографическое исследование строения изломов образцов.
Установлено модифицирующее воздействие ультрадисперсных частиц карбонитрида титана на дендритную структуру, распределение и изменение морфологии первичных карбидов, количество и распределение карбонитридных частиц.
Проведен сравнительный анализ механических и жаропрочных свойств сплава ЖС3ДК-ВИ стандартного состава и модифицированного ультрадисперсными частицами Ti(C, N). Проведены испытания рабочих лопаток турбины на изгиб.
Научная новизна. Показано, что использование ультрадисперсных порошков карбонитрида титана для объемного модифицирования жаропрочного никелевого сплава ЖС3ДК-ВИ позволяет повысить механические и жаропрочные свойства материала. Повышение количества модификатора способствует измельчению зерна.
Более стабильные свойства и благоприятную структуру обеспечивает модифицирование расплава ультрадисперсными частицами Ti(C,N) в виде брикетов. Установлено, что модифицирование порошкообразным Ti(C,N) приводит к снижению значений ударной вязкости вследствие образования пограничной микропористости.
Практическая ценность. Разработана технология модифицирования жаропрочного никелевого сплава ЖС3ДК-ВИ, применяемого для изготовления литых рабочих лопаток газотурбинных двигателей, присадками ультрадисперсных частиц карбонитрида титана Ti(C, N), обеспечивающая повышенный уровень эксплуатационных свойств готовых изделий.
UK: Мета дослідження. Вивчити вплив модифікування присадками ультрадисперсних частинок карбонітриду титану Ti(C,N) у вигляді порошку і брикетів на структуру і фізико-механічні властивості сплаву ЖС3ДК-ВІ, що застосовується для виготовлення литих робочих лопаток турбін авіаційних двигунів.
Методи дослідження. Попередню високотемпературну обробку розплаву (ВТОР) проводили на установці ВІП-10.
На установці УППФ-3М з основним тиглем проводили модифікування сплаву ЖС3ДК-ВІ ультрадисперсними частинками карбонітриду титану Ti(C,N) в кількості 60...80 г у вигляді брикетів або порошку, загорнутого в нікелеву фольгу.
Зразки піддавали гомогенізації при температурі 1210 °С з витримкою 3,5 години і охолодженням на повітрі.
Визначали хімічний склад сплаву досліджуваних варіантів. Макроструктуру вивчали на пластинах товщиною ~ 4 мм після хімічного травлення. Мікроструктуру оцінювали на мікрошліфах до і після травлення в реактиві Марбле.
Мікротвердість, тимчасовий опір, відносні подовження і звуження, ударну в’язкість визначали при кімнатній температурі. Випробування на тривалу міцність проводили при 850 °С під навантаженням 350 МПа. Випробування лопаток на вигин здійснювали на ручному гвинтовому пресі відповідно до ГОСТ 14019-80.
Отримані результати. Вивчено мікроструктуру брикетів Ti + Ti C N методами оптичної та електронної мікроскопії. Рентгеноспектральним мікроаналізом (РСМА) зламів зразків підтверджено досить рівномірний розподіл карбонитрида титану в обсязі брикетів.
Вивчено хімічний склад, макро- і мікроструктура досвідченого сплаву. Проведено фрактографіческое дослідження будови зламів зразків.
Встановлено модифікуючу вплив ультрадисперсних частинок карбонитрида титану на дендритну структуру, розподіл і зміна морфології первинних карбідів, кількість і розподіл карбонітридним частинок.
Проведено порівняльний аналіз механічних та жароміцних властивостей сплаву ЖС3ДК-ВІ стандартного складу і модифікованого ультрадисперсними частинками Ti (C, N). Проведено випробування робочих лопаток турбіни на вигин.
Наукова новизна. Показано, що використання ультрадисперсних порошків карбонітриду титану для об’ємного модифікування жароміцного нікелевого сплаву ЖС3ДК-ВІ дозволяє підвищити механічні та жароміцні властивості матеріалу. Підвищення кількості модифікатора сприяє подрібненню зерна. Більш стабільні властивості і сприятливу структуру забезпечує модифікування розплаву ультрадисперсними частинками Ti (C, N) у вигляді брикетів. Встановлено, що модифікування порошкоподібним Ti(C, N) призводить до зниження значень ударної в’язкості внаслідок утворення приграничної мікропористості.
Практична цінність. Розробл ено технологію модифікування жароміцного нікелевого сплаву ЖС3ДК-ВІ, що застосовується для виготовлення литих робочих лопаток газотурбінних двигунів, присадками ультрадисперсних частинок карбонітриду титану Ti(C, N), що забезпечує підвищений рівень експлуатаційних властивостей готових виробів.
EN: Purpose. To study the effect of modification by the titanium carbonitride Ti(C, N) ultrafine particles additives in the form of powder and briquettes on the structure and physical-mechanical properties of the ЖС3ДК-ВІ alloy used for the manufacture of aircraft engine turbines cast rotor blades.
Research methods. Preliminary high-temperature treatment of the melt was carried out on a VIP-10 installation.
On the UPPF-3M installation with the alkaline melting pot, the ЖС3ДК-ВІ alloy was modified with ultrafine particles of titanium carbonitride Ti(C,N) in an amount of 60...80 g in the form of briquettes or powder wrapped in nickel foil.
The samples were subjected to homogenization at a temperature of 1210 °C with a holding time of 3.5 hours and air cooling.
The chemical composition of investigated alloys was determined. The macrostructure was studied on plates ~ 4 mm thick after chemical etching. The microstructure was evaluated on microsections before and after etching in the Marble reagent.
Microhardness, ultimate strength, elongation and contraction, impact strength were determined at room temperature. Long-term strength tests were carried out at 850 °C under a load of 350 MPa. The bending test of the blades was carried out on a manual screw press in accordance with GOST 14019-80.
Results. The microstructure of Ti+TiCN briquettes has been studied by optical and electron microscopy. X-ray microanalysis of specimen fractures confirmed a fairly uniform distribution of titanium carbonitride in the volume of briquettes.
The chemical composition, macro- and microstructure of the experimental alloy have been studied. A fracto-graphic study of the samples fracture structure was carried out.
The modifying effect of titanium carbonitride ultrafine particles on the dendritic structure, distribution and change in the morphology of primary carbides, the number and distribution of carbonitride particles has been established. A comparative analysis of the mechanical and heat-resistant properties of the ЖС3ДК-ВІ alloy of standard composition and modified with ultradispersed Ti(C,N) particles has been carried out. Bending tests of turbine rotor blades were carried out.
Scientific novelty. It is shown that the use of ultrafine titanium carbonitride powders for bulk modification of the heat-resistant nickel alloy ЖС3ДК-ВІ makes it possible to increase the mechanical and heat-resistant properties of the material. Increasing the amount of modifier promotes grain refinement.
More stable properties and favorable structure are provided by melt modification with ultrafine Ti(C,N) particles in the form of briquettes. It was found that modification with powdered Ti(C,N) leads to a decrease in the impact toughness values due to the formation of boundary microporosity.
Practical value. The technology of the heat-resistant nickel alloy ЖС3ДК-ВІ, used for the manufacture of cast rotor blades of gas turbine engines, modification with additives of titanium carbonitride Ti(C,N) ultrafine particles, providing an increased level of performance properties of finished products, has been developed.
Аналіз параметрів шинопроводів цехових мереж в умовах дії вищих гармонік струму
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2018) Безверхня, Юлія Сергіївна; Коцур, Михайло Ігорович; Яримбаш, Дмитро Сергійович; Коцур, Ігор Михайлович; Яримбаш, Сергій Тимофійович; Килимник, Ірина Михайлівна; Bezverkhnia, Yu. S.; Kotsur, M. I.; Yarymbash, D. S.; Kotsur, I. M.; Yarymbash, S. T.; Kylymnyk, I. M.
UK: Мета роботи. Дослідження і аналіз параметрів тролейних шинопроводів в умовах дії вищих гармонійних складових струму із врахуванням конструктивних особливостей, нелінійності магнітних і електрофізичних властивостей матеріалів, ефектів близькості, поверхневих та зовнішніх поверхневих ефектів.
Методи дослідження. Дослідження проводилися із застосуванням методів теорії електромагнітного поля, теорії електричних кіл, математичної фізики, скінченних елементів, інтерполяції, апроксимації та регресійного аналізу.
Отримані результати. Проведено оцінку падіння напруги в фазах тролей шинопроводу від дії вищих гармонік струму. Встановлено, що при допустимих значеннях вищих гармонік, регламентованих стандартом для різних коефіцієнтів короткого замикання Rsce. величина падіння напруги може зрости в 3,5 рази, а з використанням сталевого кожуха - в 4 рази. При цьому, приріст енергії магнітного поля і активних втрат в шинопроводі становить 20% відносно їх значень для основної гармоніки струму без урахування екранування, і до 23% з урахуванням екранування тролів шинопровода. Дія вищих гармонік при допустимих власних амплітудах відповідних значень коефіцієнта короткого замикання Rsce, також викликає збільшення активного опору в 4 рази, індуктивного - в 20 разів. Зважаючи на особливості розміщення системи шинопроводів в цеху, виробництва і технологічних процесів, необхідне екранування тролеїв шинопроводів. Тому, в таких випадках, для компенсації приросту та асиметрії падіння напруги в тролеях та активних втрат в шинопроводах, струмові навантаження тролей шинопроводу повинні бути знижені на 5-20% в залежності від значення коефіцієнту короткого замикання цехової мережі.
Наукова новизна. Запропоновано математичну модель електромагнітних процесів в мідному тролейному шинопроводі, що враховує конструктивні особливості, нелінійність магнітних та електрофізичних властивостей матеріалів, ефекти близькості, поверхневі та зовнішні поверхневі ефекти, вплив гармонійних складових струму на падіння напруги та втрати потужності в процесі електропередачі, яка дозволяє з високою точністю і ефективністю чисельної реалізації визначити параметри тролей шинопроводу для відповідних значень амплітуд та частот віщих гармонік струму. Вперше встановлено співвідношення u1087 падіння напруги та питомих активних втрат від спектрів частот і амплітуд гармонік струму та значень коефіцієнту короткого замикання, що дозволяє виявити ступінь і характер впливу на асиметрію падіння напруги і параметрів тролей шинопроводу.
Практична цінність. Встановлено, що при допустимих значеннях вищих гармонік, регламентованих стандартом для різних коефіцієнтів короткого замикання Rsce, величина падіння напруги може зрости в 3,5 рази, а з використанням сталевого кожуха - в 4 рази. При цьому, приріст енергії магнітного поля і активних втрат в шинопроводі становить 20% відносно їх значень для основної гармоніки струму без урахування екранування, і до 23% з урахуванням екранування тролей шинопроводу. Дія вищих гармонік при допустимих власних амплітудах при відповідних значеннях коефіцієнта короткого замикання Rsce, також викликають збільшення активного опору в 4 рази, а індуктивного - в 20 разів. Результати роботи можуть бути використані при проектуванні або модернізації існуючих цехових систем електропостачання, а також для визначення параметрів, оцінки падіння напруги в системах шинопроводів інших конструкцій.
EN: Purpose. Research and analysis trolley busbar’s parameters in condition of higher current harmonic actions, with taking into account the structural features of nonlinearity of magnetic and electrical properties of materials, proximity effects, surface and external surface effects.
Methodology. The researches were carried out using the electromagnetic field theory methods, the electrical circuit theory, mathematical physics, finite elements, interpolation, approximation and regression analysis.
Findings. The voltage drop in the phases of busbar’s trolls from the action of higher current harmonics is researched. It has been evidenced that with permissible values of higher harmonics established by the standard for different short-circuit ratio Rsce, the magnitude of the voltage drop can increase by 3.5 times, and using the steel casing – by 4 times. At the same time, the increment of the magnetic field energy and active losses in the busbar is 20% relative to their values for the main current harmonic, excluding shielding, and up to 23%, including shielding of busbar’s trolleys. The action of higher harmonics at permissible own amplitudes at corresponding values of the short-circuit ratio Rsce also causes an increase in active resistance by 4 times, inductive - by 20 times. Due the features of the placement of the busbar in the workshop, production and technological processes, the shielding of the busbar’s trolleys is required. Therefore, in such cases, to compensate for the asymmetry of the voltage drop in the trolleys and active losses in the busbars, the current load of the busbar’s trolls should be reduced by 5-20% depending on the value of the short circuit coefficient of the shop network.
Originality. The mathematical model of electromagnetic processes in the copper busbar’s trolley, which contain design features, nonlinearity of magnetic and electrophysical properties of materials, proximity effects, surface and external surface effects, the effect of current harmonic components on voltage drop and power loss in the power transmission are proposed. It allows with high accuracy and numerical efficiency, to determine the busbar’s trolley parameters for the corresponding values of the amplitudes and frequencies of the current hight harmonics. For the first time, the relationship between the voltage drop and specific active losses from the spectrum of frequencies and amplitudes of current harmonics and the values of the short-circuit coefficient is executed, which allows to determine the degree and character of the effect on the asymmetry of the voltage drop and the parameters of the busbar’s trolley.
Practical value. It has been evidenced that with permissible values of higher harmonics established by the standard for different short-circuit ratio Rsce, the magnitude of the voltage drop can increase by 3.5 times, and using the steel casing - by 4 times. At the same time, the increment of the magnetic field energy and active losses in the busbar is 20% relative to their values for the main current harmonic, excluding shielding, and up to 23%, including shielding of busbar’s trolleys. The action of higher harmonics at permissible own amplitudes at corresponding values of the shortcircuit ratio Rsce also causes an increase in active resistance by 4 times, inductive - by 20 times. The results of the work can be used in the design or modernization of existing shop power supply systems, as well as to determine the parameters, as well as to estimate the voltage drop in the other busbar’s design.
Мікроскопічна кінетика ізотермічного спікання сплаву Fe-20 % (мас.) Mo
(Національний університет «Запорізька політехніка», 2020) Мазyр, В. І.; Лобода, П. І.; Соловйова, Т. О.; Втерковський, М. Я.; Ремізов, Д. О.; Коврижко, О. М.; Смолінський, Л. Ю.; Mazur, V.; Loboda, P.; Soloviova, T.; Vterkovskyi, M.; Remizov, D.; Kovryzhko, O.; Smolinskyi, L.
UK: Мета роботи. Дослідити особливості мікроскопічної кінетики перитектоїдного перетворення в сплавах системи Fe-Mo в ізотермічному режимі.
Методи дослідження. Мікроскопічний аналіз зразків на світловому (Jenaphot 2000, K. Zeiss) та растровому електронному (РЭМ-106И фірми Selmi) мікроскопах, рентгеноспектральний мікроаналіз розподілу концентрацій елементів між фазовими складовими, рентгенофазовий аналіз (дифрактометр Rigaku Ultima IV).
Отримані результати. Досліджено зміни мікроструктури, фазового складу та параметрів кристалічних решіток порошкового сплаву Fe-20 мас.% Мо при спіканні при 920 °С. Проаналізовано зміну маси часток фазових складових в продовж 7 годинної ізотермічної витримки. Особливостями мікроскопічної кінетики є утворення аномальної дифузійної пористості на початку процесу, немонотонна зміна часток фазових складових, формування проміжних фаз з нестабільною концентрацією компонентів. Запропоновано механізм процесу спікання.
Наукова новизна. Методом аналізу локальних дифузійних потоків атомів компонентів встановлено проходження локального перитектоїдного перетворення на границі Fe/Mo при ізотермічному підводi атомів Mo з утворенням кооперативної перитектоїдної структурної складової за схемою - Fe + Mo + з надлишковими кристалами Mo.
Постановка завдань. Метою роботи є уточнення феноменологічної теорії перитектоїдного перетворення при ізотермічному збагаченні зерен - Fe молібденом методом дослідження особливостей мікроскопічної кінетики в сплавах системи Fe-Mo.
Практична цінність. Виявлено ( + ) перитектоїд з розгалуженими фазовими складовими кооперативного генезису, що утворює розвинену систему локальних дифузійних потоків атомів Mo в - Fe. Це підвищує швидкість перитектоїдного перетворення молібдену при порівняно низькій температурі спікання для цих сплавів, що зменшує енергетичні витрати на технологічний процес.
EN: Purpose of work. To investigate the features of microscopic kinetics of peritectoid transformation in Fe-Mo system alloys in an isothermal mode.
Experimental part. Microscopic analysis of samples on light (Jenaphot 2000, K. Zeiss) and scanning electron (REM 106I, Selmi) microscopes, X-ray spectral microanalysis of the component’s concentrations distribution between the phases, X-ray phase analysis (Rigaku Ultima IV diffractometer).
Results. Microstructure changes, phase composition and crystal lattices parameters of the phase constituents of the powder alloy during sintering at 920 °C were investigated. Variation in the phase constituents mass fraction during 7 hours of the isothermal exposure is analyzed. The formation of anomalous diffusion porosity at the beginning of the process, the nonmonotonic change in the phase constituents fraction and formation of intermediate phases with an unstable component’s concentration are the main features of the microscopic kinetics. The sintering mechanism is proposed.
Scientific novelty. A local peritectoid transformation existence at the Fe/Mo interface was established by analyzing the local diffusion flows of components atoms. This transformation occurs upon isothermal supply of Mo atoms with the formation of a cooperative peritectoid structural constituents according to the - Fe + Mo + scheme with residual Mo crystals.
Formulation of the problem. This work aims to clarify the phenomenological theory of peritectoid transformation during isothermal -Fe grains enrichment with molybdenum by studying the features of microscopic kinetics in the Fe-Mo system alloys.
Practical value. Peritectoid ( + ) with branched phase соnstituents of cooperative genesis forms a developed system of local diffusion flows of Mo atoms in -Fe. This increases the molybdenum peritectoid transformation rate at a relatively low sintering temperature for these alloys and reduces the energy consumption in the technological process.
The formation method of complex signals ensembles by frequency filtration of pseudo-random sequences with low interaction in the time domain
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2020) Indyk, S. V.; Lysechko, V. P.; Zhuchenko, O. S.; Kitov, V. S.; Індик, С. В.; Лисечко, В. П.; Жученко, О. С.; Кітов, В. С.
EN: Context. The problem of forming complex signal ensembles on the basis of frequency band filtering and research of their properties is considered. The object of research is the process of synthesis of signal ensembles based on frequency filtering of pseudo-random sequences of short video pulses with low interaction in the time domain.
Objective. It is to form complex signal ensembles with satisfactory values of intercorrelation properties, which are close to the signals with minimal energy interaction.
Method. The results of the application of forming complex signal ensembles method by frequency filtering of pseudo-random sequences with low interaction in the time domain are presented. As a result of the spectral band selection of the studied pseudo-random short video pulse sequences due to the use of bandpass filters based on the Chebyshev filter of the first kind, new samples of sequences with spectrum restriction are obtained. By applying intercorrelation analysis to the obtained sequence samples, the values of the maximum emissions of the side lobes of the cross-correlation functions (CCF) for all possible signal pairs are estimated. If the values of the maximum emissions of the side lobes of the CCF signals exceed the limit values, the sequence of the analyzed pair with a smaller value of the number of pulses is removed from the ensemble. In case of satisfactory value – the received signals are accepted for the signal ensemble formation with the minimum power interaction. Thus, a new set of values of the maximum emissions of the side lobes of the CCF is formed. This approach increases the number of signals in ensembles with satisfactory values of statistical characteristics with limited signal spectrum width, and the correlation properties of such sequences approach the signals with minimal energy interaction, which reduces the level of multiple access interference. As a result, complex signal ensembles obtained by frequency filtering should be used in cognitive radio systems with code division multiplexing.
Results. Based on the software implementation of the method of forming complex signal ensembles by frequency filtering of pseudo-random sequences with low interaction in the time domain, signals with satisfactory values of statistical characteristics with limited signal spectrum width with intercorrelation properties close to signals with minimal energy interaction and higher ensemble volume were selected.
Conclusions. The application of frequency filtering to pseudo-random sequences of short video pulses with a low level of cross-correlation allows to obtain complex signal ensembles, which will be similar in correlation properties to sequences with minimal energy interaction. It will reduce the level of multiple access interference. The analysis revealed that the use of frequency filtering of sequences will slightly worsen the mutual correlation properties of signals, possibly due to suboptimal synthesis of values of maximum emission levels of side lobes of CCF signals, but, nevertheless, it is possible to use such signals in modern cognitive systems radio access multiple access with code division multiplexing.
UK: Актуальність. Розглянуто задачу формування ансамблів складних сигналів на основі фільтрацій смуг частот та дослідження їх властивостей. Об’єктом дослідження є процес синтезу ансамблів сигналів на основі частотної фільтрації псевдовипадкових послідовностей коротких відеоімпульсів з низькою взаємодією у часовій області.
Мета роботи. Формування ансамблів складних сигналів із задовільними значеннями взаємокореляційних властивостей, які наближаються до сигналів з мінімальною енергетичною взаємодією.
Метод. Наведено результати застосування методу формування ансамблів складних сигналів шляхом частотної фільтрації псевдовипадкових послідовностей з низькою взаємодією у часовій області. У результаті виділення смуг спектру досліджуваних псевдовипадкових послідовностей коротких відеоімпульсів за рахунок використання смугових фільтрів, побудованих на основі фільтра Чебишева першого роду, отримують нові вибірки послідовностей з обмеженням по спектру. Шляхом застосування взаємокореляційного аналізу до отриманих вибірок послідовностей здійснюють оцінку значень максимальних викидів бокових пелюсток функцій взаємної кореляції (ФВК) для усіх можливих пар сигналів. Якщо значення максимальних викидів бічних пелюсток ФВК сигналів перевищують граничні значення, то послідовність пари, що аналізується, з меншим значенням кількості імпульсів видаляється із ансамблю. В випадку задовільного значення – отримані сигнали приймаються для формування ансамблю сигналів з мінімальною енергетичною взаємодією. Таким чином формують новий ряд значень максимальних викидів бічних пелюсток ФВК. Завдяки такому підходу в ансамблях збільшується кількість сигналів із задовільними значеннями статистичних характеристик при обмеженій ширині спектра сигналу, а взаємокореляційні властивості таких послідовностей наближаються до сигналів з мінімальною енергетичною взаємодією, що призводить до зменшення рівня завад множинного доступу. У результаті ансамблі складних сигналів, отримані шляхом частотної фільтрації доцільно використовувати в когнітивних системах радіозв’язку з кодовим розділенням каналів.
Результати. На основі програмної реалізації методу формування ансамблів складних сигналів шляхом частотної фільтрації псевдовипадкових послідовностей з низькою взаємодією у часовій області було відібрано сигнали із задовільними значеннями статистичних характеристик при обмеженій ширині спектра сигналу, із взаємокореляційними властивостями, що наближені до сигналів з мінімальною енергетичною взаємодією та із збільшеним об’ємом ансамблю.
Висновки. Застосування частотної фільтрації до псевдовипадкових послідовностей коротких відеоімпульсів з низьким рівнем взаємної кореляції дозволяє отримувати ансамблі складних сигналів, які будуть подібними за взаємокореляційними властивостями до послідовностей з мінімальною енергетичною взаємодією, що дає можливість знизити рівень завад множинного доступу. У результаті проведеного аналізу виявлено, що застосування частотної фільтрації послідовностей незначно погіршить взаємні кореляційні властивості сигналів, за рахунок, можливо, неоптимального синтезу значень рівнів максимальних викидів бічних пелюсток ФВК сигналів, але, не зважаючи на це, існує можливість застосовувати такі сигнали в сучасних когнітивних системах радіозв’язку множинного доступу із кодовим розділенням каналів.
Development and research of a wireless control system for device “bionic ear”
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2020) Arutyunov, S. D.; Astashina, N. B.; Bajdarov, A. A.; Gurko, V. A.; Mayorov, P. V.; Freyman, V. I.; Yuzhakov, A. A.; Арутюнов, С. Д.; Асташина, Н. Б.; Байдаров, А. А.; Гурко, В. А.; Майоров, П. В.; Фрейман, В. І.; Южаков, А. А.
EN: Context. The analysis of reliability indicators of information transfer between elements of wireless control systems – a control device implemented on a smartphone and a communication processor of the developed hearing aid is carried out. The object of research is the reliability indicators of the wireless control channel. The subject of the study is a theoretical and experimental analysis of the dependencies of reliability indicators of the designed wireless control system.
Objective. The purpose of the work is to determine and study the analytical and experimental dependences of the reliability of transmission over the wireless control channel on the properties of the communication channel and settings of the system elements, forming recommendations for setting the parameters of the elements of the control system.
Methods. The elements of the reliability theory are used to determine the dependences of the bit and block error coefficients on the properties of the communication channel of the configuration of the elements of the control system. Analytical relationships are obtained to determine the reliability of transmission taking into account possible signal distortions. The dependences of reliability indicators on the parameters of the elements of the control system are investigated, illustrative examples are given. Simulated circuit models of a control system with selected Bluetooth wireless technology have been developed. Experimental studies have been carried out, on the basis of the data obtained, conclusions have been drawn and recommendations have been made on the choice of control system configurations in order to ensure specified reliability indicators at maximum efficiency (information transfer rate).
Results. The dependences of reliability indicators (bit and block error coefficients) on the properties of the wireless information transmission channel and the parameters of the control system elements are obtained. Recommendations are given on the use of the results obtained when choosing the settings for the control element (smartphone) and the controlled element (communication processor of the hearing aid). To conduct experimental research, control system models in the MathWorks MatLab Simulink environment were created and tuned.
Conclusions. The studies carried out in the work allow us to calculate and reasonably choose the parameters of the devices of the wireless control system for the given reliability indicators taking into account the error behavior model in the transmission channel and the settings of the associated equipment. This makes it possible to design and implement reliable control systems with specified reliability indicators and maximum information transfer rate.
UK: Актуальність. Проведено аналіз показників достовірності передачі інформації між елементами бездротової системи управління – керуючим пристроєм, реалізованим на смартфоні, і комунікаційним процесором створюваного слухового апарату. Об’єктом дослідження є показники достовірності бездротового каналу управління. Предмет дослідження –теоретичний і експериментальний аналіз залежностей показників достовірності проектованої бездротової системи управління.
Мета роботи. Визначення і дослідження аналітичних і експериментальних залежностей показників достовірності передачі по бездротовому каналу управління від властивостей каналу зв’язку і налаштувань елементів системи, формування рекомендацій налаштування параметрів елементів системи управління.
Методи. Використано елементи теорії надійності для визначення залежностей коефіцієнтів бітових і блокових помилок від властивостей каналу зв’язку конфігурації елементів системи управління. Отримано аналітичні співвідношення для визначення показників достовірності передачі з урахуванням можливих спотворень сигналів. Досліджено залежності показників достовірності від параметрів елементів системи управління, наведені ілюструють приклади. Розроблено імітаційні схемотехнічні моделі системи управління з обраної бездротової технологієї Bluetooth. Проведено експериментальні дослідження, на підставі отриманих даних зроблено висновки і запропоновані рекомендації щодо вибору конфігурацій системи управління з метою забезпечення заданих показників достовірності при максимальній ефективності (інформаційної швидкості передачі).
Результати. Отримані залежності показників достовірності (коефіцієнти бітових і блокових помилок) від властивостей бездротового каналу передачі інформації і параметрів елементів системи управління. Надано рекомендації щодо використання отриманих результатів при виборі налаштувань керуючого елемента (смартфона) і керованого елемента (комунікаційного процесора слухового апарату). Для проведення експериментальних досліджень створено і налаштовано моделі системи управління в середовищі MathWorks MatLab Simulink.
Висновки. Проведені в роботі дослідження дозволяють розрахувати і обґрунтовано вибрати параметри пристроїв бездротової системи управління для заданих показників достовірності з урахуванням моделі поведінки помилок в каналі передачі і налаштувань супутнього обладнання. Це дає можливість проектувати і реалізувати надійні системи управління із заданими показниками достовірності та максимальної інформаційної швидкістю передачі.