Вісники НТУ "ХПІ"
Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/2494
З 1961 р. у ХПІ видається збірник наукових праць "Вісник Харківського політехнічного інституту".
Згідно до наказу ректора № 158-1 від 07.05.2001 року "Про упорядкування видання вісника НТУ "ХПІ", збірник був перейменований у Вісник Національного Технічного Університету "ХПІ".
Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" включено до переліку спеціалізованих видань ВАК України і виходить по серіях, що відображають наукові напрямки діяльності вчених університету та потенційних здобувачів вчених ступенів та звань.
Зараз налічується 30 діючих тематичних редколегій. Вісник друкує статті як співробітників НТУ "ХПІ", так і статті авторів інших наукових закладів України та зарубіжжя, які представлені у даному розділі.
Переглянути
47 результатів
Фільтри
Налаштування
Результати пошуку
Документ Моделі дистанційної ідентифікації параметрів динамічних об’єктів з використанням трансформерів виявлення та оптичного потоку(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Нікуліна, Олена Миколаївна; Северин, Валерій Петрович; Кондратов, Олексій Михайлович; Ольховий, Олексій МихайловичЗадачі дистанційної ідентифікації параметрів динамічних об’єктів є важливими для різноманітних галузей, включаючи комп’ютерний зір, робототехніку, автономні транспортні засоби, системи відеоспостереження та багато інших. Традиційні методи розв’язання цих задач стикаються з проблемами недостатньої точності та ефективності визначення динамічних параметрів в умовах швидко змінюваних середовищ та складних динамічних сценаріїв. Розглядаються сучасні методи ідентифікації параметрів динамічних об’єктів з використанням технологій трансформерів виявлення та оптичного потоку. Трансформер виявлення є одним з новітніх підходів у галузі комп’ютерного зору, що використовує архітектуру трансформера для завдань детектування об’єктів. Цей трансформер інтегрує процеси виявлення об’єктів і визначення їхніх меж у єдину модель end-to-end, що значно покращує точність та швидкість обробки. Використання трансформерів дозволяє моделі ефективно обробляти інформацію з усього зображення одночасно, що сприяє кращому розпізнаванню об’єктів навіть у складних умовах. Оптичний потік є методом аналізу руху, що визначає швидкість та напрямок руху пікселів між послідовними кадрами відео. Цей метод дозволяє отримати детальну інформацію про динаміку сцени, що є критично важливим для точного відстеження та ідентифікації параметрів рухомих об’єктів. Пропонується інтеграція трансформерів виявлення та оптичного потоку для підвищення точності ідентифікації параметрів динамічних об’єктів. Комбінація цих двох методів дозволяє використовувати переваги обох підходів: високу точність детектування об’єктів та детальну інформацію про їхній рух. Проведені експерименти показують, що запропонована модель значно перевершує традиційні методи як у точності визначення параметрів об’єктів, так і у швидкості обробки даних. Ключові результати дослідження свідчать про те, що інтеграція трансформерів виявлення та оптичного потоку забезпечує надійне і швидке визначення параметрів рухомих об’єктів у реальному часі, що може бути застосовано у різних практичних сценаріях. Проведені дослідження також показали потенціал для подальшого вдосконалення методів обробки даних та їхнього застосування у складних динамічних середовищах. Отримані результати відкривають нові перспективи для розробки інтелектуальних систем моніторингу та керування, що здатні адаптуватися до швидкозмінних умов навколишнього середовища, підвищуючи ефективність та безпеку їхньої роботи.Документ Аналіз інформаційних технологій для дистанційної ідентифікації динамічних об'єктів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Нікуліна, Олена Миколаївна; Северин, Валерій Петрович; Кондратов, Олексій Михайлович; Рекова, Наталія ЮріївнаРозглянуто проблему ідентифікації динамічних об'єктів з використанням інформаційних технологій дистанційної ідентифікації. Зазначено, що ідентифікація рухомих об'єктів має важливе значення в різних сферах, включаючи автономні транспортні засоби, медичну діагностику та робототехніку. Мета статті полягає в аналізі різних інформаційних технологій виявлення об'єктів, які можуть бути використані в майбутніх дослідженнях з дистанційної ідентифікації. Проведено аналіз методів визначення швидкості як динамічного параметру, аналіз двокрокових та однокрокових методів віддаленої ідентифікації об’єктів, аналіз ранніх методів ідентифікації, а також аналіз методів покращення віддаленої ідентифікації об'єктів. Розглянуто кілька засобів визначення руху об’єктів, зокрема, пропорційно-інтегрально-диференціальний регулятор, метод блоку вирівнювання, фазова кореляція, алгоритми піксельної рекурсії та методи оптичного потоку Лукаса – Канаді, Хорна – Шунка, Фарнбека, густого оптичного потоку. Ці засоби можуть бути використані для ефективного визначення руху об'єктів та ідентифікації їхньої швидкості незалежно від розміру та положення об’єктів. Розглянуті двокрокві та однокрокові методи виявлення об’єктів: метод регіонів зі згортковими нейронними мережами, його покращення, мережі пулінгу просторової піраміди, метод "Ти дивишся лише один раз", однокроковий багаторамковий метод, мережі сітківки, кутова мережа, центральна мережа та трансформер виявлення, які використовують різні підходи для покращення продуктивності та точності виявлення об'єктів. Підкреслено необхідність використання методів згорткових нейронних мереж та мереж пулінгу просторової піраміди для ефективної ідентифікації об’єктів незалежно від їхнього розміру та положення. Пропонуються нові підходи, які дозволяють створювати представлення фіксованої довжини для обробки зображень та регіонів інтересу, а також методи Віоли - Джонса, гістограми орієнтованих градієнтів, моделі деформованих частин. Дослідження в області виявлення об’єктів сприяють розвитку інформаційних технологій та покращенню ефективності систем ідентифікації динамічних об’єктів. Шляхом огляду та аналізу різних методів надані рекомендації для дослідників і практиків, що працюють у галузі дистанційної ідентифікації динамічних об’єктів.Документ Моделювання та аналіз кодерів завадостійких каскадних кодів для динамічних систем(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Нікуліна, Олена Миколаївна; Северин, Валерій Петрович; Шаров, Владислав ОлеговичДля різних каналів передачі інформації, що можуть використовуватись у локальних системах управління широкого спектру процесів, необхідні доступні, здатні до масштабування й не витратні методи передачі, що дозволяють передавати необхідну інформацію достовірно без помилок. Помилки, що трапляються у дискретних безперервних каналах зв’язку – це основна перепона для достовірної передачі даних. Основні причини виникнення помилок – загасання сигналу, шум та різні перешкоди. Як результат аналізу статистики помилок у дискретних каналах передачі даних, було зроблено висновок, що однократні та двократні помилки трапляються у абсолютній більшості випадків. Запропоновано боротись із помилками шляхом використання завадостійкого кодування. Серед завадостійких кодів виділені надлишкові блокові роздільні систематичні коди, до яких відноситься код Хеммінга. В основу моделі завадостійкого кодування запропоновано покласти використання систематичного коду Хеммінга з подальшим каскадним кодуванням шляхом додавання біту перевірки на парність. Використана модель надала можливість боротись з усіма найбільш ймовірними випадками виникнення помилок. Оскільки дана модель кодування повинна гнучко використовуватись в різних системах, необхідним критерієм моделі є її універсальність. Тому виконане тестування моделі на вибірці з кодовими комбінаціями різної кількості бітів. Метою даної статті є аналіз залежності часу виконання процедури кодування для кодерів різного рівня: окремого кодеру першого ступеню, а також кодеру першого ступеню з додаванням кодеру другого ступеню. Проведено експерименти з великою вибіркою, які були у подальшому проаналізовані та інтерпретовані. Оскільки модель у результаті експериментів виявила себе гнучкою, простою, стабільною та ефективною, а також процес боротьби із завадами шляхом використання каскадних кодів добре себе зарекомендував у світовій практиці, модель рекомендовано для використання у різних інформаційних управляючих системах. Наведена реалізація кодеру для завадостійкої передачі даних.Документ Розробка моделі завадостійкої передачі даних для інформаційної технології оптимізації управління динамічними системами(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Нікуліна, Олена Миколаївна; Северин, Валерій Петрович; Шаров, Владислав ОлеговичДля каналів передачі даних, що використовуються у локальних системах управління різними процесами, необхідні прості й не затратні методи, які дозволять передавати необхідну інформацію без помилок. Помилки, які трапляються у безперервних каналах зв’язку – одна з основних перепон для достовірної передачі інформації. В результаті аналізу статистики помилок у дискретних каналах зроблено висновок, що найчастіше виникають однократні та двократні помилки. Мета даної статті полягає в розробці моделі завадостійкої передачі даних для інформаційної технології оптимізації управління динамічними системами. Проаналізовані причини виникнення помилок – загасання сигналу, шум та різні перешкоди. Результуючий переданий сигнал визначається поєднанням корисного сигналу і сигналу перешкод. При розгляді дискретних сигналів виділено декілька причин помилок – крайові спотворення, дроблення імпульсів та інші. Розглянуті методи боротьби з завадами: засоби експлуатаційного і профілактичного характеру; засоби підвищення перешкодостійкості при передачі одиничних елементів; використання зворотного зв’язку; додавання надлишковості до коду; завадостійке кодування. Запропоновано боротись із помилками використанням завадостійкого кодування. Серед завадостійких кодів виділені надлишкові блочні розділимі систематичні коди, які поділяють на циклічні коди та код Хеммінга. В основу моделі завадостійкого кодування запропоновано покласти використання систематичного коду – циклічного коду або коду Хеммінга з наступним каскадним кодуванням. Оскільки модель кодування має адаптивно використовуватись в різних системах, необхідним критерієм моделі є її універсальність. Модель повинна працювати в різних системах без зміни алгоритмів кодування та декодування. Серед багатьох видів завадостійких кодів обрано для використання каскадні коди. Розповсюджені каскадні коди є універсальними, легко масштабуються, працюють стабільно, добре себе зарекомендували у світовій практиці, тому їх рекомендовано для використання у різних інформаційних управляючих системах. Наведена реалізація моделі завадостійкої передачі даних.Документ Розробка нелінійної моделі парогенератора АЕС для інформаційної технології оптимізації управління(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Нікуліна, Олена Миколаївна; Северин, Валерій Петрович; Бубнов, Антон Ігорович; Кондратов, Олексій МихайловичПарогенератори сучасних енергоблоків атомних електричних станцій є критичними елементами енергоблоків та підлягають модернізації. Ідентифікація моделі парогенератора для оптимізації керування парогенератором є актуальним завданням. Мета даної статті полягає у розробці нелінійної математичної моделі парогенератора у відносних змінних для її використання в інформаційній технології оптимізації управління. Наведено математичні моделі процесів теплопередачі та пароутворення у парогенераторі у вигляді систем диференціальних рівнянь у відносних змінних. Ці моделі призначені для імітаційного моделювання теплових процесів у парогенераторі. Теплові процеси пов'язані з підведенням до парогенератора живильної води від системи водної підготовки та теплоносія від ядерного реактора, а також з відведенням пари з парогенератора до головного парового колектору. За законом збереження кількості руху робочого середовища у циркуляційному контурі парогенератора під дзеркалом випаровування отримано нелінійне диференціальне рівняння процесу циркуляції пароводяної суміші. Розроблено нелінійне диференціальне рівняння для обчислення похідної витрати пари через дзеркало випаровування у відносних змінних. Рівняння допоміжного обладнання – головного парового колектору, приводу клапана парової турбіни та виконавчого механізму регулюючого живильного клапана приведено до відносних змінних. З використанням рівнянь теплопередачі, пароутворення, циркуляції та допоміжного обладнання побудовано нелінійну модель парогенератора у просторі станів як об'єкта управління у відносних змінних. Наведено формули для обчислення значень постійних параметрів моделі парогенератора за значеннями конструктивних і технологічних параметрів. Розроблено програму для нелінійної математичної моделі парогенератора ПГВ-1000, яка включена в модуль моделей парогенераторів інформаційної технології. Це дозволить вирішити завдання ідентифікації та оптимізації інформаційної керуючої системи рівня води у парогенераторі ПГВ-1000 енергоблоку з ядерним реактором ВВЕР-1000.Документ Моделювання розвитку епідемії на основі інформаційної технології оптимізації(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Нікуліна, Олена Миколаївна; Северин, Валерій Петрович; Надуєва, Марія Олексівна; Бубнов, Антон ІгоровичРозроблені та досліджені математичні моделі епідемії для прогнозу розвитку епідемії коронавірусу COVID-19 на основі інформаційної технології оптимізації складних динамічних систем. Розглянуті математичні моделі епідемій SIR, SIRS, SEIR, SIS, MSEIR у вигляді нелінійних систем диференціальних рівнянь та проведено аналіз використання математичних моделей для дослідження розвитку епідемії коронавірусу COVID-19. На основі статистичних даних епідемії коронавірусу COVID-19 у Харківської області обчислені початкові значення параметрів моделей останньої хвилі епідемії. З використанням цих моделей програмою системного методу першого ступеня з модуля методів інтегрування інформаційної технології для розв’язання нелінійних систем диференціальних рівнянь проведено імітаційне моделювання процесів розвитку останньої хвилі епідемії. Імітаційне моделювання показує, що кількість здорових людей буде зменшуватись, а кількість інфікованих людей буде зростати. За 12 місяців кількість інфікованих людей досягне свого максимуму, а потім почне зменшуватись. Інформаційною технологією оптимізації динамічних систем виконана ідентифікація параметрів моделей епідемії COVID-19 на основі статистичних даних захворювань у Харківської області. З використанням отриманих моделей проведено прогнозування розвитку останньої хвилі епідемії COVID-19 у Харківської області. Наведено процеси розвитку епідемії за SIR-моделлю з імунітетом, що слабшає, зі значеннями параметрів моделі, отриманих в результаті ідентифікації. Приблизно за 13 місяців від початку хвилі епідемії кількість інфікованих людей досягне свого максимуму, а потім почне зменшуватись. За 10 місяців все населення Харківської області буде інфіковано. Ці результати дозволять передбачити можливі варіанти розвитку епідемії коронавірусу COVID-19 у Харківської області для вчасного проведення адекватних протиепідемічних заходів.Документ Моделювання теплових процесів парогенератора АЕС для інформаційної технології оптимізації управління(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Нікуліна, Олена Миколаївна; Северин, Валерій Петрович; Коцюба, Ніна Вікторівна; Бубнов, Антон ІгоровичРозроблені математичні моделі теплових процесів у формі Коші в просторі стану з відносними змінними парогенератора ПГВ-1000 енергоблоку атомної електричної станції з ядерним реактором ВВЕР-1000 для використання моделей в інформаційній технології оптимізації управління парогенератором. Розглянуто робочі теплові процеси в парогенераторі ПГВ-1000, які пов’язані з підведенням до нього живильної води від системи водяної підготовки і теплоносія від ядерного реактора та відведенням пари у головний паровий колектор. Представлена розрахункова схема парогенератора, яка відображає робочі процеси в ньому під дзеркалом випаровування і над ним. На основі диференціальних рівнянь теплового балансу теплоносія в парогенераторі та в металевих теплообмінних трубках виконане моделювання теплопередачі від теплоносія до живильної води в парогенераторі. Розроблена модель теплопередачі у вигляді лінійної системи диференціальних рівнянь у відносних змінних стану. Розглянуті процеси пароутворення при нагріванні живильної води поверхнею теплопередачі. Складені диференціальні рівняння матеріального і теплового балансів динамічних процесів пароутворення в парогенераторі, які не є рівняннями у формі Коші. Виконані перетворення диференціальних рівнянь матеріального і теплового балансів в парогенераторі до форми Коші. Отримана нелінійна система диференціальних рівнянь балансу пароутворення у відносних змінних стану. Обчислені значення постійних параметрів моделей для парогенератора ПГВ-1000. Математична модель теплових процесів в парогенераторі ПГВ-1000, яка представлена у вигляді системи диференціальних рівнянь і включає процеси теплопередачі та пароутворення, за допомогою інформаційноїтехнології оптимізації дозволить виконати ідентифікацію та оптимізацію системи управління парогенератором.Документ Розробка інформаційної технології оптимізації управління складними динамічними системами(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Нікуліна, Олена Миколаївна; Северин, Валерій Петрович; Коцюба, Ніна ВікторівнаРозроблена структура інформаційної технології оптимізації складних динамічних систем. Структура включає блок моделей систем, модуль методів інтегрування, блок обчислення критеріїв якості систем, блок методів оптимізації, модуль структур даних та блок подання інформації. Представлена функціональна модель інформаційної технології. У блоці моделей систем знаходяться моделі динамічних систем – об’єктів управління, регуляторів, інформаційних управляючих систем. Це дозволяє моделювати інформаційні управляючі системи енергоблоків АЕС, систему управління квадрокоптером, генератори електричних імпульсів та інші динамічні системи. У модулі методів інтегрування зібрані методи інтегрування систем диференціальних рівнянь: метод матричної експоненти для інтегрування лінійних систем, системні методи для інтегрування нелінійних систем, інші методи. У блоці обчислення критеріїв якості систем створені програми для обчислення різних критеріїв інформаційних управляючих систем: стійкості процесів управління, ідентифікації параметрів, прямих показників якості систем, інтегральних квадратичних оцінок. Розроблено блок методів оптимізації. Цей блок містить модулі методів одновимірного пошуку, багатовимірної безумовної оптимізації, глобального пошуку, генетичних алгоритмів, мінімізації суми квадратів, умовної оптимізації, векторної оптимізації. Для тестування методів створені модулі тестових функцій. Ці модулі включають тестові функції, їх бази даних та програми тестування. Розроблено модуль загальних структур даних. Запропоновані глобальні структури даних – структура постійних даних задач і методів оптимізації, структура змінних параметрів стану процесу оптимізації та структура функцій для узгодження взаємодії методів оптимізації. Блок подання інформації розв’язання задач дозволяє подавати процес оптимізації у вигляді таблиць і графіків.Документ Optimization of direct quality indexes of automatic control systems of steam generator productivity(НТУ "ХПІ", 2018) Nikulina, Elena Nikolaevna; Severyn, Valerii Petrovich; Kotsiuba, Nina ViktorivnaThe system of automatic control of the productivity of the PGV-1000 steam generator of the power unit of the nuclear power plant with the WWER-1000 reactor is considered. This control system includes a system for automatically controlling the water level in the steam generator. The error signal, which is fed to the input of the productivity controller, is generated by the signal of the specified speed of the drive turbine, as well as pulses from the thermal power sensor and from the water and vapor pressure sensors. Based on the model of the water level control system in the steam generator, mathematical models of performance control systems have been developed under various control laws. To formulate optimization tasks for performance management systems, vectors from variable parameters of performance controllers are formed, constraints on these parameters are imposed, constraints are created for the areas of system stability, direct indexes of system quality are introduced, and a vector objective function is created that takes into account all imposed restrictions and quality criteria. Computational experiments on optimizing the controllers of productivity control systems were performed on the basis of direct quality indexes of systems by modified methods of step adaptation and Nelder – Mead. Analysis of the results of optimization of performance control systems allows us to conclude that, in comparison with the minimization of integral quadratic estimates, the optimization of direct quality indexes has made it possible to substantially improve the speed of the systems. The greatest value of the control time takes place for the differential controller, and the smallest identical values – for the proportional-integral and proportional-integral-differential regulators. Theoretically, the expediency of using a more simple proportional-integral controller in the steam generator productivity control system is justified. Additional analysis of the state variables in the productivity control system and comparison of transients before and after optimization allows us to conclude that the maximum deviation of the water level in the steam generator has decreased and its oscillations have disappeared. Also, fluctuations in water flow disappeared, the maximum deviation and oscillation of the control error decreas ed substantially, the overshoot and oscillations of other state variables practically disappeared. Thus, the optimization of the quality indexes of the automatic control system of the steam generator’s productivity has made it possible to significantly improve the main processes in it.Документ Модель паровой турбины К-1000-60/1500-2 для исследования процессов управления(НТУ "ХПІ", 2017) Северин, Валерий Петрович; Никулина, Елена Николаевна; Шевцов, Александр СергеевичПриведены уравнения переходных режимов паровой турбины. Путем преобразования уравнений турбины построена нелинейная модель паровой турбины К-1000-60/1500-2 как объекта автоматического управления в относительных переменных состояния, учитывающая экспериментальные данные регулирующих органов и использующая минимальное количество вычислений. На основании этой модели для исследования режима сброса нагрузки построены графики изменения переменных давления и частоты.