Кафедра "Автоматика та управління в технічних системах"
Постійне посилання зібрання
Офіційний сайт кафедри http://web.kpi.kharkov.ua/auts
Кафедра "Автоматика та управління в технічних системах" виділилася в самостійну одиницю у складі електромеханічного факультету Харківського електротехнічного інституту в 1948 році з кафедри "Електричні апарати". У момент створення вона мала назву Кафедра "Автоматика і телемеханіка". Першим завідувачем кафедри став кандидат технічних наук, доцент Файвель Аронович Ступель.
За роки свого існування кафедра випустила понад 3500 фахівців.
Кафедра входить до складу Навчально-наукового інституту комп'ютерного моделювання, прикладної фізики та математики Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут".
У складі науково-педагогічного колективу кафедри працюють 1 доктор технічних наук, 9 кандидатів технічних наук; 1 співробітник має звання професора, 7 – звання доцента.
Переглянути
Нові надходження
Документ Разработка методов удаления дефектов на изображениях энергообъектов, полученных в процессе дистанционного мониторинга с помощью БПЛА(Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка, 2018) Ивашко, Андрей Васильевич; Зуев, Андрей АлександровичМетою статті є розробка та експериментальне дослідження методів видалення дефектів на зображеннях, отриманих в результаті дистанційного моніторингу об'єктів енергетичної інфраструктури за допомогою БПЛА, викликаного порядковим переносом зображення з матриці камери в пристрій зберігання. За час зйомки кадру об'єкт встигає змінити місце розташування, що обумовлено характером руху БПЛА, і в результаті ділянки одного кадру відображають різні моменти часу. Таке запізнення отримання даних з матриці щодо руху в кадрі призводить до появи добре помітних геометричних спотворень об'єктів. Камери з порядковим переносом, мають невисоку вартість, таким чином, їх застосування дозволяє істотно знизити вартість системи моніторингу, але вимагає розробки методів обробки отриманих зображень, які б мінімізували геометричні спотворення. При проведенні досліджень використовувалися методи кореляційного оцінювання відносного зсуву послідовностей що представляють собою рядки зображення, методи цифрової нелінійної фільтрації. Було проведено математичне моделювання в пакеті Scilab. Запропоновані і програмно реалізовані методи придушення ефекту порядкового перенесення, які не потребують аналізу послідовності кадрів і дозволяють усувати спотворення, викликані як нахилом відеокамери, так і її вібрацією. При цьому не потрібне проведення оцінки частоти коливань камери або виділення певних областей на зображенні. Використання запропонова них методів дозволяє створити програмне забезпечення для бортового комп'ютера БПЛА, яке може усувати артефакти на зображеннях, отриманих в процесі моніторингу в реальному масштабі часу. Що дозволяє спростити автоматичне виділення контурів і об'єктів на зображенні, а також визначення кількісних і якісних характеристик об'єктів за результатами фото- і відео-зйомки. Отримано розрахункові співвідношення, що дозволяють визначити передбачувані значення зсуву рядків зображення, викликаного ефектом порядкового перенесення. Крім зображень у видимому спе ктрі, запропоновані методи можуть бути використані для обробки термограм. Проаналізовано методи видалення спотворень на зображеннях та показано, що запропоновані методи дозволяють практично повністю усунути артефакти на зображенні, викликані ефектом порядкового перенесення.Документ Класифікація принципів та методів експериментального визначення просторових гармонік магнітного поля технічних об’єктів(ФОП Мезіна В., 2017) Гетьман, Андрій ВолодимировичДокумент Системи моделювання та візуалізації імітаційно-тренажерних комплексів(ФОП Секішова Т. Є., 2023) Зуєв, Андрій Олександрович; Караман, Дмитро Григорович; Євсеєнко, Олег МиколайовичУ монографії розглянуто різноманітні аспекти розробки систем візуалізації для імітаційно-тренажерних комплексів спецтехніки та БЛА. Наведено приклади практичної реалізації методів підготовки вихідних даних для моделювання, а також приклади синтезу зображень у реальному масштабі часу з використанням різних спецефектів. Розглянуто математичні моделі зберігання протяжних динамічних ландшафтів та фізичної симуляції. Книга розрахована на широке коло читачів, що включає фахівців із комп’ютерної графіки та систем візуалізації.Документ Применение нейросетей с residial архитектурой для фильтрации шумов изображений(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Васильченков, Олег Георгиевич; Сальников, Дмитрий ВалентиновичДокумент Fixed-point Realisation of Fast Nonlinear Fourier Transform Algorithm for FPGA Implementation of Optical Data Processing(SPIE, 2021) Vasylchenkova, Anastasiia; Salnikov, Dmytro; Karaman, Dmytro; Vasylchenkov, Oleg; Prilepskiy, JaroslawThe nonlinear Fourier transform (NFT) based signal processing has attracted considerable attention as a promising tool for fibre nonlinearity mitigation in optical transmission. However, the mathematical complexity of NFT algorithms and the noticeable distinction of the latter from the “conventional” (Fourier-based) methods make it difficult to adapt this approach for practical applications. In our work, we demonstrate a hardware implementation of the fast direct NFT operation: it is used to map the optical signal onto its nonlinear Fourier spectrum, i.e. to demodulate the data. The main component of the algorithm is the matrix-multiplier unit, implemented on field-programmable gate arrays (FPGA) and used in our study for the estimation of required hardware resources. To design the best performing implementation in limited resources, we carry out the processing accuracy analysis to estimate the optimal bit width. The fast NFT algorithm that we analyse, is based on the FFT, which leads to the O(N log22 N) method’s complexity for the signal consisting of N samples. Our analysis revealed the significant demand in DSP blocks on the used board, which is caused by the complex-valued matrix operations and FFTs. Nevertheless, it seems to be possible to utilise further the parallelisation of our NFT-processing implementation for the more efficient NFT hardware realisation.Документ Conveyorized implementation of aswm image filter on PLD(PC Technology Center, 2021) Vasylchenkov, Oleg; Liberg, Igor; Mozhaiev, Mykhailo; Salnikov, DmytroThe object of research is the adaptive switching weighted median image filter (ASWM) algorithm. This algorithm is one of the most effective in the field of impulse noise suppression. The computational complexity and algorithmic features of this adaptive nonlinear filter make it impossible to implement a filter that works in real time on modern PLD microcircuits. The most problematic areas of the algorithm are the weight coefficient estimation cycle, which has no limit on the number of iterations and contains a large number of division operations. This does not allow implementing the filter on PLDs with a sufficiently effective method. In the course of the research, the programming model of the filter in Python was used. The performance of the algorithm was assessed using the Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR) and Structural Similarity Index Measure (SSIM) metrics.Modeling made it possible to find out empirically the number of iterations of the cycle for estimating the weight coefficients at different levels of noise density and to estimate the effect of artificial limitation of the maximum number of iterations on the filter performance. Regardless of the intensity of the noise impact, the algorithm performs less than 40 iterations of the evaluation cycle. Let’s also simulate the operation of the algorithm with different variants of the division module implementation. The paper considers the main of them and offers the most optimal in terms of the ratio of accuracy/hardware costs for implementation. Thus, a modified algorithm was proposed that does not have these disadvantages.Thanks to modifications of the algorithm, it is possible to implement a pipelined ASWM image filter on modern PLDs. The filter is synthesized for the main families of Intel PLDs. The implementation, which is not inferior in terms of SSIM and PSNR metrics to the original algorithm, requires less than 65,000 FPGA logical cells and allows filtering of monochrome images with FullHD resolution at 48 frames/s at a clock frequency of 100 MHz.Документ Реализация фильтра с постфильтрационным принятием решения на микропроцессорных архитектурах с векторным расширением для обеспечения показателей эффективности судебной экспертизы(Черкаський державний технологічний університет, 2020) Васильченков, Олег Георгиевич; Евсина, Наталья Александровна; Сальников, Дмитрий Валентинович; Буслов, Павел ВладимировичПриводятся результаты исследований средств обеспечения показателей эффективности судебной экспертизы изображений, в том числе и цифровых. Проводится анализ основных задач, стоящих при экспертизе изображений, и методы их решений. Основной проблемой таких исследований является недостаточная автоматизация процесса обработки изображений при экспертизе. Объектом исследования является процесс фильтрации изображений, предметом исследований – фильтры, которые используются при обработке изображений. Цель статьи – построение быстродействующей реализации фильтра с постфильтрационным принятием решения на современных процессорных архитектурах. Приведены результаты анализа возможности использования векторных инструкций современных процессорных архитектур, рассмотрены алгоритмы векторизации сортировки для эффективной реализации подпрограммы поиска медианного значения внутри текущего и проведено моделирование фильтра с постфильтрационным принятием решения с целью выяснения пригодности для использования в задачах реального времени. В результате проведенных исследований впервые предложен метод векторизованной реализации фильтра с постфильтрационным принятием решения, пригодный для процессоров с набором команд SIMD ARM NEON, Intel SSE или AVX; рассмотрено использование сортирующих сетей в качестве алгоритма поиска медианы для процессоров с векторным расширением; впервые построена реализация фильтра описанным методом для процессора ARM Cortex-A9 в составе SOC Intel Cyclone® V SE 5CSEBA6U23I7NDK; проведено моделирование работы фильтра на ARM Cortex-A9. Скорость обработки изображения 512x512 пикселей составила более 500 кадров в секунду. Скорость обработки полутоновых изображений FullHD – более 60 кадров в секунду.Документ Применения нейросетей с residial архитектурой для фильтрации импульсных шумов изображений(Государственный университет имени Шакарима города Семей, 2020) Сальников, Дмитрий Валентинович; Васильченков, Олег ГеоргиевичНа текущий момент обработка изображений – одна из наиболее быстро развивающихся областей обработки данных. Данные изображений подвергаются воздействию шумов на протяжении процедуры захвата и передачи данных по каналам связи. С каждым годом объем данных изображений увеличивается. Таким образом задача удаления шумов с изображений становиться все более актуальной. В последнее время набирают популярность нейросетевые подходы к решению задачи фильтрации шумов. Для обучения сложных архитектур нейросетей используют дополнительные блоки, существенно влияющие на показатели производительности. В данной работе предложена архитектура нейросети с residual блоками, позволяющая осуществить фильтрацию с высокими показателями качества и времени.Документ Система керування положенням платформи(ДП "Український інститут промислової власності", 2002) Безлепкін, Олександр Андрійович; Бусяк, Юрій Митрофанович; Васильченков, Олег Георгійович; Головіна, Олена Василівна; Качанов, Петро Олексійович; Лещенко, Вячеслав Михайлович; Магерамов, Лютфалій Курбан-Алієвич; Наплеков, Михайло Іванович; Ребров, Олексій Анатолійович; Смоляков, Василь АндрійовичСистема керування положенням платформи, що містить контролер персонального комп'ютера, з'єднаний із трьома електроприводами, кожний з яких містить послідовно з'єднані цифровий регулятор, електродвигун, кінематично зв'язаний з редуктором, що обладнаний датчиком положення вихідного вала редуктора і за допомогою кривошипно-шатунного механізму з'єднаний із платформою, причому до другого і третього входів цифрового регулятора відповідно підключені виходи датчика струму електродвигуна і датчика швидкості обертання вала електродвигуна, встановленого на валу електродвигуна, яка відрізняється тим, що в кожний електропривод введені послідовно з'єднані датчик положення ротора електродвигуна, перший суматор, інтегратор, другий суматор, вихід якого підключений до четвертого входу цифрового регулятора, другий вихід датчика положення ротора електродвигуна з'єднаний із другим входом другого суматора, причому датчик положення ротора електродвигуна кінематично зв'язаний з електродвигуном, а вихід датчика положення вихідного вала редуктора з'єднаний із другим входом першого суматора.Документ Конспект лекцій з курсу "Конструювання та технологія виробництва систем телекомунікацій"(2022) Євсіна, Наталя Олександрівна; Дудник, Олексій ВалентиновичДокумент Методичні вказівки для самостійної роботи студентів "Вказівки та доповнення до курсу Теорії автоматичного керування" з курсу "Теорія автоматичного керування"(2022) Денисенко, Микола Анатолійович; Лещенко, Вячеслав Михайлович; Дуднік, Олексій ВалентиновичМетодичні вказівки призначені для вивчення таких систем управління та методів їх проектування. У методичних вказівках розглядаються основні питання та доповнення до деяких тем, які не увійшли в лекційний курс або були викладені частково. Розглянуті питання допоможуть ефективному освоєнню курсу "Теорія автоматичного керування" та "Теорія сигналів та систем".Документ Методичні вказівки до виконання практичних робіт "Системи цифрової обробки сигналів"(2022) Івашко, Андрій Володимирович; Лунін, Денис Олександрович; Гунбін, Михайло ВолодимировичДокумент Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт "Системи цифрової обробки сигналів"(2022) Івашко, Андрій Володимирович; Лунін, Денис Олександрович; Гунбін, Михайло ВолодимировичДокумент Синтез та дослідження цифрових пристроїв та кінцевих автоматів(2022) Караман, Дмитро Григорович; Лунін, Денис Олександрович; Гапон, Дмитро АнатолійовичОсновною метою виконання лабораторних робіт є ознайомлення студентів з основними принципами внутрішньої організації та роботи обчислювальних пристроїв цифрової техніки та систем управління, надання знань і практичних навичок, що необхідні для аналізу та проектування обчислювальних модулів та систем управління, побудованих на базі дискретної логіки та цифрових детермінованих скінченних автоматів. Лабораторні роботи та методичні вказівки до них укладені таким чином, аби студенти могли виконувати лабораторні роботи самостійно, у дистанційному та асинхронному режимах навчання.Документ Проходження сигналу через лінійні ланцюги(2022) Гапон, Дмитро Анатолійович; Лещенко, Вячеслав Михайлович; Васильченков, Олег ГеоргійовичРадіотехнічні ланцюги, що застосовуються для перетворення сигналів, дуже різноманітні за своїм складом, структурою та характеристиками. У процесі розробки та аналітичного дослідження використовують різні математичні моделі, що задовольняють вимогам адекватності та простоти.Документ Програмування на мові С++(2022) Зуєв, Андрій Олександрович; Караман, Дмитро Григорович; Денисенко, Микола АнатолійовичМетодичні вказівки призначені для вивчення основ мови програмування С++ як на практичних і лабораторних роботах, так і для самостійного вивчення. У методичних вказівках на прикладах розглядаються основні принципи програмування та методи написання програм на мові С++, а саме: вбудовані і користувацькі типи даних, структури і масиви та їх ініціалізація і використання, оператори мови С++, логічні і математичні функції, цикли і умовні оператори, функції, передача аргументів і повернення результату роботи функції, шаблони і обробка виключних ситуацій, а також основи роботи з потоками введення-виведення.Документ Основи програмування на мові Golang(2022) Зуєв, Андрій Олександрович; Сальніков, Дмитро Валентинович; Васильченков, Олег ГеоргійовичМова Golang розроблена компанією Google для вирішення практичних завдань, перший реліз мови відбувся у 2012 році. Концептуально, Golang є імперативною мовою зі статичною типізацією. Основний пріоритет при розробці мови надавався максимальній простоті та зрозумілому синтаксису, швидкій компіляції та вбудованій підтримці багатоядерних процесорів за допомогою засобів конкурентного програмування. Менеджмент пам'яті в Golang знаходиться повністю під керуванням збирача сміття.Документ Основи програмування на мові С++(2022) Зуєв, Андрій Олександрович; Гапон, Дмитро Анатолійович; Денисенко, Микола АнатолійовичМетодичні вказівки призначені для вивчення основ мови програмування С++ як на практичних і лабораторних роботах, так і для самостійного вивчення. У методичних вказівках на прикладах розглядаються основні принципи програмування та методи написання програм на мові С++, а саме: вбудовані і користувацькі типи даних, структури і масиви та їх ініціалізація і використання, оператори мови С++, логічні і математичні функції, цикли і умовні оператори, функції, передача аргументів і повернення результату роботи функції, шаблони і обробка виключних ситуацій, а також основи роботи з потоками введення-виведення.Документ Методи упорядкування даних(2022) Зуєв, Андрій Олександрович; Караман, Дмитро Григорович; Гапон, Дмитро АнатолійовичМетодичні вказівки призначені для вивчення основ теорії графів, алгоритмів сортування та кластерного аналізу. Розглянуто основні алгоритми упорядкування даних та роботи з графами, а також алгоритми кластерного аналізу. Для всіх алгоритмів розглянуті приклади реалізації на мові С++. Також в методичних вказівках представлені індивідуальні завдання для виконання лабораторних і практичних робіт, які допоможуть ефективному освоєнню програмування та інформаційних технологій.Документ Методичні вказівки до виконання розрахункового-графічного завдання "Комп'ютерне конструювання"(2022) Євсіна, Наталя Олександрівна; Дудник, Олексій Валентинович; Гунбін, Михайло ВолодимировичВ методичній розробці наведено методику розробки друкованих плат і перевірки їх працездатності в таких системах автоматизованого проектування, як: DipTrace, Eagle CAD, Proteus і Sprint Layout, а також подано загальні методичні вказівки для підготовки до проведення практичних робіт.