Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modelling of dynamic modes in a DC motor for electric vehicle

Lyshuk Viktor, Tkachuk Anatolii, Moroz Sergiy, Yevsiuk Mykola, Khvyshchun Mykola, Prystupa Stanislav, Zablotskyi Valentyn

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2026

|

T. 16, nr 1

48--55

EN

The paper investigates mathematical models of a DC electric motor with independent excitation for electric vehicles and PWM as a speed control method. Differential equations of electromechanical state are written in normal Cauchy form. This representation simplifies the computational process, since integration is carried out by the explicit numerical method of Runge-Kutta of the fourth order, which is simpler than implicit and more accurate than single-step explicit methods. The symbolic programming language Force 2.0, which is a variant of the Fortran language, is used for modelling. Compared to mathematical packages of simulation modelling, it is convenient in terms of low time costs for compiling the program itself, since the program includes model equations together with initial conditions, a numerical method, and an integration procedure. The developed models take into account electromagnetic couplings of the motor's electrical circuits and make it possible to simulate dynamic operating modes. Such models can be used to analyse the operation of motors both autonomously and as an element of an electromechanical system, including valve converters. The operation and transient modes of a DC motor are simulated, the simulation results are given, and their analysis is presented. The results confirmed the correctness of the chosen approach to modelling and numerical methods, as well as compliance with the classical theory of electric machines.

PL

W artykule zbadano modele matematyczne silnika elektrycznego prądu stałego z niezależnym wzbudzeniem dla pojazdów elektrycznych oraz PWM jako metodę regulacji prędkości. Równania różniczkowe stanu elektromechanicznego zapisano w postaci normalnej Cauchy'ego. Takie przedstawienie upraszcza proces obliczeniowy, ponieważ całkowanie przeprowadza się za pomocą jawnej metody numerycznej Runge-Kutta czwartego rzędu, która jest prostsza od metod niejawnych i dokładniejsza od metod jawnych jednoetapowych. Do modelowania wykorzystano symboliczny język programowania Force 2.0, który jest odmianą języka Fortran. W porównaniu z pakietami matematycznymi do modelowania symulacyjnego jest on wygodny pod względem niskich kosztów czasowych kompilacji samego programu, ponieważ program zawiera równania modelu wraz z warunkami początkowymi, metodą numeryczną i procedurą integracji. Opracowane modele uwzględniają sprzężenia elektromagnetyczne obwodów elektrycznych silnika i umożliwiają symulację dynamicznych trybów pracy. Modele takie mogą być wykorzystywane do analizy pracy silników zarówno autonomicznie, jak i jako element układu elektromechanicznego, w tym przetworników zaworowych. Symulowano pracę i tryby przejściowe silnika prądu stałego, podano wyniki symulacji i przedstawiono ich analizę. Wyniki potwierdziły poprawność wybranego podejścia do modelowania i metod numerycznych, a także zgodność z klasyczną teorią maszyn elektrycznych.

2

Modeling dynamic and static operating modesof a low-power asynchronous electric drive

Lyshuk Viktor, Moroz Sergiy, Selepyna Yosyp, Zablotskyi Valentyn, Yevsiuk Mykola, Satsyk Viktor, Tkachuk Anatolii

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2025

|

T. 15, nr 2

118--123

EN

The article presents a mathematical model of the asynchronous motor in oblique coordinates, based on differential equations expressed in the standard Cauchy form. The differential equations of traditional models are implicitly formulated; therefore, during numerical implementation for prolonged processes, matrix coefficient rotation leads to significant time expenditure and the accumulation of errors during integration. This complex task is proposed to be addressed by ensuring that the differential equations of the electromechanical state are non-stiff and, importantly, written in standard Cauchy form. The standard Cauchy form is essential for analyzing asynchronous motors, as changes in the number of unknowns significantly restructure the coefficient matrix. This formulation of the equations is convenient for numerical integration, as explicit methods, which are considerably simpler than implicit methods, can be implemented. To create a mathematical model, coordinate transformations were performed based on the classical theory of electric machines. The advantage of the proposed method of using different coordinate axes is the possibility of analyzing new variables and obtaining constant coefficients in the equations of state of the electric motor. The model accounts for the electromagnetic interactions of the motor’s electrical circuits and their nonlinearity, enabling the simulation of electromagnetic and electromechanical processes. Transitional operating modes of the asynchronous motor have been modeled and analyzed. The proposed model can be utilized for analyzing the operation of motors both as standalone elements and as components of an electromechanical system. It is demonstrated that this model aligns with classical electrical machine theory. Simulation results are provided, along with their analysis.

PL

W artykule przedstawiono model matematyczny silnika asynchronicznego we współrzędnych ukośnych, oparty na równaniach różniczkowych wyrażonych w standardowej postaci Cauchy'ego. Równania różniczkowe tradycyjnych modeli są sformułowane w sposób niejawny, dlatego podczas implementacji numerycznej dla długotrwałych procesów rotacja współczynników macierzy prowadzi do znacznych nakładów czasu i akumulacji błędów podczas całkowania. To złożone zadanie proponuje się rozwiązać poprzez zapewnienie, że równania różniczkowe stanu elektromechanicznego są niesztywne i, co ważne, zapisane w standardowej postaci Cauchy'ego. Standardowa postać Cauchy'ego jest niezbędna do analizy silników asynchronicznych, ponieważ zmiany liczby niewiadomych znacząco zmieniają macierz współczynników. Takie sformułowanie równań jest wygodne dla całkowania numerycznego, ponieważ można zaimplementować metody jawne, które są znacznie prostsze niż metody niejawne. W celu stworzenia modelu matematycznego przeprowadzono transformacje współrzędnych w oparciu o klasyczną teorię maszyn elektrycznych. Zaletą zaproponowanej metody wykorzystania różnych osi współrzędnych jest możliwość analizy nowych zmiennych i uzyskania stałych współczynników w równaniach stanu silnika elektrycznego. Model uwzględnia oddziaływania elektromagnetyczne obwodów elektrycznych silnika i ich nieliniowość, umożliwiając symulację procesów elektromagnetycznych i elektromechanicznych. Zamodelowano i przeanalizowano przejściowe tryby pracy silnika asynchronicznego. Zaproponowany model może być wykorzystany do analizy działania silników zarówno jako samodzielnych elementów, jak i komponentów systemu elektromechanicznego. Wykazano, że model ten jest zgodny z klasyczną teorią maszyn elektrycznych. Przedstawiono wyniki symulacji wraz z ich analizą.

3

Investigation of DC-AC converter with microcontroller control of inverter frequency

Tkachuk Anatolii, Polishchuk Mykola, Polishchuk Liliia, Kostiuchko Serhii, Hryniuk Serhii, Konkevych Liudmyla

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2025

|

T. 15, nr 1

55--61

EN

The paper discusses the key aspects of the development of a frequency-controlled direct current to alternating current (DC-AC) converter based on a microcontroller. Electric energy converters play an important role in ensuring energy stability, especially in the conditions of frequent and unpredictable power outages, which are characteristic of Ukraine. Emphasis is placed on improving the parameters of the inverter to increase its efficiency, stability of operation, and the possibility of using alternative energy sources, such as batteries and solar panels. The work investigates the structure and principle of operation of the inverter, which includes such main components as a direct current source, a MOSFET bridge, a low-frequency filter, and an output transformer. A voltage frequency control circuit using an ATmega328P microcontroller is proposed, which allows for maintaining a stable output voltage under conditions of changing input voltage parameters. The research methodology involved conducting an experimental analysis based on a symmetric non-composite Box-Benkin plan, which made it possible to optimize the design of the device. In particular, the influence of the parameters of the secondary winding of the transformer, the power of the transistors, and the input voltage on the output power of the device was studied. The obtained results demonstrated the efficiency of the device with a rational choice of element base. In the course of the research, a mathematical model of the process of optimizing the converter parameters was developed. It was concluded that increasing the power of field-effect transistors and changing the geometrical parameters of the transformer contribute to increasing the performance of the device. Prospects for further research include modernization of the microcontroller software, integration of protective sensors, and adaptation of the device to work with different types of loads.

PL

W artykule omówiono kluczowe aspekty rozwoju przetwornicy prądu stałego na prąd przemienny (DC-AC) sterowanej częstotliwościowo na bazie mikrokontrolera. Przetwornice energii elektrycznej odgrywają ważną rolę w zapewnieniu stabilności energetycznej, zwłaszcza w warunkach częstych i nieprzewidywalnych przerw w dostawie prądu, które są charakterystyczne dla Ukrainy. Nacisk położono na poprawę parametrów przetwornicy w celu zwiększenia jej sprawności, stabilności pracy i możliwości wykorzystania alternatywnych źródeł energii, takich jak baterie i panele słoneczne. W pracy zbadano strukturę i zasadę działania przetwornicy, która obejmuje takie główne elementy, jak źródło prądu stałego, mostek MOSFET, filtr niskiej częstotliwości i transformator wyjściowy. Zaproponowano obwód sterowania częstotliwością napięcia z wykorzystaniem mikrokontrolera ATmega328P, który umożliwia utrzymanie stabilnego napięcia wyjściowego w warunkach zmieniających się parametrów napięcia wejściowego. Metodyka badań obejmowała przeprowadzenie analizy eksperymentalnej opartej na symetrycznym niekompozytowym planie Boxa-Benkina, co pozwoliło na optymalizację konstrukcji urządzenia. W szczególności zbadano wpływ parametrów uzwojenia wtórnego transformatora, mocy tranzystorów i napięcia wejściowego na moc wyjściową urządzenia. Uzyskane wyniki wykazały wydajność urządzenia przy racjonalnym wyborze bazy elementów. W toku badań opracowano model matematyczny procesu optymalizacji parametrów przekształtnika. Stwierdzono, że zwiększenie mocy tranzystorów polowych i zmiana parametrów geometrycznych transformatora przyczyniają się do zwiększenia wydajności urządzenia. Perspektywy dalszych badań obejmują modernizację oprogramowania mikrokontrolera, integrację czujników ochronnych i dostosowanie urządzenia do pracy z różnymi typami obciążeń.

4

Еlectromagnetic field equations in nonlinear environment

Lyshuk Viktor, Tchaban Vasyl, Tkachuk Anatolii, Zablotskyi Valentyn, Selepyna Yosyp

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2024

|

T. 14, nr 1

11--15

EN

The paper proposes electromagnetic field equations from the point of view of their adaptation to numerical methods. Maxwell's equations with partial derivatives are used, written concerning field vectors, which most fully reproduce the picture of physical processes in electrical engineering devices. The values of these vectors provide comprehensive information about the field at any spatio-temporal point. The concept of creating mathematical models of electrical devices adequate to physical processes has been developed. Mathematical transformations are carried out according to the rules of differential calculus. Dynamic processes in the elements of electrotechnical devices were analyzed using the apparatus of mathematical modeling. An algorithm for implementing differential equations with partial derivative numerical methods using computer simulation was implemented. The obtained results made it possible to understand the nature of electromagnetic phenomena in nonlinear media. The paper provides calculations of the field parameters in a flat ferromagnetic plate and the groove of the rotor of an electric machine.

PL

W artykule zaproponowano równania pola elektromagnetycznego pod kątem ich adaptacji do metod numerycznych. Wykorzystano równania Maxwella z pochodnymi cząstkowymi, zapisywane względem wektorów pola, które najpełniej odtwarzają obraz procesów fizycznych w urządzeniach elektrycznych. Wartości tych wektorów dostarczają wyczerpujących informacji o polu w dowolnym punkcie czasoprzestrzennym. Opracowano koncepcję tworzenia modeli matematycznych urządzeń elektrycznych adekwatnych do procesów fizycznych. Przekształcenia matematyczne przeprowadzono zgodnie z zasadami rachunku różniczkowego. Do analizy procesów dynamicznych zachodzących w elementach urządzeń elektrotechnicznych wykorzystano modelowanie matematyczne. Zaimplementowano algorytm realizacji równań różniczkowych metodami numerycznymi pochodnych cząstkowych z wykorzystaniem symulacji komputerowej. Uzyskane wyniki pozwoliły zrozumieć naturę zjawisk elektromagnetycznych w ośrodkach nieliniowych. W artykule przeprowadzono obliczenia parametrów pola w płaskiej płycie ferromagnetycznej oraz w rowku wirnika maszyny elektrycznej.

5

Tesla switch of 4 batteries based on the Arduino Uno board

Polishchuk Mykola, Grinyuk Serhii, Kostiuchko Serhii, Tkachuk Anatolii, Savaryn Pavlo

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2023

|

T. 13, nr 3

111-116

EN

The paper considered the theoretical information of generators for several power sources, schematic theirsolutions, and the main disadvantages and advantages. A generator for 4 batteries based on field-effect transistors with optical galvanic isolation and a clock generator built on the basisof the Atmega328 microcontroller, which is part of the Arduino Uno device, was studied. The result of the study was the confirmation of the existenceof the "Tesla-switch"effect. A program code was developed for the alternate switching of six transistor switches of the optical decoupling. The structural diagram of the device was studied, and the influence of the generator frequency and the consumed power of the load on the output parameters of the device were determined. The considered idea of energy saving and environmental friendliness of power supply systems is relevant, in particular in casesof blackouts.

PL

W artykule rozważono informacje teoretyczne dotyczące generatorów dla kilku źródeł zasilania, schematy ich rozwiązań oraz główne wadyi zalety. Zbadano generator dla 4 baterii oparty na tranzystorach polowychz optyczną izolacjągalwaniczną oraz generator zegara zbudowany na bazie mikrokontrolera Atmega328, który jest częścią urządzenia Arduino Uno. Wynikiem badań było potwierdzenie istnienia efektu "Tesla-switch". Opracowano kod programu do naprzemiennego przełączania sześciu przełączników tranzystorowych odsprzęgacza optycznego. Zbadano schemat strukturalny urządzenia oraz określono wpływ częstotliwości generatora i mocy pobieranej przez obciążenie na parametry wyjściowe urządzenia. Rozważana idea oszczędzania energii i przyjazności dla środowiska systemów zasilania jest istotna, w szczególności w przypadku awarii zasilania.

6

Simulation of the influence of investment and innovation activities on ensuring the international competitiveness of countries

Liutak Olena, Baula Olena, Tkachuk Anatolii

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2023

|

T. 13, nr 2

86--92

EN

The purpose of this work is to study the quality of the innovation-investment component of the international competitiveness of EU countriesand Ukraine, to reveal the potential of innovation-investment activity in ensuring the effectiveness of the national economy, as well as to substantiatethe priority vectors of leveling external shocks and promoting economic growth in Ukraine. The work evaluates the quality of theinnovation and investment component of the international competitiveness of Ukraine and its close neighbors –the countries of the Visegrad Group (Poland, the Czech Republic, Hungary and Slovakia) using econometric analysis; a multifactor economic-mathematical model was built, which determines the strength of the connection between indicators of innovation and investment activity in Ukraine and the main macroeconomic indicator –GDP; the European practiceof developing strategic programs to increase the competitiveness of the country's economy was studied; strategic innovation and investment initiativesof Ukraine are substantiated. In addition, the article made a significant theoretical and practical contribution to solving the outlined problems. The results of the study revealed the main problems of the innovation-investment component of Ukraine's international competitiveness, as well as highlightedthe potential prospects for its improvement, taking into account advanced European practices.

PL

Celem pracy jest zbadanie jakości komponentu innowacyjno-inwestycyjnego konkurencyjności międzynarodowej krajów UE i Ukrainy, ujawnienie potencjału działalności innowacyjno-inwestycyjnej w zapewnieniu efektywności gospodarki narodowej, a także uzasadnienie priorytetowe wektorówniwelowania wstrząsów zewnętrznych i promowania wzrostu gospodarczego na Ukrainie. W pracy dokonano oceny jakości komponentu innowacyjno-inwestycyjnego międzynarodowej konkurencyjności Ukrainy i jej bliskich sąsiadów –krajów Grupy Wyszehradzkiej (Polska, Czechy, Węgryi Słowacja)za pomocą analizy ekonometrycznej; zbudowano wieloczynnikowy model ekonomiczno-matematyczny, który określa siłę związku między wskaźnikami aktywności innowacyjnej i inwestycyjnej na Ukrainie a głównym wskaźnikiem makroekonomicznym –PKB; zbadano europejską praktykę opracowywania strategicznych programów zwiększania konkurencyjności gospodarki kraju; strategiczne inicjatywy innowacyjne i inwestycyjne Ukrainy są uzasadnione. Ponadto artykuł wniósł znaczący wkład teoretyczny i praktycznyw rozwiązanie przedstawionych problemów. Wyniki badania ujawniły główne problemy komponentu innowacyjno-inwestycyjnego międzynarodowej konkurencyjności Ukrainy, a także zwróciły uwagę na potencjalne perspektywy jego poprawy, biorąc pod uwagę zaawansowane praktyki europejskie.

7

Development of amodified method of network traffic forming

Kozlovskiy Valeriy, Yakymchuk Natalia, Selepyna Yosyp, Moroz Sergiy, Tkachuk Anatolii

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2023

|

T. 13, nr 1

50--53

EN

Based on the analysis of the statistical characteristics of heterogeneous network traffic of "Quadruple Play" mobile subscribers, it is shown that it cannot be represented by Poisson or Erlang distributions. It is shown that for such similar traffic, the rate of growth of the required buffer volume increases as the Hurst parameter increases. A method of adaptive traffic formation using the control of the length of intervals of the intensity of the arrival of data packets has been developed. Congestion management is carried out by changing the frequency of the marker generator (GM) on the basis of the results of forecasting the required bandwidth of the system and the required buffer size. The shaper adapts to changes in the length and instantaneous intensity of packet input in real-time.

PL

Na podstawie analizy charakterystyk statystycznych heterogenicznego ruchu sieciowego abonentów telefonii komórkowej "Quadruple Play" wykazano, że nie może on być reprezentowany przez rozkłady Poissona lub Erlanga. Pokazano, że dla takiego podobnego ruchu tempo wzrostu wymaganej objętości bufora wzrasta wraz ze wzrostem parametru Hursta. Opracowano metodę adaptacyjnego kształtowania ruchu wykorzystującą sterowanie długością interwałów natężenia napływu pakietów danych. Zarządzanie ograniczeniami odbywa się poprzez zmianę częstotliwości generatora znaczników (GM) na podstawie wyników prognozowania wymaganej przepustowości systemu oraz wymaganej wielkości bufora. Shaper dostosowuje się do zmian długości i chwilowej intensywności wprowadzanych pakietów w czasie rzeczywistym.

8

Methods for ensuring data security in mobile standards

Moroz Serhii, Tkachuk Anatolii, Khvyshchun Mykola, Prystupa Stanislav, Yevsiuk Mykola

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2022

|

T. 12, nr 1

4--9

EN

The analysis of mobile communication standards is carried out, the functional structure and interfaces of interaction between the structural elements of the cellular network are considered. To understand the principle of communication according to the GSM standard, a block diagram of a mobile switching center (MSC), base station equipment (BSS), control and service center (MCC), mobile stations (MS) is presented. The main algorithms for ensuring the confidentiality and security of mobile subscribers' data, in different types of standards, as well as the vulnerabilities of information flows are considered. In particular, the following dangerous types of attacks have been identified, to which mobile network subscribers are sensitive: sniffing; leakage of personal data; leakage of geolocation data; spoofing; remote capture of SIM-card, execution of arbitrary code (RCE); denial of service (DoS). It is established that the necessary function of the mobile network is the identification of subscribers, which is performed by IMSI, which is recorded in the SIM card of the subscriber and the HLR of the operator. To protect against spoofing, the network authenticates the subscriber before starting its service. In the case of subscriber identification, the subscriber and the network operator are protected from the effects of fraudulent access. In addition, the user must be protected from eavesdropping. This is achieved by encrypting the data transmitted over the radio interface. Thus, user authentication in UMTS, as well as in the GSM network, is carried out using encryption with a common key using the "hack-response" protocol (the authenticating party sends a random number to the authenticated party, which encrypts it according to a certain algorithm using a common key and returns the result back).

XX

Przeprowadzana jest analiza standardów komunikacji mobilnej, rozważana jest struktura funkcjonalna i interfejsy interakcji między elementami strukturalnymi sieci komórkowej. Aby zrozumieć zasadę komunikacji w standardzie GSM, przedstawiono schemat blokowy centrali ruchomej (MSC), wyposażenia stacji bazowej (BSS), centrum sterowania i obsługi (MCC), stacji ruchomych (MS). Rozważane są główne algorytmy zapewniające poufność i bezpieczeństwo danych abonentów telefonii komórkowej w różnych typach standardów, a także podatności na przepływ informacji. W szczególności zidentyfikowano następujące niebezpieczne rodzaje ataków, na które podatni są abonenci sieci komórkowych: sniffing; wyciek danych osobowych; wyciek danych geolokalizacyjnych; podszywanie się; zdalne przechwytywanie karty SIM, wykonanie dowolnego kodu (RCE); odmowa usługi (DoS). Ustalono, że niezbędną funkcją sieci komórkowej jest identyfikacja abonentów, która jest realizowana przez IMSI, która jest zapisywana na karcie SIM abonenta i HLR operatora. Aby zabezpieczyć się przed podszywaniem się, sieć uwierzytelnia subskrybenta przed uruchomieniem usługi. W przypadku identyfikacji abonenta, abonent i operator sieci są chronieni przed skutkami nieuprawnionego dostępu. Ponadto użytkownik musi być chroniony przed podsłuchem. Osiąga się to poprzez szyfrowanie danych przesyłanych przez interfejs radiowy. Tak więc uwierzytelnianie użytkownika w UMTS, jak również w sieci GSM, odbywa się z wykorzystaniem szyfrowania wspólnym kluczem z wykorzystaniem protokołu „hack-response” (strona uwierzytelniająca wysyła do strony uwierzytelnianej losową liczbę, która ją szyfruje zgodnie z określnym algorytmem używając wspólnego klucza i zwraca wynik).

9

Method for evaluation quality parameters of telecommunications services

Zablotskyi Valentyn, Selepyna Yosyp, Lyshuk Viktor, Yakymchuk Natalia, Tkachuk Anatolii

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2022

|

T. 12, nr 2

30--33

EN

Currently, cellular networks have become widespread, the operators of which simultaneously use the infrastructure of the second generation GSM networks, DCS to build third generation W-CDMA networks that provide broadband multiple access with code division. At the same time, the problem of providing high-speed Internet connections is exacerbated due to the growing volume of data of diverse types transmitted over the Internet. When testing the entire network coverage area, the total number of voice calls increases, so a method of long-term measurement of bit rate of information transmission via wireless communication channels is proposed, which does not increase the service information in the network. Mathematical modeling of Internet traffic consumption using the proposed measurement method is performed and entropy estimates of information channel bandwidth are given.

PL

Obecnie upowszechniły się sieci komórkowe, których operatorzy jednocześnie wykorzystują infrastrukturę sieci drugiej generacji GSM, DCS do budowy sieci W-CDMA trzeciej generacji, które zapewniają szerokopasmowy wielokrotny dostęp z podziałem kodowym. Jednocześnie problem zapewniania szybkich łączy internetowych jest nasilany przez rosnącą ilość danych różnego typu przesyłanych przez Internet. Przy testowaniu całego obszaru pokrycia sieci wzrasta sumaryczna liczba połączeń głosowych, dlatego proponuje się metodę długoterminowego pomiaru przepływności transmisji informacji kanałami komunikacji bezprzewodowej, która nie zwiększa informacji o usłudze w sieci. Przeprowadzane jest matematyczne modelowanie zużycia ruchu internetowego przy użyciu proponowanej metody pomiaru i podane są entropijne estymacje przepustowości kanału informacyjnego.