Електротехнічні та комп'ютерні системи

Методика оцінювання ефективності алгоритмів керування двоконтурним індивідуальним електроприводом

О.Г. Нестеренко, Т. Ю. Кунченко — нд, 31 тра 2026 00:00:00 +0300

Анотація. У статті розроблено методику оцінювання ефективності алгоритмів керування двоконтурним індивідуальним електроприводом електромобіля у віртуальних і віртуально-фізичних випробуваннях. Актуальність роботи зумовлена тим, що коректне порівняння алгоритмів тягового та протибуксувального керування залежить не лише від їх логіки, а й від прийнятого випробувального сценарію, способу реєстрації енергетичних показників, структури тестового режиму та узгодження між етапами математичного моделювання і стендової перевірки. Метою дослідження є формування відтворюваної методичної основи для порівняння алгоритмів керування в однакових умовах експлуатації, наближених до реальної міської роботи транспортного засобу, з можливістю подальшого перенесення логіки оцінювання з чисельного експерименту до програмно-апаратного контуру. Запропонована методика передбачає послідовне проведення віртуальних і віртуально-фізичних випробувань у межах єдиного підходу до формування тестового режиму та обробки отриманих результатів. Як базовий швидкісний профіль використано міський цикл TRRL 1.1, який відображає характерне чергування розгонів, уповільнень, зупинок і ділянок рівномірного руху. Для відтворення змінних умов взаємодії колеса з дорогою випробувальний сценарій доповнено імовірнісним розподілом типів дорожнього покриття. У запропонованій конфігурації ділянки з пониженими зчіпними властивостями задаються стохастичним чергуванням мокрого асфальту і спресованого снігу, що дає змогу моделювати як симетричні, так і асиметричні умови зчеплення для правого і лівого бортів автомобіля та відтворювати більш реалістичні сценарії виникнення буксування.

Систему критеріїв оцінювання сформовано на основі сумарного середнього коефіцієнта корисної дії колеса в тяговому режимі за цикл, сумарного середнього коефіцієнта корисної дії системи електроприводів, загального сумарного коефіцієнта корисної дії тягової системи та витрат електричної енергії за цикл. Такий набір показників дозволяє комплексно враховувати як втрати, пов’язані з електромеханічним перетворенням енергії, так і втрати, обумовлені реалізацією сили тяги та режимами буксування. Показано, що поєднання міського циклу руху зі стохастичною зміною дорожніх умов забезпечує більш інформативну, об’єктивну та відтворювану основу для порівняння алгоритмів керування, ніж спрощені сценарії зі сталими зчіпними властивостями. Практичне значення роботи полягає у можливості використання запропонованої методики для попереднього відбору, налагодження та подальшого кількісного порівняння конкретних алгоритмів керування двоконтурним індивідуальним електроприводом у єдиному випробувальному середовищі.

Спрощене моделювання тиристорного асинхронного електроприводу

А. О. Бойко , В. П. Пліс, П. В. Брем, Є. О. Соколов, Д. В. Токарчук — нд, 31 тра 2026 00:00:00 +0300

Анотація. У роботі розроблено спрощену модель асинхронного електроприводу з тиристорним перетворювачем напруги, орієнтовану на баланс між точністю розрахунків та обчислювальною ефективністю. Вихідна напруга перетворювача представляється набором гармонік, що подаються на асинхронний двигун, що виключає необхідність детального моделювання комутаційних процесів кожного вентиля. Такий підхід дозволяє використовувати як повну модель двигуна, так і апроксимуючу, зберігаючи симетрію машини та основні характеристики досліджуваних режимів. Особливу увагу приділено моделюванню джерела живлячих напруг і розробці методів визначення фази струму статора. Розглянуто два підходи: визначення еквівалентної фази за активною та реактивною складовими еквівалентного опору та обчислення миттєвої фази за проекціями фазних струмів та напруг. Наведено структурні схеми моделей для розрахунку статичних характеристик та динамічних режимів, включаючи пуск, реверс та зміни кутів керування вентилів. Запропонована модель дозволяє досліджувати динаміку струмів та моменту при полігармонійному живленні, враховуючи вплив вищих гармонік та фазових зрушень, а також інтегрується із системами автоматизації. Результати роботи демонструють, що спрощені моделі асинхронного тиристорного електроприводу можуть бути ефективним інструментом як для аналізу, так і для синтезу тиристорних електромеханічних систем.

Енергетика багатомоторного електроприводу

В. А. Войтенко , А. О. Кнюх , В. А. Водічев, О. Г. Калінін — нд, 31 тра 2026 00:00:00 +0300

Анотація. Мета наукової роботи полягає в зменшенні втрат енергії в тяговому електроприводі транспортних засобів. В доповіді на конференції порівнюється потужність втрат енергії в тягових асинхронних двигунах великої і малої потужності в залежності від значення рушійного моменту, який розвиває тяговий електропривод електротранспортного засобу. Проведено дослідження залежності енергетичної ефективності багатомоторного електропривода відносно одномоторного електропривода при зміні рушійного моменту. Побудовано графіки залежності енергетичної ефективності багатомоторного тягового електропривода відносно одномоторного тягового електропривода при зміні сумарного рушійного моменту для різної кількості двигунів, задіяних в багатомоторному електроприводі. За результатами проведеного енергетичного аналізу розраховано значення ККД асинхронних двигунів при різному значенні потужності, яку вони розвивають, та проведено порівняння розрахованих значень ККД зі значеннями ККД, наведеними в довіднику.

Сучасні досягнення силової електроніки в сфері управління безщітковими двигунами постійного струму

А. І. Шестака, Л. В. Мельнікова — нд, 31 тра 2026 00:00:00 +0300

Анотація. У статті проведено аналіз стрімкого росту популярності безщіткових двигунів постійного струму, які в останні роки впевнено займають вагомі позиції в таких галузях, як промислова автоматизація та робототехніка, електромобілі та електротранспорт, медичне обладнання, військова і аерокосмічна промисловість, дрони та інші безпілотні апарати, побутова техніка, комп'ютерна периферія. Показано, що безщіткові двигуни мають багато явних переваг над щітковими двигунами постійного струму та асинхронними двигунами: високий (до 96 %) коефіцієнт корисної дії, кращі електромеханічні характеристики, високі динамічні показники, тривалий термін служби при низьких вимогах до періодичного обслуговування, низький рівень акустичного шуму і низькі електромагнітні випромінювання, широкий діапазон робочих швидкостей. Підкреслюється, що ці двигуни характеризуються високою щільністю механічної потужності на одиницю об'єму і ваги, що робить їх майже безальтернативними у застосуваннях, де розмір і маса є критичними факторами.

В статті наведено технічний огляд методів керування безщітковими двигунами постійного струму, а також їх практичної реалізації в сучасних драйверах. Визначено, що розробка алгоритму керування залежить від типу двигуна (трапецієподібний або синусоїдальний), вимог керування точним положенням ротора положення (з датчиками положення ротора або без них) та задач керування швидкістю і крутним моментом (струмом). Збільшення обчислювальної потужності і тактової частоти сучасних процесорів зробило можливим впровадження в драйвери високоякісних алгоритмів, таких як орієнтоване за полем керування, що забезпечує більш ефективну роботу двигуна з високим коефіцієнтом корисної дії та кращою енергоефективністю навіть при малих навантаженнях, а також дозволяє досягати менших пульсацій крутного моменту при швидкій динамічній реакції на зміну навантаження. Важливим висновком є те, що за допомогою сучасних драйверів реалізуються набагато точніші алгоритми цифрового векторного керування, такі як орієнтоване за полем управління, коли алгоритм підтримує ефективність у широкому діапазоні швидкостей та враховує зміни крутного моменту з перехідними фазами шляхом обробки динамічної моделі двигуна в реальному часі. Серед вже працюючих технічних рішень є способи виключення датчиків фазного струму та використання естиматора для бездатчикового керування швидкістю і моментом. Встановлено, що керування безщітковими двигунами за допомогою сучасних драйверів дозволяє економічно ефективно проектувати інтелектуальні електроприводи шляхом зменшення кількості системних компонентів, скорочення робочого часу на розробку проекту та підвищення ефективності технічного рішення.

Дослідження точності моделювання сонячних панелей з урахуванням впливу експлуатаційних факторів

О. А. Кетрарь — нд, 31 тра 2026 00:00:00 +0300

Анотація. В статті проведено порівняння результатів експериментального дослідження сонячних панелей з математичними моделями зробленими в Matlab, Simulink. Застосовано приведення експериментальних даних к стандартним умовам тестування. Проведено аналіз моделювання однодіодної та дводіодної моделі сонячних панелей. Точність моделей оцінюється з використанням комплексу статистичних та практичних метрик. Подані пропозиції щодо подальших досліджень режимів роботи сонячних панелей.

Оптимізація вибору компонентів гібридної енергосистеми для живлення споживачів багатоквартирного будинку

В. Л. Біляєв, А. М. Павлюк — нд, 31 тра 2026 00:00:00 +0300

Анотація. В умовах воєнного стану в Україні та значного дефіциту електричної енергії, обумовленого пошкодженням енергетичної інфраструктури внаслідок численних бомбардувань країни – агресора зростає попит на електроенергію від альтернативних джерел енергії. Дана стаття присвячена дослідженю режимів роботи комплексної гібридної мікромережі, спроєктованої для живлення двосекційної, п’ятиповерхової будівлі, розташованої в місті Одеса, Україна. У склад мікромережі входять:

трансформаторна підстанція (ТП) з трансформатором потужністю 630 кВА;
фотоелектрична (ФЕ) станція, яка складається з ФЕ панелей, гібридного конвертора та акумуляторної батареї;
дизельний генератор.

Метою дослідження було визначення в умовах обмеження відпуску електроенергії від енергосистеми наступних характеристик гібридної мікромережі:

оптимальної потужності ФЕ панелей;
оптимальної потужності конвертора напруги постійного струму в змінний;
оптимальної ємності та потужності акумуляторної батареї;
номінальної потужності дизельного генератора.

В якості цільової функції було обрано чисту приведену вартість (Net Present Cost). Моделювання здійснювалось у програмному комплексі Hybrid Optimization Model for Electric Renewable (HOMER). В процесі моделювання також було враховано зниження викидів CO₂ у порівнянні з традиційним виконанням системи електропостачання житлового комплексу.

Дослідження методів фільтрації та обробки даних у сенсорних мережах сільськогосподарського призначення

Н. К. Чумаченко, В. С. Ситніков — нд, 31 тра 2026 00:00:00 +0300

Анотація. У статті розглянуто задачу впливу шумів на точність вимірювань у сенсорних системах точного землеробства. Показано, що наявність перешкод, нестабільності сигналів та зовнішніх факторів суттєво знижує достовірність даних, отриманих від сенсорів вологості ґрунту, температури та кислотності. Проаналізовано ефективність поширених методів фільтрації сигналів, зокрема фільтрів низьких частот, медіанної фільтрації, експоненційного згладжування та фільтра Калмана. Визначено їхні переваги, недоліки та особливості застосування в умовах змінного рівня шуму. Запропоновано адаптивний підхід до обробки сигналів, що базується на автоматичному визначенні параметрів, використовуючи математичний зв’язок між коефіцієнтом підсилення Калмана та коефіцієнтом згладжування експоненційного згладжування. Для перевірки ефективності запропонованого підходу розроблено модель адаптивної обробки сенсорних сигналів та проведено дослідження його роботи в умовах впливу шумів. Проведено моделювання роботи системи автоматичного поливу з використанням відфільтрованих сенсорних даних та виконано порівняльний аналіз із класичними методами фільтрації. Результати моделювання показали підвищення точності обробки сенсорних даних, зменшення похибки вимірювання та покращення ефективності керування системою автоматичного поливу. Отримані результати підтверджують доцільність використання адаптивної фільтрації в аграрних сенсорних мережах. Практична цінність роботи полягає у можливості застосування запропонованого методу в робототехнічних системах аграрного призначення та інтелектуальних IoT-платформах точного землеробства.

Розширення можливостей передачі даних у моделях оперативного керування та віддаленого контролю мобільних платформ з використанням Meshtastic

Ю. М. Молодожон, О. В. Стрельцов — нд, 31 тра 2026 00:00:00 +0300

Анотація. У статті розглянуто актуальну проблему забезпечення стійкості систем оперативного керування та віддаленого контролю мобільних платформ у складних умовах міського середовища. Основним дестабілізуючим фактором визначено високу залежність сучасних телеметричних сервісів від централізованої інфраструктури (GSM/LTE) та супутникових навігаційних систем (GPS), які є вразливими до інфраструктурних перевантажень, засобів радіоелектронної боротьби, а також навмисного глушіння (jamming) та підміни координат (spoofing).

Наукова новизна роботи полягає у розвитку моделей багатоканальної передачі даних шляхом інтеграції децентралізованих mesh-мереж на базі технології LoRa (платформа Meshtastic) як резервного контуру зв’язку. На відміну від традиційних рішень, запропонований підхід дозволяє зберігати керованість об’єктами навіть за умови повної відсутності доступу до базових станцій мобільного зв’язку та недостовірності навігаційних даних. У межах дослідження формалізовано структурно-функціональну модель системи, де Meshtastic виступає проміжною ланкою для збору та ретрансляції критичної телеметрії між рухомими вузлами до моменту встановлення зв’язку з шлюзом або супутниковим сегментом (Starlink).

У роботі застосовано методи структурного аналізу та дискретно-подієвого імітаційного моделювання у середовищі Scilab. За результатами моделювання встановлено, що використання комбінованої архітектури забезпечує рівень доставлення телеметричних даних до 0,99 в умовах деградації основних каналів зв’язку.

Практична значущість результатів обумовлена можливістю впровадження запропонованих рішень у муніципальні системи керування транспортом (наприклад, логістика сміттєвозів або спецтехніки) для підвищення їхньої відмовостійкості в особливий період. Стаття доводить, що використання Meshtastic забезпечує необхідний рівень автономності та інформаційної безпеки, мінімізуючи ризики втрати контролю над мобільними активами у критичних ситуаціях.

Об’єктивізація паливних подій у телеметрії гібридних мобільних платформ

Є. В. Тенета, Т. М. Меленчук — нд, 31 тра 2026 00:00:00 +0300

Анотація. У статті досліджено особливості аналізу та інтерпретації телеметричних даних паливної системи гібридних мобільних платформ (HEV/PHEV). Обґрунтовано, що складна багатоконтурна архітектура сучасних гібридних систем, яка передбачає нелінійну взаємодію двигуна внутрішнього згоряння та електричного привода, робить класичні підходи до моніторингу пального (базовані на пороговій детекції) недостатніми та схильними до генерації помилкових висновків.

Центральною тезою є перехід від простої детекції змін сигналу до процесу об’єктивізації паливних подій. Під об’єктивізацією розуміється формування верифікованого аналітичного висновку шляхом багатоканального аналізу даних, що включає стан заряду батареї (SoC), статус роботи ДВЗ, температурні режими інвертора та трансмісії, а також кінематичні параметри руху.

Класифіковано джерела недостовірності даних (природні, системні та навмисні) та проаналізовано типові сценарії виникнення помилкових інтерпретацій у гібридних режимах експлуатації. Запропоновано практичний методологічний підхід, що базується на синергії цифрової фільтрації, правилової логіки та контекстного аналізу енергетичних потоків.

Окремо розглянуто перспективний напрям використання гібридних нейромережевих архітектур на основі одномірних згорткових шарів (1D-CNN) та двонаправлених рекурентних мереж (BiLSTM) для автоматизації виявлення аномальних патернів у паливній поведінці. Проведена ілюстративна перевірка підтверджує, що врахування енергетичного контексту дозволяє суттєво підвищити достовірність телеметричного аналізу та мінімізувати частку хибнопозитивних повідомлень у системах транспортного моніторингу.

Мультимодальне виявлення аномалій з обмеженням надійності для потокового аналізу даних нестаціонарних часових рядів

І. С. Узун, М. В. Лобачев — нд, 31 тра 2026 00:00:00 +0300

Анотація. Системи підтримки прийняття рішень у потокових режимах часто стикаються з двома пов’язаними операційними обмеженнями: мультимодальні вхідні потоки є нестаціонарними та періодично демонструють деградацію окремих модальностей (пропуски значень, адитивний шум, зміни масштабу або підсилення сигналу), а частота хибних тривог (false alarm rate, FAR) має бути обмежена явно заданим бюджетом. У таких умовах пряме мультимодальне скорингування залишків завищує оцінки під час деградованих сегментів, зміщуючи FAR-обмежені пороги вгору та знижуючи чутливість детектора до справжніх аномальних подій.

Мета роботи - розробити та експериментально перевірити політику скорингування залишків з обмеженням надійності модальностей, яка зберігає чутливість виявлення аномалій в умовах почергової деградації джерел при фіксованому бюджеті FAR. Задачі дослідження: формалізувати задачу мультимодального виявлення аномалій з FAR-бюджетом у каузальному режимі, побудувати онлайн-оцінювач надійності модальностей за дешевими каузальними ознаками деградації (пропуски та інфляція енергії ознак), розробити правило вибору джерела залишкової оцінки та перевірити підхід на контрольованому потоці й на реальних даних UCI Air Quality.

Запропоновано метод RC-AD - політику скорингу залишків з обмеженням надійності, яка поєднує стандартизовані оцінки залишків від модальність-специфічних та мультимодальних предикторів раннього злиття, онлайн-оцінювання надійності модальностей за пропусками й інфляцією енергії ознак у короткому каузальному вікні та правило «переможець отримує все»: у чистому вікні використовується мультимодальна оцінка раннього злиття, інакше - оцінка поточно більш надійної модальності. Метод не залежить від прогнозного ядра, є легковаговим, інтерпретовним і придатним для інтеграції в наявні моніторингові конвеєри.

Експериментальне дослідження виконано за каузальним протоколом на десяти фіксованих сідах із 95 % довірчими інтервалами: на контрольованому бенчмарку з почерговою деградацією модальностей та інжектованими подійними аномаліями RC-AD підвищує Recall@FAR з 0,103 до 0,335 при FAR 0,05 та з 0,182 до 0,426 при FAR 0,10, перевершуючи наївну мультимодальну, рівноважну (equal-weight) та одномодальні базові лінії; демонстрація на UCI Air Quality при FAR 0,01 підтверджує цю тенденцію відносно мультимодальних базових ліній. Наукова новизна полягає у формулюванні політики мультимодального виявлення аномалій з явним онлайн-обмеженням надійності, яка вперше поєднує гейтинг ранньої фузії за каузальними ознаками деградації з відбором найбільш надійної модальності при заданому FAR-бюджеті. Практична значущість підтверджена відтворюваним покращенням Recall@FAR на контрольованих та реальних сенсорних даних, а також легковаговістю й інтерпретовністю методу, придатного для аудитованих систем підтримки прийняття рішень.

Проведення енергетичного обстеження тягових підстанції змінного та постійного струму

В. О. Разінков, С. П. Савич — нд, 31 тра 2026 00:00:00 +0300

Анотація. В даній роботі наведені комплексі рішення підвищення енергетичної ефективності тягових електричних підстанції, що були розглянуті практично на реальних об’єктах. Наданий комплекс енергозберігаючих заходів може бути використаний для проведення енергетичних аудитів та обстежень будь-яких тягових підстанції, оскільки відображає основні проблеми, що утворилися в секторі електричних мереж тягового електричного транспорту. Всі енергозберігаючі заходи, що розглядаються при економічному обґрунтуванні враховують ставку дисконтування та відсоток інфляції відповідно до показників визначених національним банком України.

Аналіз ролі локальних відновлювальних джерел енергії та систем накопичення енергії у зменшенні пікових навантажень зарядних хабів для вантажних електромобілів

О. М. Бесараб , В. Я. Деревенко , С. В. Горковський , А. І. Ботнар — нд, 31 тра 2026 00:00:00 +0300

Анотація. У статті досліджено вплив зарядних хабів вантажних електромобілів на режими роботи електроенергетичних систем, зокрема формування пікових навантажень у години максимального споживання електроенергії. Проаналізовано можливості зниження навантаження на електричну мережу шляхом інтеграції локальних відновлювальних джерел енергії, насамперед фотоелектричних установок, та систем накопичення енергії. Розглянуто технічні особливості й обмеження різних технологій накопичення енергії для використання у складі зарядної інфраструктури вантажного електротранспорту. На прикладі логістичного розподільчого центру виконано розрахунок енергетичного балансу зарядного хабу, визначено потенціал генерації сонячної електростанції із застосуванням програмного комплексу PVGIS, а також обґрунтовано параметри системи накопичення енергії для згладжування добових піків навантаження. Проведено техніко-економічну оцінку запропонованого рішення, яка підтвердила його енергетичну, економічну та екологічну доцільність для впровадження в зарядних хабах вантажних електромобілів.