Електротехніка та електроенергетика - 2022, №4
Permanent URI for this collectionhttps://eir.zp.edu.ua/handle/123456789/25690
Browse
Recent Submissions
Item Система підтримки прийняття рішень для управління портфелями проєктів енергозбереження на енергоємних підприємствах(Національний університет "Запорізька політехніка", 2022) Дубровін, Валерій Іванович; Дейнега, Лариса Юріївна; Лактіонов, В. В.; Dubrovin, V. I.; Deineha, L. Y.; Laktionov, V. V.UK: Мета роботи. Розробка програмного комплексу, що базується на методах прийняття рішень для управління портфелями проєктів енергозбереження на енергоємних підприємствах. Методи дослідження. Для вирішення проблеми управління портфелями проєктів була обрана портфельна теорія фінансових інвестицій Марковіца, яка дозволяє здійснити найбільш вигідний розподіл ризику портфелю та виконати оцінювання прибутку за допомогою методів оптимізації. В поєднанні з даною теорією було вирішено використовувати методи пошуку максимального коефіцієнта Шарпа, а також мінімальної волатильності за пакетом даних випадково згенерованих портфелів. Отримані результати. В результаті виконаної роботи було розроблено програмну систему, яка має у своєму функціоналі автоматичне завантаження пакету даних обраних акцій за вказаний період часу з електронного ресурсу, генерує випадковий портфель та виконує його оптимізацію за допомогою максимізації коефіцієнту Шарпа та мінімізації волатильності портфелю. Також програма має можливість відображати результати оптимізації згенерованого портфелю у вигляді таблиць та графіків. Система підтримки прийняття рішень для управління портфелями проєктів енергозбереження була розглянута через її узагальнення до методів оптимізації інвестиційних портфелів, але з врахуванням специфіки предметної області. Програмний комплекс був протестований на наборі даних цін акцій енергоємних підприємствах. Отримані в результаті роботи системи графічні дані та таблиці дозволяють користувачу програми в повному обсязі оцінити створений портфель проєкту енергозбереження. Наукова новизна. Розроблена програмна система поєднує одразу декілька методів, а саме: методи оптимізації інвестиційного портфелю за портфельною теорією Марковіца, методи пошуку максимального коефіцієнта Шарпа та методи знаходження мінімальної волатильності. Дане рішення дозволяє використовувати систему для розв’язання широкого спектру завдань. Практична цінність. Виконана розробка дозволяє зручно виконувати оптимізацію інвестиційних портфелів для різноманітних активів, що дає змогу використовувати розробку для управління портфелями проєктів енергозбереження на енергоємних підприємствах. Також, система може бути основою для подібних розробок. EN: Purpose. Development of a software complex based on decision-making methods for managing a portfolio of energy-saving projects at energy-intensive enterprises. Methodology. To solve the problem of managing project portfolios, Markowitz's portfolio theory of financial investments was chosen, which allows for the most profitable distribution of portfolio risk and performing income assessment using optimization methods. In combination with this theory, it was determined to use the methods of finding the maximum Sharpe ratio, as well as the minimum volatility based on a data package of randomly generated portfolios. Findings. As a result of the work performed, a software system was developed, which has in its functionality the automatic download of a data package of selected shares for the specified period of time from the electronic resource, generates a random portfolio and performs its optimization by maximizing the Sharpe ratio and minimizing the volatility of the portfolio. Also, the program has the ability to display the results of optimization of the generated portfolio in the form of tables and graphs. The decision support system for managing portfolios of energy-saving projects was considered through its generalization to methods of optimizing investment portfolios, but taking into account the specifics of the subject area. The software complex was tested on a data set of share prices in energy-intensive enterprises. Graphical data and tables obtained as a result of system operation allow the program user to evaluate fully the created energy saving project portfolio. Originality. The developed software system combines right away several methods, namely: methods of optimizing an investment portfolio according to Markowitz's portfolio theory, methods of finding the maximum Sharpe ratio and methods of finding minimum volatility. This solution allows you to use the system to solve a wide range of tasks. Practical value. The completed development makes it possible to optimize conveniently the investment portfolios for various assets, which makes it possible to use the development of energy saving project portfolio management in energy-intensive enterprises. Also, the system can serve as a basis for such developments.Item Дослідження випромінюючого модуля системи енергетичного менеджменту будівель(Національний університет "Запорізька політехніка", 2022) Магро, В. І.; Плаксін, С. В.; Magro, V. I.; Plaksin, S. V.UK: Мета роботи. Вдосконалення інструментарію взаємодії між сенсорами та системою керування будівлі за допомогою використання трикутної мікросмужкової антени. Методи дослідження. Математичне моделювання методом кінцевих різниць у часовій області. Отримані результати. Запропоноване технічне рішення полягає у виборі оптимальної конструкції випромінюючого модулю у формі трикутної мікросмужкової антени, шляхом математичного моделювання, значень геометричних розмірів трикутника, товщини діелектричного шару та значення його діелектричної проникності, загальних розмірів випромінюючого модулю які забезпечують оптимальне узгодження антени з фідером живлення у вигляді мікросмужкової лінії. Розроблено комп'ютерну модель трикутної мікросмужкової антени методом кінцевих різниць у часовій області дозволяє провести дослідження щодо параметрів даної антени, які забезпечують стійкий бездротовий зв’язок між системою давачів (сенсорів) та блоком керування автоматизацією будинка. Умовою підвищення ступеня узгодження антени із лінією живлення вибір способу живлення антени. Встановлено, що найбільш оптимальним способом живлення трикутної антени є спосіб приєднання мікросмужкової лінії до середини сторони трикутника, у порівнянні зі способом приєднання лінії живлення до вершини трикутника. Проведено оптимізацію ширини мікросмужкової лінії живлення по критерію мінімізації модуля коефіцієнта відбиття на вході антени. Проведено дослідження ступеня узгодженості антени на робочих частотах 2,4 та 7 ГГц. На частоті 7 ГГц величина модуля коефіцієнта відбиття складає ‐23,6776 дБ. Розраховані тривимірна та двовимірні діаграми спрямованості даної антени. Діаграма спрямованості має майже сферичну форму, тобто дозволяє розміщувати випромінюючий модуль у довільній орієнтації щодо земної поверхні. Це дозволяє використовувати трикутну мікросмужкову антену у якості випромінюючого модуля системи енергетичного менеджменту будівель та системи розумний дім. Наукова новизна. Дослідження способів живлення трикутної мікросмужкової антени дозволяє знайти оптимальне узгодження антени із лінією живлення, що забезпечує формування характеристик випромінювання які забезпечують ефективну взаємодію між давачами (сенсорами) та системою керування енергетичного менеджменту будівлі. Практична цінність. Отримані в результаті дослідження характеристик випромінювання трикутної мікросмужкової антени дозволяють використовувати її для організації бездротового каналу зв’язку в 4% смузі робочих частот. EN: Purpose. Improving the toolkit of interaction between sensors and the building control system using a triangular microstrip antenna. Methodology. Mathematical modeling by the method of finite differences in the time domain. Findings. The proposed technical solution consists in choosing the optimal design of the radiating module in the form of a triangular microstrip antenna, by means of mathematical modeling, the values of the geometric dimensions of the triangle, the thickness of the dielectric layer and the value of its dielectric constant, the overall dimensions of the radiating module, which ensure optimal coordination of the antenna with the power feeder in the form of a microstrip line. The developed computer model of the triangular microstrip antenna using the finite-difference method in the time domain allows conducting research on the parameters of this antenna that provide stable wireless communication between the system of sensors and the home automation control unit. The condition for increasing the degree of matching the impedance of the antenna and the supply line is the choice of the method of powering the antenna. It was established that the most optimal way of feeding a triangular antenna is the method of connecting the microstrip line to the middle of the side of the triangle, compared to the way of connecting the power line to the top of the triangle. The width of the microstrip power line was optimized according to the criterion of minimizing the module of the reflection coefficient at the antenna input. A study of the degree of matching the impedance of the antenna at operating frequencies of 2,4 and 7 GHz was carried out. At a frequency of 7 GHz, the magnitude of the reflection coefficient module is -23,6776 dB. The three-dimensional and two-dimensional radiation patterns of this antenna are calculated. The radiation pattern has an almost spherical shape, that is, it allows placing the radiating module in any orientation relative to the earth's surface. This allows the triangular microstrip antenna to be used as a radiating module of the building energy management system and the smart home system. Originality. The study of the ways of feeding the triangular microstrip antenna allows to find the optimal coupling of the antenna with the power line, which ensures the formation of radiation characteristics that ensure effective interaction between the sensors and the building's energy management control system. Practical value. The radiation characteristics of a triangular microstrip antenna obtained as a result of the study make it possible to use it to organize a wireless communication channel in a 4% operating frequency band.Item Система запобігання буксування електромобіля на основі контролера нечіткої логіки(Національний університет "Запорізька політехніка", 2022) Воробйов, Б. В.; Сенченко, С. О.; Пшеничников, Д. О.; Ліхно, Я. В.; Хань, Л.; Vorobiov, B. V.; Senchenko, S. O.; Pshenychnykov, D. O.; Likhno, Y. V.; Khan, L.UK: Мета роботи. Розробка функціональної схеми системи запобігання ковзанню, побудова математичної моделі, синтез нечіткого регулятора, моделювання та підтвердження працездатності системи. Методи дослідження. Математичний аналіз та моделювання. Отримані результати. Обґрунтовано структуру та визначено лінгвістичні змінні фазі регулятора. Зроблено вибір кількості термів вхідних і вихідних змінних фазі регулятора, виходячи з мінімізації кількості правил логічної обробки. Здійснено вибір термів лінгвістичних змінних фазі регулятора у вигляді найпростіших трикутних для середніх значень діапазону їх визначення та трапецеїдальних для граничних значень. Розроблено правила логічної обробки. Здійснено вибір алгоритму нечіткого виведення та визначено параметри дефазифікації. Побудована комп’ютерна модель системи запобігання буксування з використанням Fuzzy logic toolbox пакета MATLAB та була побудована з використанням 9 правил логічної обробки. Проведено комп’ютерне моделювання розгону електромобіля з наступним буксуванням одним та двома колесами. Система підтримує неузгодженість швидкостей коліс зі швидкістю електромобіля на постійному заданому рівні 1,5 с-1 – відповідно до сформульованого алгоритма ідентифікації і повністю запобігає надмірному буксуванню. Наукова новизна. Побудований фазі регулятор забезпечує мінімізацію невідповідності швидкості обертання колеса лінійної швидкості руху електромобіля, що в свою чергу мінімізує пробуксовку і забезпечує максимально можливий момент, що крутить, відносно до моменту установки. Практична цінність. Комп'ютерне моделювання проводилося для двох режимів: розгін з наїздом на поверхню зі зниженим коефіцієнтом зчеплення (0,1) одним колесом та розгін з наїздом на поверхню зі зниженим коефіцієнтом зчеплення (0,1) двома колесами. Система повністю запобігає надмірному ковзанню. EN: Purpose. Development of a functional diagram of a slip prevention system, build a mathematical model, synthesize a fuzzy regulator, simulate and confirm the system's performance. Methodology. Mathematical analysis and modeling. Findings. The structure is substantiated and the linguistic variables of the fuzzy regulator are determined. The choice of the number of terms of the input and output variables of the fuzzy controller is made, proceeding from the minimization of the number of logical processing rules. The terms of the linguistic variables of the fuzzy controller are selected in the form of the simplest triangular for the mean values of the range of their definition and trapezoidal for the limit values. Logical processing rules were developed. The choice of the fuzzy inference algorithm was made and the defuzzification parameters were determined. A computer model of the slip prevention system was built using the Fuzzy logic toolbox of the MATLAB package and was framed using 9 logic processing rules. Computer simulation of the acceleration of an electric vehicle with subsequent slipping by one and two wheels has been carried out. The system maintains the inconsistency of wheel speeds with the electric vehicle speed at a constant set level of 1.5s-1 – in accordance with the formulated identification algorithm and completely prevents excessive slipping. Originality. The built-in phase regulator ensures minimization of the discrepancy between the speed of the wheel rotation and the linear speed of the electric vehicle, which in turn minimizes slippage and provides the maximum possible torque relative to the moment of installation. Practical value. Computer simulation was carried out for two modes: acceleration with a collision with a surface with a reduced coefficient of adhesion (0.1) with one wheel and acceleration with a collision with a surface with a reduced coefficient of adhesion (0.1) with two wheels. The system completely prevents excessive slipping.