Розробка, дослідження системи керування на основі нейронної мережі

Міністерство освіти і науки України
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
«ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»
Факультет XXX Кафедра «Обчислювальнатехніка та програмування»
Спеціальність 8.091502 «Системнепрограмування»
ЗАТВЕРДЖУЮ
Завідувач кафедри ОТП
___________/Xxxxx Ф.А./
«_____» ____________2009р.
 
ДИПЛОМНА РОБОТА
освітньо-кваліфікаційного рівнямагістр
Тема роботи «Розробка, дослідженнясистеми керування на основі нейронної мережі»
затверджена наказом по НТУ «ХПІ» від “ 21” жовтня 2009 г. № 2725-III
Шифр роботи XXX23.2725-ІІІ.
Виконавець
Керівник
Харків 2009

РЕФЕРАТ
Звіт з дипломної роботи: 141с., 45 рис.,19 табл., 61 джерело.
Об’єкт дослідження – система керуванняна основі нейронної мережі.
Мета роботи – розробка та моделюванняроботи системи керування на основі нейронної мережі, що відповідає сучасним вимогамдо систем керування нелінійними об’єктами…
Система керування є важливою частиноюелектроприводу асинхронного тягового двигуна дизель-потягу. Запропонована структурасистеми керування на основі нейронної мережі дозволяє вирішити ряд задач оптимізаціїфункціонування електроприводу, які складно вирішити за допомогою застосування іншихсистем керування.
У роботі проведене моделювання досліджуванихоб’єктів засобами пакету Matlab, приведені результати дозволяють оцінити як основніпараметри та характеристики системи керування, так і роботу даного об’єкту в цілому,зробити висновки про доцільність використання запропонованої архітектури.
У даному напрямку потребуються подальшідослідження з метою оптимізації функціонування.
Ключові слова: тяговий асинхронний двигун,система керування, система автоматичного регулювання, регулятор, модель, нейрорегулятор,перерегулювання, моделювання.

ПЕРЕЛІК ПОЗНАЧЕНЬ ТА СКОРОЧЕНЬ
П – регулятор – пропорційний регулятор
ПІ- регулятор – пропорційно-інтегральнийрегулятор
ПІД-регулятор – пропорційно-інтегрально-диференційнийрегулятор
САК – система автоматичного керування
САР – система автоматичного регулювання
СГ – синхронний генератор
СК – система керування
ТАД – тяговий асинхронний двигун

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ХПІ»
Факультет XXX Кафедра «Обчислювальна техніката програмування»
Спеціальність 8.091502 «Системнепрограмування»
ЗАТВЕРДЖУЮ
Завідувач кафедри ОТП
___________/Xxxxx Ф.А./
«_____» ____________2009р.
ЗАВДАННЯ
на виконання дипломної роботи
освітньо-кваліфікаційного рівня магістр
студентці
1 Тема роботи «Розробка, дослідження системи керування на основі нейронноїмережі»
2 Зміст завдання Аналіз методів та критеріїв якості; розробка моделей об’єктакерування в середовищі Matlab; розробка системи керування електроприводу з використаннямметодів нечіткої логіки та нейроконтролерів; розробка регуляторів системи керуванняз використанням нейронних мереж. Дослідження систем керування.
3 Вихідні дані для виконання роботи Структурна схема електропередачі дизель-потяга;математичні моделі електроприводу та системи регулювання; параметри регуляторівсистеми керування; пакет моделювання «Matlab»;_величина перерегулювання не більше25%, час перерегулювання – не більше 20с; число перерегулювань — 4.
4 Скласти звіт і виконати необхідні документи (конструкторські, технологічні,програмні, плакати) відповідно до плану виконання дипломної роботи.
План виконання дипломної роботиЕтап. Найменування
Термін
виконання
Прізвище
консультанта Огляд джерел 14-28.02.09 М.Й.Xxxxx Аналіз методів розробки систем керування електроприводом дизель- потягу 1-5.03.09 М.Й.Xxxxx Розробка моделі системи керування електропередачі дизель-потягу 6-15.03.09 М.Й.Xxxxx Розробка системи керування за допомогою методів нечіткої логіки та нейронних мереж для оптимізації динамічних процесів електропривода 15-25.03.09 М.Й.Xxxxx Дослідження систем керування дизель-потяга 25.03-5.04.09 М.Й.Xxxxx Економічна оцінка й обґрунтування 5-9.04.09 І.М.Xxxxx Охорона праці та навколишнього середовища 9-12.04.09 xxx Цивільна оборона 13.04.09 Рxxxxx Оформлення документів дипломної роботи 14-22.04.09 М.Й.Xxxxx Оформлення звіту 14-19.04.09 М.Й.Xxxxx Оформлення плакатів 19-22.04.09 М.Й.Xxxxx Оформлення науково-дослідної роботи магістра 22-24.04.09 О.Ф.Даниленко
Керівник роботи          ________________     М.Й.Xxxxx        
Студент-дипломник              _________________             Д.О.Xxxxx
«___» ______________ 2009 р.
Найменування виробу,
об’єкту або теми
Найменування
документу Формат
Кільк.
арк.
Приміт-
ка
 
  Документи загальні
 
  Завдання А4 1
  Звіт А4
 
  Плакати
  Структурна схема системи
  управління електропередачі
  дизель-потягу. Математична
  модель регулятора збудження. схема А1 1
  Структурна схема моделі
  регулятора вихідної напруги.
  Результати моделювання схема А1 1
  Вибір функцій приналежності
  для нечітких змінних. схема А1 1
  Результати роботи нечіткого
  нейрорегулятора із різними
  функціями приналежності. схема А1 1
  Структурна схема моделі із
  системою керування з
  використанням нейронних
  мереж. схема А1 1
  Структурні схеми для
  визначення вагових коефіцієнтів
  нейрорегулятора. схема А1 1
  Генетичний алгоритм (ГА) схема А1 1
  Результати моделювання роботи
  системи керування з
  використанням нейронних
  мереж. схема А1 1
 
 
  XXXxxxxx. 03078-002ВД
 
  Прізвище Підп Дата
  Розроб. Xxxxx
«Розробка, дослідження системи керування на основі нейронної мережі»
Відомість документів Літ. Арк.. Аркушів
  Перев. Xxxxx 1 1
НТУ «ХПІ»
Кафедра ОТП
  Н.контр Xxxxx
  Затв. Xxxxx
  /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />

АНОТАЦІЯ
У роботі розглянуто питання побудовисистем керування електроприводом дизель-потягу, проведений огляд літератури на заданутематику та аналіз існуючих підходів до розв’язання найпоширеніших задач у данійгалузі. Розглянуті як стандартні системи, так і альтернативні варіанти з використаннямновітніх технологій, таких як нечітка логіка та нейронні мережі. Побудовані математичнімоделі та структурні схеми досліджуваних об’єктів, проведене моделювання їхньогофункціонування, проаналізовані отримані характеристики та оцінена робота об’єктівв цілому. Дослідження і моделювання проведене засобами пакету Matlab.

АННОТАЦИЯ
В работе рассмотрены вопросы построениясистем управления электроприводом дизель-поезда, проведен обзор литературы на заданнуютематику и анализ существующих подходов к решению самых распространенных задач даннойотрасли. Рассмотрены как стандартные системы, так и альтернативные варианты с использованиемновейших технологий, таких как нечеткая логика и нейронные сети. Построены математическиемодели и структурные схемы исследуемых объектов, проведено моделирование их функционирования,проанализированы полученные характеристики и оценена работа объектов в целом. Исследованиеи моделирование проведено средствами пакета Matlab.

ANNOTATION
In this work the questions of buildingmanagement systems of diesel-train drive are considered, review of literature togivenned themes and analysis existing approaches to decision of most wide-spreadproblems given to branches are organized. They are considered both standards systems,and alternative variants with use the most latest technologies, such as illegiblelogic and neuronetworks. They are built mathematical models and structured schemesof under investigation objects, modeling of their operation is organized, got featuresare analysed and working the objects as a whole is evaluated. The study and modelingis organized the facilities of package Matlab.

ЗМІСТ
Перелік позначень і скорочень
Вступ
1. Аналіз методів розробки систем керування електроприводомдизель-потягу
1.1 Дизель-потяг з тяговим електроприводом змінного струмуяк об’єкт керування.
1.2 Аналіз методів та критеріїв якості, що використовуютьсядля розробки систем керування об’єктами залізничного транспорту
2. Розробка моделі системи керування електропередачі дизель-потягу
2.1 Моделювання тягових двигунів дизель-потягу
2.2 Моделювання пристроїв САК об’єкта керування.
2.3 Розробка моделі блоку «синхронний генератор-випрямлювач»електропередачі дизель-потягу з використанням нейронних мереж
3. Розробка системи керування за допомогою методів нечіткоїлогіки та нейронних мереж для оптимізації динамічних процесів електропривода
3.1 Розробка системи керування електроприводом змінного струмуз використанням методів нечіткої логіки та нейроконтролерів
3.2 Вибір функцій приналежності нечітких змінних при розробцінечіткого регулятора на основі нейроконтролера в системі керування електроприводомзмінного струму
3.3 Розробка регуляторів системи керування електропередачідизель-потяга з використанням нейронних мереж
3.4 Розробка системи керування дизель-потяга на основі нейромережевихтехнологій
4. Дослідження систем керування дизель-потяга
4.1 Дослідження регуляторів системи керування, розробленихна основі використання принципу регулювання за помилкою та ПІД закону керування
4.2 Дослідження регуляторів системи керування, розробленихна основі використання методів нечіткої логіки і нейромережевих технологій
5. Економічна оцінка й обґрунтування
5.1. Опис розробленого продукту
5.2 Оцінка ринку збуту
5.3 Конкуренція
5.4 Стратегія маркетингу
5.5 Оцінка ризику та страхування
5.6 Фінансовий план
6. Охорона праці та навколишнього середовища
6.1 Загальні питання
6.1.1 Загальні питання охорони праці
6.1.2 Загальна характеристика виробничого приміщення
6.1.3 Загальна характеристика трудового процесу
6.1.4 Загальна характеристика використовуваноговиробничого електроустаткування
6.1.5 Аналіз небезпечних і шкідливихфакторів
6.2 Виробнича санітарія
6.2.1 Параметри мікроклімату
6.2.2 Освітлення
6.2.2.1 Природне освітлення
6.2.2.2 Штучне освітлення
6.2.3 Випромінювання від екрана
6.3 Техніка безпеки
6.3.1 Електробезпека
6.3.1.1 Конструктивні міри електробезпеки
6.3.1.2 Схемно-конструктивні міри електробезпеки
6.3.1.3 Схема занулення та призначення елементів занулення
6.3.1.4. Експлуатаційні міри електробезпеки
6.3.2 Ергономічні вимоги до робочого місця
6.4 Пожежна безпека
6.5 Охорона навколишнього середовища
7. Цивільна оборона
Висновки
Перелік використовуваної літератури

ВСТУП
Одним зі стратегічних напрямків державноїполітики України в області розвитку сучасних видів транспорту є наступне:
- забезпечення задоволення потреб населення України уміських перевезеннях, у перевезеннях на дальні відстані та приміському сполученні;
- залучення до виготовлення сучасних видів рухомого складувітчизняних виробників, у тому числі науково-технічного та виробничого потенціалунашої країни;
- створення конкурентно-спроможного рухомого складу, щозабезпечить зменшення імпортної залежності України від поставок рухомого складуз країн СНД та Західної Європи. На це вказують ряд Постанов Кабінету міністрів України,розроблено ряд Державних програм, проведена ланка нарад та постанов на рівні керівниківпідприємств, що займаються створенням сучасних видів рухомого складу. Зокрема, Державноюпрограмою «Розвиток рельсового рухомого складу соціального призначення для залізничноготранспорту та міського господарства», що введена у дію Постановою Кабінету МіністрівУкраїни №769 від 2 червня 1998р., передбачено на основі використання потужного науково-технічногота виробничого потенціалу України виготовлення сучасних конкурентно-спроможних магістральнихвантажних та пасажирських локомотивів, дизель- та електропотягів.
Створення сучасного конкурентно-спроможногорухомого складу немислиме без створення електропередачі з тяговими електроприводамизмінного струму та систем керування, що забезпечують функціонування тягових одиницьрухомого складу та його складових компонент оптимальним чином. Електрична передачає однією з важливіших частин дизель-потягу, від подальшого вдосконалення якої вбагатьом залежить економічність його функціонування. Застосування безколекторнихмашин(у даному випадку трифазних асинхронних двигунів) пов’язані в першу чергу зпідвищенням потужності тягового рухомого складу. З ростом потужності колекторнихелектродвигунів та генераторів при їхніх обмежених габаритах знижується надійністьроботи колекторно-щіточного вузла, підвищуються експлуатаційні витрати, збільшуєтьсятрудомісткість роботи по їхньому ремонту та обслуговуванню. Порівняльних аналізелектропередач для тягових одиниць рухомого складу показав, що при однаковій потужностітягового агрегату, частоті крутіння ротора двигуна та ряді інших параметрів, електричнапередача з тяговими асинхронними двигунами має кращі техніко-економічно показникипорівняно з електропередачею з двигунами постійного струму. Визначальну роль у творенніелектропередач з електроприводом змінного струму належить системам керування тав тому числі синтезу законів керування з використанням сучасних методів та засобів,до яких відносяться методи оптимізації, синтезу та дослідження складних технічнихсистем, до яких можна віднести також енергетичну систему даних об’єктів.
Для рішення подібного роду задач зазвичайвикористовується математичне моделювання, сучасні методи теорії автоматичного керуваннята оптимізації, прогресивні інформаційні технології, технічні засоби реалізаціїна базі мікропроцесорної техніки компонент систем автоматичного регулювання.
Проблемам математичного моделювання таоптимізації за допомогою засобів обчислювальної техніки об’єктів рухомого складу,зокрема дизель-потягів, присвячено значне число публікації як у країнах дальньогозарубіжжя, так і в СНД та Україні. Але ряд питань, що стосуються синтезу системкерування для складних об’єктів, до яких відноситься електропривод дизель-потягуз асинхронними тяговими двигунами, потребує подальної розробки та досліджень. Особливоце стосується питань, що пов’язані з розробкою раціональних математичних моделейта методів оптимізації, орієнтованих на застосування засобів обчислювальної технікита прикладного програмного забезпечення. До того ж, наряду з традиційними методамимоделювання та оптимізації, які не завжди володіють необхідною гнучкістю при рішенніконкретних практичних задач з їхніми різноманітними обмеженнями, доцільно використовуватинові перспективні методи та технології на основі штучних нейронних мереж.
Метою роботи магістра є розробка нелінійнихматематичних моделей систем електропередачі дизель-потягу з асинхронними тяговимидвигунами, засобів їхньої реалізації з використанням сучасних засобів обчислювальноїтехніки та прикладного програмного забезпечення, уточнення структури та параметрівСАР окремих енергетичних систем об’єкта керування згідно заданого критерію якостіз використанням сучасних технологій на основі методів нечіткої логіки та нейромереж,дослідження об’єкта керування.

1. АНАЛІЗ МЕТОДІВ РОЗРОБКИСИСТЕМ КЕРУВАННЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДОМ ДИЗЕЛЬ-ПОТЯГУ
 
1.1 Дизель-потяг з тяговим електроприводом змінногоструму як об’єкт керування
У нашому випадку об’єктом керування єдизель-потяг з тяговим асинхронним електроприводом. Згідно [1], асинхронний тяговийелектропривод локомотива є складною динамічною системою. Первинним джерелом живленняслугує дизель-генераторна установка. Далі у схему входять: випрямлювач (В); проміжналанка постійного струму(ПЛПС); автономний інвертор напруги(АІН); тягові асинхроннідвигуни(ТАД), крутячі моменти яких передаються механічній передачі(МП) та навантаженню(Н)(локомотиву та потягу) через контакт колесо-рельс; сигнали керування для генераторута інвертору формуються під контролем мікропроцесорної системи керування(СК), щообробляє сигнали з датчиків.
Енергетична система дизель-потяга можебіти віднесена до класу багатозв’язкових нелінійних об’ктів керування. Для такихоб’єктів керування відсутні єдині підходи синтезу регуляторів, що забезпечують необхідніпоказники якості підтримання вихідних змінних у широкому діапазоні зміни обурюючихвпливів та умов експлуатації.
Визначним фактором при керуванні технологічнимипроцесами в об’єктах з асинхронними електроприводами є регулювання швидкості їхніхдвигунів. З позиції теорії електричних машин та електропривода основними та найбільшекономічним засобом регулювання швидкості асинхронного двигуна є частотне керування.Можливість керування швидкістю локомотива шляхом зміни частоти крутіння короткозамкненихасинхронних двигунів була доведена одразу після їхнього винаходження [2,8]. Реалізуватицю можливість вдалося лише з появою силових напівпровідникових пристроїв – спочаткутиристорів, а пізніше – транзисторів IGBT [3,11], що складають основу перетворювачівчастоти. Перетворювачі частоти з мікропроцесорною системою керування мають великукількість функцій, що вільно програмуються та автоматично виконуються. Для даногооб’єкта особливий інтерес представляють та можуть бути використані:
— частотні пуск та останов двигуна зоптимальним за часом розгоном та гальмуванням;
— повне керування моментом у всьому діапазонічастот;
— векторне керування двигуном (при розімкнутійсистемі керування);
-ПІД-регулювання керованого технологічногопараметру (при замкненій системі з датчиком цього параметру).
Дійсного часу у всьому світі в асинхронномуелектроприводі широко реалізується частотний спосіб керування, який сьогодні розглядаєтьсяне лише з точки зору економії вжитої енергії, але й з точки зору вдосконалення системкерування.
Таким чином, питанням автоматизації процесівкерування в об’єктах залізничного транспорту, зокрема за допомогою асинхронних електроприводівта їхніх систем керування, приділяється значна увага як в Україні, так і в країнахближнього та дальнього зарубіжжя. При цьому розглядаються питання дослідження різноманітнихзасобів покращення якості технологічного процесу шляхом вдосконалення самих пристроївкерування, а також допоміжних пристроїв (вимірювальних датчиків, перетворювачівсигналів та ін.), створення систем керування, що забезпечують функціонування об’єктазгідно заданому критерію якості, регулювання швидкості об’єкта шляхом зміни частотита діючої напруги живлення тягових асинхронних двигунів з використанням як відомихзаконів керування, так і синтезованих на основі сучасної теорії автоматичного керування,реалізації пристроїв керування з використанням засобів мікропроцесорної техніки.
1.2. Аналіз методів та критеріїв якості,що використовуються для розробки систем керування об’єктами залізничного транспорту.
При розробці систем керування можна виділитидва етапи. Перший – пов’язаний з вибором або синтезом структури системи керування,виходячи з можливостей отримання достовірної інформації про використовувані вихіднівеличини, що поступають з вимірювальних датчиків, збурюючих впливів та характеристиккеруючих дій на об’єкт керування. Другий етап пов’язаний з визначенням параметрівелементів системи керування.
Структурний синтез САК базується, якправило, на відомих аналогах, а також на теоретичних розробках І.О. Вишнеградського,А. Стодоли, Д.К. Максвелла, О.М. Ляпунова, Л.С. Понтрягіна, О.М. Лєтова, А.І. Лур’є,Р. Бєллмана, Р.Е. Калмана, М.А. Айзермана, О.А. Фельдбаума, О.О. Красовського, М.М.Красовського та інших, хто заклали основи теорії автоматичного регулювання та сучасноїтеорії автоматичного керування та обґрунтували основні принципи побудови системрегулювання [4-6].
Таким чином, проблеми, які з’являютьсяу конструктора при розробці визначеної системи керування(СК) – це проблема виборуметоду синтезу, для визначення структури СК та критерію, згідно якого буде оцінюватисяякість процесів, що протікають в об’єкті керування.
Оцінювання якості системи можна здійснити,використовуючи загальні фундаментальні теоретичні положення або поодинокі критерії,що характерні для даного об’єкта.
Методи аналізу якості перехідних процесівзгідно [4, 6, 7] можна розділити на дві основні групи: перша – прямі методи оцінюванняякості по кривій перехідного процесу; друга – опосередковані методи. Прямі методипотребують рішення системи диференційних рівнянь, опосередковані – не потребують.
Основними показниками якості процесукерування, що застосовуються в інженерних розрахунках, є: час регулювання, перерегулюваннята коливальність перехідного процесу. При застосуванні кореневих методів – показникамиякості є ступінь стійкості та ступінь хиткості системи [4,6,7].
Практичний інтерес при синтезі системкерування представляють інтегральні оцінки якості перехідного процесу [6,7]. Вонимають метою надати загальну оцінку швидкості затухання та величини відхилення величини,що регулюється, у сукупності, без визначення того та іншого окремо. Метод інтегральнихоцінок дозволяє отримати в результаті розрахунку окремих інтегралів від деякої функціїкерованої змінної сумарну помилку за час перехідного процесу. Недоліком інтегральноїоцінки є те, що вона годиться лише для монотонних процесів, коли не змінюється знакзмінної, що досліджується. Тому більш доцільно використовувати квадратичну інтегральнуоцінку. Загальним недоліком інтегральних оцінювань є те, що тут нічим не обмежуєтьсяФорма кривої перехідного процесу, оскільки різні по формі перехідні процеси можутьмати одне й те саме чисельне значення інтегрального критерію якості.
З урахуванням конструктивного виконаннясилової частини елементів системи керування електропередачі, зокрема тиристорногоперетворювача частоти, елементи якого розраховані на визначену величину комутуючогоструму, з розглянутих методів оцінки якості, з метою проведення параметричного синтезуСК електропередачі дизель-потягу, найбільш доцільно використовувати показники якостіпроцесу керування: час регулювання, перерегулювання та коливальність перехідногопроцесу.
У дійсний час існує ряд критеріїв, щовикористовуються при синтезі оптимальних законів керування асинхронним електроприводом.Усім їм властивий один недолік: у якості параметра оптимізації виступає один з енергетичнихабо техніко-економічних показників. Однак вони можуть бути ефективно використаніу випадку параметричної оптимізації, коли відома структура системи керування, азадача стоїть у визначенні коефіцієнтів компонент системи, якщо врахувати, що сьогоднііснують спеціалізовані пакети прикладних програм, в основі яких лежить процедуравипадкового або градієнтного пошуку.
У роботі [8] в якості критеріїв оптимальногокерування використовуються лінійні комбінації двох або трьох відомих критеріїв.Це дозволяє авторам при рішенні задач оптимального керування враховувати в одномукритерії як вимоги до мінімізації енергетичних затрат, так і часу (двохкомпонентнийкритерій) або зменшення енергетичних затрат, часу процесу керування та покращеннядинамічних процесів об’єкту керування (трикомпонентний критерій).
Існують й інші критерії. Так, у роботах[9 –10] розглянуто новий підхід до аналітичного конструювання лінійно-квадратичнихсистем керування або, як їх називають у зарубіжних джерелах, задач лінійно-квадратичноїоптимізації. Ці системи керування, на відміну від традиційних критеріїв, синтезуютьсябез урахування конкретного критерію. Однак доводиться, що отримані системи керуваннязавжди забезпечують мінімізацію деякого критерію. Це ж відмічається і в роботі [10],що функціонал, який оптимізує, не обов’язково постулювати. Він може являтися деякоюсупроводжуючою інтегральною оцінкою якості перехідних процесів. Така властивістьпритаманна критерію якості в методі аналітичного конструювання за критерієм узагальненоїроботи. Складові частини функціоналу є інтегральною оцінкою якості перехідних процесів,точності стабілізації бажаного незбуреного стану, «витрат» керування або енергетичнихвитрат.
Сьогодні для синтезу оптимальних системкерування нелінійними об’єктами відомий цілий ряд методів.
Одним з найбільш відомих та вживанихметодів оптимального керування є принцип максимуму Понтрягіна [11]. Переваги принципумаксимуму проявляються там, де можна одразу, по одному виду гамільтоніана H знайтифункції, на яких він сягає максимуму. Це можна зробити тоді, коли і функціоналиі керування зв’язку або лінійні як відносно керувань, так і відносно фазових координат,або лінійні хоча б відносно керувань. У загальному випадку, який-небудь функціонал,екстремуми якого ми шукаємо, або рівняння зв’язку нелінійні по керуванню U(t), безпосередньоз виду гамільтоніана вже не можна судити про функції U(t), на яких він сягає максимуму.
Основна трудність рішення задач оптимальногокерування за допомогою принципу максимуму Понтрягіна, як і в методі динамічногопрограмування, запропонованого Р.Беллманом, полягає в рішенні двохкрапкової крайовоїзадачі [12].
Відоме також значне число поодинокихметодів класичного варіаційного числення, що придатні для вузьких класів задач оптимальногокерування [12]. Ці методи зручні для рішення задач оптимального керування, де управлінняшукаються у вигляді гладких або кусочно-гладких кривих, що не містять точок з нескінченнимизначеннями перших похідних, а також методи аналітичного конструювання регуляторівза критерієм узагальненої роботи (АКУР), де основна трудність пов’язана з визначеннямкоефіцієнтів функціонала, який оптимізується. Однак в теперішній час цю проблемуможна вирішити за допомогою сучасних методів синтезу систем на основі нейромережевихтехнологій та методів нечіткої логіки.
Останні десять років інтенсивно розвиваютьсяметоди синтезу систем керування на основі векторного управління, методів нечіткоїлогіки, нейронних мереж та нейронечітких мереж [13– 14].
У цих роботах [16-18] з одного боку нечіткісистеми керування використовуються для об’єктів управління, модель яких невідома,а з другого – як альтернатива класичним системам керування. Показано, що важливоюперевагою нейромережевих систем керування є можливість їхнього навчання на прикладах.Тут же приведено ряд можливих архітектур для побудови нейромережевих систем управління.
Побудова систем векторного керуванняасинхронними електроприводами розглянуто в ряді публікацій [19-21]. У [19,20] розглянутізагальні принципи векторного управління електроприводами, зокрема, побудова системвекторного керування з використанням стандартних П-, ПІ-, ПІД-регуляторів. Найбільшповно методи застосування сучасних засобів штучного інтелекту (нечіткої логіки,нейронних мереж) в керування електроприводами описані в роботах [21,22]. Однак тутнедостатньо уваги приділено питанням побудови моделей систем керування з використаннямнечіткої логіки для конкретного типу електроприводу та проведення порівняльногоаналізу з відомими системами, що містять стандартні регулятори.
Типова структура модуля нечіткої системиуправління приведена на рисунку 1.2.
/>
Рис. 1.2. Структура моделі нечіткої системикерування.
Інформація з об’єкта управління у виглядічітких значень фазових координат об’єкта управління /> поступає на блок фазифікації, якийна основі чітких значень вхідних змінних формує нечіткі значення /> відповідних лінгвістичнихзмінних. Блок виводу на основі правил /> вигляду:
/>
/>,
де /> - відповідно нечіткі значення вхіднихзмінних та управлінь, визначає нечіткі управління />, які за допомогою блоку дефазифікаціїперетворюються на вектор чітких управлінь />, який впливає на виконавчі пристроїоб’єкта керування за метою компенсації зовнішніх впливів ME.
Зазвичай нечіткі системи керування застосовуютьсяу випадках, коли модель об’єкта невідома.
Системи керування на основі штучних нейроннихмереж багатьма авторами розглядаються як альтернатива класичним системам керування.У наш час відомий цілий ряд можливих архітектур побудови нейромережевих систем керування[23-24]. Великий інтерес до нейромережевих систем керування пов’язаний з тим, щовони мають ряд корисних властивостей, яких складно досягти за допомогою інших методів.Зокрема, мова йде про робастість систем керування, про визначення управлінь в умовах,коли неточно відома модель об’єкта про більш гнучке реагування на мінливі зовнішніумови та можливість обробки даних різної природи. Можна також відмітити, що длянейромережевих моделей не існує обмежень, пов’язаних з лінійністю системи або видомзастосовуваного функціонала. Важливою перевагою нейромережевих систем керуванняє також можливість їхнього навчання на прикладах.
До істотного недоліку нейромережевихсистем управління слід віднести недоступність знань, накопичених в системі та розподіленихміж усіма нейронами, зовнішньому спостерігачеві. Частково цей недолік подоланийу нейронечітких системах управління, які, з одного боку, використовують нечіткіправила виробки рішень, а з іншого – володіють здатністю до навчання.
В результаті можна відмітити, що виходячиз особливостей розглянутого об’єкта та характеристик методів оптимізації, найбільшдоцільно використовувати для розробки системи управління методи нечіткої логікита методи на основі нейромережевих технологій.

2. РОЗРОБКА МОДЕЛІ СИСТЕМИКЕРУВАННЯ ЕЛЕКТРОПЕРЕДАЧІ ДИЗЕЛЬ-ПОТЯГУ
 
2.1. Моделювання тяговихдвигунів дизель-потягу
Даний розділ присвячено питанням розробкиматематичної моделі системи керування енергетичної системи дизель-потягу з тяговимиасинхронними двигунами та їхній технічній реалізації з використанням комп’ютернихта інформаційних технологій. Серед розглянутих моделей приведені результати розробкимоделей тягових двигунів з урахуванням їхнього використання для рішення задач синтезурегуляторів та дослідження об’єкту в цілому, моделей пристроїв формування керуючихвпливів для випадків представлення ТАД у нерухомій двохфазній та трифазній системікоординат, моделей регуляторів САК, системи керування та їхніх функціональних схеміз врахуванням технічної реалізації, результати дослідження моделей та визначенняадекватності.
У якості тягового асинхронного двигунав системі, що моделюється, приймається ідеалізована машина з симетричною системоюобмоток статора і ротора, гладким повітряним зазором, синусоїдальним розподіломмагнітного потоку уздовж окружності статора і ротора, при роздільному обліку насиченняпо головному шляху магнітного потоку та по шляхам розсіювання, без урахування ефектувитіснення струму в обмотках ротора та втрат сталі [25].
Об’єкт дослідження в загальному виглядіможе бути представлений системою диференційних рівнянь, що описують електромагнітніпроцеси ТАД як у прямокутній системі координат α, β, так і в природній(в осях a,b,0) [26].
Математична модель електроприводу у нерухомійпрямокутній системі координат у осях α і β описується системою диференціальнихрівнянь (2.1), що приведені нижче [26, 27].
/> (2.1)
де />, />, />, />, />, /> - відповідно проекції на вісі координатα і β потокозчеплення, напруги та струму обмоток статора;
/>, />, />, /> - відповідно проекції на вісі координатα і β потокозчеплення та струми обмоток ротора;
/>, />, />, />, />,
/>,/>; />, />, />, />, />, /> - постійні коефіцієнти для даноготипу ТАД.
Струми />, />, />, /> визначаються через потокозчеплення/>, />, />, /> наступним чином:
/>; />; />; />.
Момент опору навантаження Мсу залежності від частоти /> може бути представлений у вигляділінійної залежності, що визначається виразом:
/>                                             (2.2)
або нелінійної залежності:
/> />,                                (2.3)
де a0, b0, b1– постійні величини.
Використання рівнянь у нерухомій системікоординат та врахування несинусоїдальної форми напруги живлення ТАД призводить донадмірної громіздкості рівнянь та складності математичної моделі, однак дозволяєпроводити дослідження з урахуванням миттєвих значень змінних станів, що в ряді випадківє необхідним при дослідженні явищ, що притікають в системах електропривода. Томудля якісних досліджень на ПЕОМ доцільно використовувати метод огинаючої, запропонованийО.О.Булгаковим [27, 28]. При цьому для запису рівнянь використовується система ортогональнихосей X, Y, що обертаються синхронно зі швидкістю результуючого вектора напруги (струму)статора. Цей метод годиться для обмеженої області частот, коли пульсаціями швидкостідвигуна, які зумовлені несинусоїдальністю напруги, можна знехтувати.
Рівняння асинхронного двигуна в синхроннійсистемі координат X, Y мають вигляд [27, 26]:

/>                 (2.4)
де /> - кутова частота напруги статора двигунапри p = 1;
/>, />, />, />, />, /> - відповідно проекції на осі X1та Y1, X2 та Y2 потокозчеплень статора і ротората напруги живлення; всі інші змінні були описані вище.
Напруги по осям X, Y (функції впливу)визначаються наступними рівняннями для випадку синусоїдальних напруг на статорідвигуна:
/> = UM cos [(W0– WK)t + jK],
/> = UM sin [(W0– WK)t + jK],
де UМ — амплітуда першої гармонікифазної напруги на статорі двигуна;
/> - кутова швидкість обертання осейкоординат;
/> - довільна початкова фаза напругиобмотки А статора.
У випадку синхронних осів /> за умови, що початковафаза напруги />, функції впливу – це постійна напруга,яка дорівнює UM по осі X, та нульова напруга по осі Y.

/>
Рис.2.1. Структурна схема моделі в пакетіMatLab.
На рис. 2.1 приведена структурна схемамоделі, що реалізує систему рівнянь (2.4) у пакеті MathLab. Вона складається з наступнихчастин: блока формування сигналів керування(функцій впливів) по амплітуді /> (Subsystem1) тачастоті w0(Subsystem2); блока інтегрування системи диференційнихрівнянь (2.4) у вигляді субблока Object1; блока задавання похідних даних та параметрівТАД; блока обмеження амплітуди та частоти напруги сигналу керування та ряду допоміжнихблоків (перемикачів – Switch); блока, який задає певне співвідношення між амплітудоюнапруги та частотою (один з таких законів управління U/f = const); блоків відображенняінформації.
Вхідними сигналами для субблока моделіObject1 є сигнали, пропорційні керуючим впливам /> и w0, а вихідними сигнали – потокозчеплення (X1, Y1, X2,Y2), струми (X5 – X8) ТАД та кутова швидкість крутінняротора двигуна в залежності від моменту навантаження, що визначається моментом інерціїJ. У математичній та машинній моделях мають місце наступні відповідності:
/> º X1; /> º Y1; /> º X2; /> º Y2.
Змінні X5 – X8 — проекції струмів статорної та роторної обмоток ТАД на відповідні осі координат.
На рис. 2.2 і 2.3 приведені перехідніпроцеси у вигляді осцилограм, що демонструють роботу моделі при визначених початковихумовах у замкненій системі керування (сигнали керування формуються або згідно допевного закону, наприклад U/f = const, або згідно до заданого закону керування,синтезованого з використанням змінних стану об’єкту). На рис. 2.4 приведені процеси,відповідні сигналу задавання w0та сигналу w, відповідної швидкості обертанняротора ТАД при визначених заданих умовах розгону та відповідних параметрах ТАД,який являє собою деяку інтегральну характеристику розглянутого об’єкта керування.

/> 
Рис. 2.2. Залежності X1(t),Y1(t), X2(t), Y2(t).

/>
Рис. 2.3. Залежності X5(t),X6(t), X7(t), X8(t).

/>
Рис. 2.4. Залежності w0(t), w(t).
Ряд експериментів, проведених з моделлю,підтвердили її адекватність, що й дозволило зробити висновок про те, що запропонованамодель в осях X, Y,0 може бути використана для проведення досліджень та синтезукеруючих впливів у вигляді амплітуди і частоти напруги живлення ТАД. Крім того,вона може бути використана для уточнення структур САК, що вже маються, та розробкиструктур САК на основі синтезованих законів керування згідно заданих критеріїв якості,а також визначення та уточнення параметрів САК по результатам досліджень. Особливовона корисна для попередньої оцінки параметрів регуляторів, які синтезуються длясистеми керування.
Для проведення комплексних дослідженьсинтезованих систем управління може бути використана модель ТАД у фазних координатахa, b, 0 зі врахуванням насичення, яка представлена у вигляді системи рівнянь:
/>,
/>,
/>, (2.5) />,
де /> – відповідно потокозчеплення, напругата струм фаз a та b статора;
/> – потокозчеплення та струм обмотокфаз a та b ротора;
/> – модуль вектора струму, який намагнічує;
/> –електромагнітний момент ТАД.
Відповідність вище приведених параметрівміж собою має вигляд:
/>; />; />; />; />; />; />; />; />; />; />; />; />;
/>.
Математична модель ТАД, що представленау вигляді рівнянь (2.5), більш складна, ніж моделі вигляду (2.1) і (2.4), оскількитут ряд параметрів є постійними величинами, як у попередніх моделях, а являють собоюфункції модуля вектору току, що намагнічує.
Аналіз моделей, що задані системами рівнянь(2.1) – (2.5), показує, що в залежності від мети досліджень, кожна з них може бітивикористана для визначення керуючих впливів.
Аналіз різних форм запису показує, щодля моделювання безпосередньо двигуна та механізму, без урахування властивостейджерела живлення (приймаємо його джерелом ЕРС), найбільш проста модель виходитьпри запису рівнянь двигуна в рухомій системі координат в осях X,Y через потокозчеплення.Моделювання ТАД як у прямокутній системі координат a, b, так і у природній (в осях a,b,0)доцільно використовувати для дослідження об’єкту керування у замкненій системі регулюванняз урахуванням протікання електромагнітних процесів.
2.2. Моделювання пристроїв САК об’єкта керування
Електропередача дизель-потягу має автономнусистему автоматичного керування, яка здійснює спільну роботу з дизелем та забезпечуєкерування тяговими асинхронними двигунами для реалізації тягових характеристик увсьому діапазоні швидкостей та навантажень. У електропередачі, що досліджується,використовується САК, яка забезпечує формування амплітудного значення напруги живленнята частоти тягових асинхронних двигунів. В електропередачі дизель-потягу САК виконанадвоконтурною. Перший контур здійснює регулювання збудження тягового генератора тазадає величину напруги, яка підводиться до двигунів. Він забезпечує стабілізаціюструму асинхронних двигунів при пуску та регулювання струму та напруги генераторав зоні дії обмеження по напрузі дизеля. Другий контур регулювання є підлеглим повідношенню до першого, він здійснює регулювання частоти живлення тягових двигунів.
Для розробки моделей пристроїв САК використаніструктурна схема системи керування та функціональні схеми каналів регулювання окремихкомпонентів енергетичної системи дизель-потягу.
Структурна схема системи управління електропередачідизель-потягу приведена на рис. 2.5.
При дослідженні САК об’єкта керуванняпрактичний інтерес являють математичні моделі регуляторів тягового генератора таелектропривода з метою формування керуючих впливів по каналу напруги та частоти[26].

/>
Рис. 2.5. Структурна схема системи керуванняелектропередачі дизель-потягу.
До першого контуру САК електропередачівідноситься регулятор тягового генератора (РТГ), який призначений для формуваннясигналу керуючого впливу по збудженню тягового генератора UУГ. В якостівхідних сигналів для РТГ використовуються напруга, пропорційна частоті тяговогогенератора UfГ; напруга обмотки збудження UВ; струм мостіввипрямлювачів IОТ; напруга задавання UЗГТ; активні струмиId1, Id2 кожного ТАД; напруга генератора UГ.
Формування сигналу UУГ з урахуваннямзабезпечення динамічних показників системи здійснюється шляхом включення у контуррегулювання пристроїв, які функціонують згідно до певних алгоритмів, що реалізуютьвідповідні закони управління, такі як пропорційний, інтегральний, пропорційно-інтегральнийабо більш складні, якщо не можна досягти заданих показників якості шляхом застосуванняодного з названих алгоритмів.
У САК електропередачі дизель-потягу дляформування сигналу керуючого впливу по збудженню тягового генератора UУГ,як один з можливих варіантів, може бути використаний пропорційно-інтегральний законуправління. Математична модель регулятора збудження може бути представлена у вигляді:
/>, (2.6)
/>,                           (2.7)
/>,                                                                    (2.8)
UЗГ = UЗГ2 – UУВ= K9 + K7UfГ – UУВ, (2.9)
UfГ = fГ />, (2.10)
UЗВ = K8UfГ+ />, (2.11)
UУВ = K6(UЗВ+UВ), (2.12)

UВ = UВГ/>,                                                                 (2.13)
де K1 – K10 – коефіцієнтипідсилення;
Т1 – Т5 – постійнічасу інтегрування;
р – оператор Лапласа;
UЗГ2 – сигнал керування, щоздійснює обмеження максимальної напруги тягового генератора.
Значення UЗГ1 формується звикористанням блоку задавання інтенсивності, що забезпечує темп наростання відповідногосигналу в перехідному режимі. Величина T3 визначається з умови:
T3 = T31 при UЗГ1£ UЗГ;
T3 = T32 при UЗГ1> UЗГ,
де Т31, Т32 – постійнічасу інтегрування, що визначаються в процесі досліджень.
За допомогою сигналу управління UУВздійснюється обмеження максимального значення напруги збудження тягового генератора.
Коефіцієнти передач К2, К3та постійні часу Т2, Т3 визначаються в процесі досліджень.При цьому значення постійної часу Т3 (блок задавання інтенсивності),як правило, має різні значення при «накиданні» та « скиданні» сигналу UЗГ,який на нього поступає.
З метою визначення структури та параметріврегулятора вихідної напруги інверторів електроприводу, його модель може бути представленасукупністю моделей каналу струму Ig та каналу потужності РГ.
Ці канали призначені для формування сигналукеруючого впливу UУШ по вихідній напрузі інверторів.
Математична модель регулятору вихідноїнапруги інверторів електроприводу каналу струму Ig в режимі без урахуванняпроцесів буксування може бути представлена у вигляді:
/> = />/>, (2.14)
/>                                            (2.15)
/> = KIg  />, (2.16)
/>=/>/>, (2.17)
UG =/>/>, (2.18)
IYG =K8UG,(2.19)
/>/>= IYG/>/>/>, (2.20)
/>де Кi (i = 1, 10) – коефіцієнти підсилення;
Тj (j = 1, 4) – постійні часу(Т1 –постійна часу блоку задавання інтенсивності);
/> – вихідний сигнал низькочастотногофільтру, що встановлюється на виході ПІ-регулятора;
KIg– вихідний сигнал ПІ-регулятораканалу струму;
/> – сигнал, пропорційний струму навантаженняТАД;
IYG – вхідний сигнал формувачазворотного зв’язку по каналу струму;
UG – сигнал, який відповідаєефективному значенню напруги живлення ТАД.
Співвідношення (2.15) описує модель регулятораканалу обмежувача струму (канал Ig), використовуючи при цьому пропорційно-інтегральнийзакон керування. При проведенні досліджень не виключається використання також іншихзаконів керування.
Формування сигналу задавання UЗТздійснюється на основі використання сигналу, пропорційного номеру позиції контролерумашиніста, з встановленням певного темпу його наростання.
Математична модель регулятора вихідноїнапруги інверторів електроприводу каналу потужності PГ у режимі тягиможе бути представлена у вигляді:
/> = K2/>W(p), (2.21)
W(p) = />, (2.22)
/> = />/>, (2.23)
IУМ = />/>, (2.24)
/>/> = IУМUУГ/>, (2.25)
/>де Кi (i = 2, 6) – коефіцієнти підсилення;
Тj (j = 1, 2) – постійні часу(Т1–постійна часу блока задавання інтенсивності);
UУШ – сигнал керуючого впливупо вихідній напрузі інверторів;
/> – вихідний сигнал регулятора каналупотужності;
/> – сигнал, пропорційний вживаній потужностіТАД;
UУГ – сигнал, пропорційнийнапрузі генератора;
IУМ – вхідний сигнал формувачазворотного зв’язку по каналу потужності;
b1, b2 – постійнікоефіцієнти;
Т – постійна часу блока задавання інтенсивності.
Формування сигналу задавання UЗМздійснюється на основі використання сигналу, пропорційного номеру позиції контролерумашиніста, з установленням визначеного темпу його наростання.
На основі розробленої моделі уточненаструктура САК каналу обмеження струму, визначені значення параметрів регуляторавихідної напруги з урахуванням забезпечення вимог до якісних показників перехідногопроцесу (величини перерегулювання, часу регулювання, числа коливань) [2-106]. Результатидосліджень регулятора вихідної напруги (канал обмеження струму) при різних коефіцієнтахпідсилення К4 приведені на рис. 2.7, де процеси 1-5 (криві перехіднихпроцесів струму навантаження ТАД) відповідають коефіцієнтам підсилення К4,відповідно: 0.2; 0.3; 0.4; 0.5; 0.6.
/>
Рис. 2.6. Структурна схема моделі регуляторавихідної напруги.

/>
Рис. 2.7. Результати моделювання з різнимикоефіцієнтами підсилення К4.

/>
Рис. 2.8. Результати роботи ланки корекції.
На рис. 2.8 приведені результати моделювання(криві перехідних процесів струми навантаження ТАД) скоректованої системи регулювання,що забезпечує виконання необхідних вимог до якісних показників перехідного процесурегулятора вихідної напруги інверторів. Крива 1 – перехідний процес струму навантаженняТАД без урахування корекції; крива 2 – з урахуванням корекції.

2.3. Розробка моделі блоку «синхронний генератор-випрямлювач»електропередачі дизель-потягу з використанням нейронних мереж
Аналіз і синтез систем керування складнимиенергетичними об’єктами, до яких відноситься електропередача дизель-потягу з асинхроннимтяговим електроприводом, нерозривно пов’язані з питаннями створення їхніх моделейз метою проведення комплексних досліджень, а також уточненням структури та параметрівпристроїв для розробки.
Питанням моделювання окремих блоків системикерування електропередач потягів присвячено значне число робіт. Однак традиційніпідходи викликають труднощі при вирішенні вказаних задач. Тому постійно йде пошуку напрямку створення моделей на основі досягнень сучасних комп’ютерних технологійрішення цих задач, зокрема нейромережевих технологій. Однією із задач при вирішенніцих проблем є адаптація відомих архітектур нейронних мереж для побудови моделейкомпонентів структури САР енергетичної системи дизель-потягу.
У нашому випадку об'єктом моделюванняє блок «синхронний генератор-випрямлювач». Його моделювання виконаємоза допомогою нейронних мереж.
Математичну модель блоку «синхроннийгенератор-выпрямитель» можна представити сукупністю моделей синхронного генератора(СГ) і випрямлювача (У).
Відповідно до загальноприйнятих допущеньматематичну модель СГ, що представляє собою ідеалізовану явнополюсну синхронну машину,яка має на роторі обмотку збудження і по одному короткозамкненому контуру в подовжнійі поперечній осях, у координатній системі d, q можна представити наступною системоюдиференціальних рівнянь (2.26):

/>;
/>;
/>;                                                                 (2.26)
/>;
/>,
Де /> – відповідно потокозчеплення та струмиобмоток: статора (по осям d і q), збудження і демпферних (по осям d і q);
/> – активні опори обмоток статора, збудженнята демпферних (по осям d і q);
/>– кутова частота обертання ротора.
Облік насичення магнітного кола в явнополюснихсинхронних машинах зазвичай вироблятися тільки по подовжній осі. Для цього у вираженняхдля потокозчеплень індуктивний опір реакції якоря по подовжній осі представляютьяк функцію подовжньої складовий потокозчеплення в повітряному зазорі />. У цьому випадкувираження для потокозчеплень контурів синхронної машини по подовжній осі мають наступнийвид:
/>;                                                                     (2.27)
/>;                                                                     (2.28)
/>;                                                                  (2.29)
/>;                                                                (2.30)
/>,                                                                          (2.31)
де /> – відповідно опори розсіювання обмотокстатора, збудження та демпферної по осі d;
/> – опір реакції якоря подовжній осі(2.31).
У результаті рішення системи рівнянь(2.26) з урахуванням виразів (2.27)-(2.31) визначаються струми статорної обмоткипо осям d і q — />і />. Фазні струми СГ />, що являються впливом, якезадає, для математичної моделі некерованого трифазного випрямлювача, знаходятьсяза допомогою лінійних перетворювань:
/>;                                                           (2.32)
/>;                                           (2.33)
/>;                                                                              (2.34)
/>,                                                                              (2.35)
де /> – значення кута при t = 0.
Напруга обурення /> і /> визначається згідно до виразів:

/>;            (2.36)
/>,            (2.37)
де /> - фазні напруги СГ, одержувані задопомогою перетворювача, що формує ці напруги на основі фазних струмів СГ.
Реалізація математичної моделі, заданоїсистемою диференціальних рівнянь (2.26) і рівняннями (2.27) — (2.37) з використаннямсучасних пакетів прикладних програм, наприклад пакета MATLAB, не викликає особливихтруднощів. Вона зводиться до побудови структури моделі з наявної бібліотеки блоківпакета і розрахунку параметрів моделі.
У ряді випадків моделювання блоку «синхроннийгенератор-випрямлювач» можна здійснити, використовуючи його навантажувальніхарактеристики, представлені на рис. 2.9.
Здатність штучних нейронних мереж, навченихна деякій множині даних, видавати правильні результати для досить широкого класунових даних є дуже вагомим аргументом для побудови моделей різних систем. У даномувипадку ця властивість нейронної мережі підходить для створення моделі блоку «синхроннийгенератор-випрямлювач » за навантажувальними характеристиками. При цьому роботамоделі полягає в наступному: на вхід подаються струми збудження /> (формування струму збудженнярозглянуто в розділі 2.2) і навантаження /> , на виході повинне формуватися випрямленанапруга />, значенняякої відповідає графікам навантажувальних характеристик (рис 2.9.) Причому мережаповинна працювати не тільки на тренувальних шаблонах, але і виконувати поставленузадачу на всіх припустимих значеннях вхідних сигналів.

/>
Рис. 2.9. Навантажувальні характеристикиСГ.
Для побудови моделі обрана багатошарованейронна мережа прямої передачі сигналів із двома нейронами у вхідному шарі (кількістьвходів), двома схованими шарами й одним нейроном у вихідному шарі. Для нейронівсхованих шарів використовувалися нелінійні сигмоїдальні функції активації нейронів.
У результаті моделювання знайдене оптимальнечисло нейронів для першого і другого схованих шарів мережі, відповідно 10 і 15 нейронів.Для навчання мережі використовувалися дані рис.2.9.
Погрішність відтворення характеристику всьому робочому діапазоні за допомогою нейронної мережі не перевищувала 1,5%,що краще, ніж у моделей, реалізованих традиційним способом.

3. РОЗРОБКА СИСТЕМИ КЕРУВАННЯЗА ДОПОМОГОЮ МЕТОДІВ НЕЧІТКОЇ ЛОГІКИ І НЕЙРОННИХ МЕРЕЖ ДЛЯ ОПТИМІЗАЦІЇ ДИНАМІЧНИХПРОЦЕСІВ ЕЛЕКТРОПРИВОДА
 
3.1 Розробка системи керуванняелектроприводом змінного струму з використанням методів нечіткої логіки та нейроконтролерів
Тяговий електропривод дизель-потяга являєсобою конструктивну сукупність тягових асинхронних двигунів, перетворювачів частотиі пристрою керування. Зростання ступеня інтеграції в мікропроцесорній техніці іперехід від мікропроцесорів до мікроконтролерів привів до заміни аналогових системкерування тяговими електроприводами на системи безпосереднього цифрового керування.Перехід до широкодіапазонних (до 1:10000), швидкодіючих електроприводів транспортнихзасобів, зажадав застосування більш складних структур на основі векторного керування.
При векторному керуванні, на відмінувід частотного, керування швидкістю обертання тягового асинхронного двигуна здійснюєтьсяза допомогою регулювання амплітуди і фази вектора поля двигуна. Таке керування єнайбільш точним у динаміці та статиці, а також більш економічним.
Однак, як при частотному, так і при векторномуспособі керування, необхідно здійснювати керування процесом розгону дизель-потягаз урахуванням протікання електромагнітних процесів і оптимізації енергетичних витрат,що вимагає у свою чергу створення ефективних систем керування. Як відзначено в розділі1, одним із критеріїв якості протікання електромагнітних процесів є величина перерегулювання.Задачею системи керування в даному випадку є те, що б величина перерегулювання неперевищувала деякого граничного значення в перехідному режимі. В існуючих системахкерування тягових електроприводів ці задачі вирішувалися за допомогою використанняПІД регуляторів і блоків задавання інтенсивності, що формують сигнал керування взалежності від зростання чи убування сигналу керування на виході відповідного ПІДрегулятора. В останні роки рішення аналогічних задач пропонується виконувати з використаннямсучасних технологій, в основі яких лежать методи аналізу і синтезу складних технічнихсистем, зокрема систем векторного керування і нейромережевих технологій, використовуючипри цьому пряме цифрове керування моментом. Відмінною рисою цих рішень є граничновисока швидкодія систем керування, реалізованих, як правило, на базі цифрових релейнихрегуляторів чи регуляторів, що працюють на принципах нечіткої логіки та нейроконтролерів.
У цьому розділі приведені результатирозробки моделі системи керування з використанням методів нечіткої логіки для електроприводадизель-потяга з тяговими асинхронними двигунами і порівняльний аналіз за допомогоюмоделювання динамічних характеристик, у порівнянні з системами керування, побудованимина основі стандартних ПІД — регуляторів.
На рис. 3.1 приведена структура блокунечіткого контролера швидкості для системи векторного керування двигуном електроприводадизель-потяга. Тут:
БД — блок диференціювання;
НК — нейроконтроллер;
БІ — блок інтегрування;
БВУ — блок векторного управління;
АД- асинхронний двигун;
Е — сигнал помилки;
СЕ — сигнал, пропорційний похідної сигналупомилки;
DU, U — відповідно сигнали на виходахблоків НК і БІ;
/>, /> - відповідно сигнал, пропорційнийшвидкості обертання ротора двигуна і швидкості, що задається (сигнал завдання).
/>
Рис. 3.1. Структурна схема регуляторашвидкості.
На вхід нейроконтролера надходять двасигнали: Е и СЕ. Сигнал помилки визначається як:
/>                                              (3.1)
Зміна значення помилки СЕ визначаєтьсяпохідної сигналу помилки Е як />.
Нейроконтролер, на підставі значеннясигналу помилки Е установлення швидкості, відповідно змінює вихідний сигнал DU так,щоб поточна швидкість відповідала швидкості, що задається .
У дискретній системі
/>,                                            (3.2)
де /> на відрізку часу />. Якщо /> - константа, то значеннясигналу CE пропорційно сигналу />.
Вихідний сигнал DU нейроконтролера всистемі векторного керування асинхронним двигуном електропривода є відповідною величиноюструму завдання /> [20]. Після його інтегрування блокомБІ одержуємо середнє значення на періоді квантування сигналу U, пропорційного струмузавдання />.Виходячи з фізичного принципу керування системою, алгоритм керування наступний:
якщо E = ZE і СЕ /> PS,                                              (3.3)
то на виході нейроконтролера формуєтьсясигнал
DU = NS.                                                           (3.4)
де E і СЕ — вхідні нечіткі змінні;
ZE, PS, NS — невеликі позитивні числа.
У цьому випадку сигнал DU на виході нейроконтролера- нечітка змінна, а змінні ZE, PS і NS є множиною MF функції приналежності.
/>
Рис. 3.2. Вигляд функцій приналежності.
На рис. 3.2 множину функцій приналежностіпредставлено у виді трикутних функцій.
Формування вихідного сигналу нейроконтролеромздійснюється на основі декількох окремих нечітких правил. На рис. 3.3 приведенаілюстрація принципу формування сигналу керування DU на основі двох правил з використаннямметоду Мамдані [21]:
Правило 1: Якщо E = ZE і CE = NS, тоDU = NS.
Правило 2: Якщо E = PS і CE = NS, тоDU = ZE,
де DU — вихідний сигнал нейроконтролера.
Для даної бази правил керуючої системи,нечіткий контролер обчислює багатозначний керуючий вплив для специфічних значеньвхідних перемінних. У [21] описані кілька правил для одержання керуючого впливу,але найбільше часто використовується правило типу «МАКСИМУМ-МІНІМУМ».На рис. 3.3 показаний принцип формування сигналів керування на основі двох правил.
/>
Рис. 3.3. Принцип роботи контролера швидкостіна основі двох правил.
Вихідна функція приналежності кожногоправила визначається оператором «МІНІМУМ», а формування нечіткого виходувиконується оператором «МАКСИМУМ».
Оскільки нечіткий нейроконтролер виконуєфункцію статичного нелінійного перетворення, то можна записати дії контролера уформі:
/>                                                 (3.5)
де /> і /> - нелінійні коефіцієнти.
З урахуванням процесу інтегрування задопомогою блоку БІ (див. рис. 3.1) одержуємо середнє значення сигналу U, пропорційнетоку завдання /> відповідно до виразів:
/>                                     (3.6)
чи
/>,                                                 (3.7)
що є формою запису нечіткого ПІ контролераз нелінійними коефіцієнтами. Подібним чином можна записати алгоритм нечіткого контролерадля П- і ПІД-контролеров.
Алгоритм для нечіткого П-контроллера:
Якщо Е = PS, то U = PB,                                            (3.8)
де PB — велике позитивне число.
Чи можна записати:
U = KE,                                                              (3.9)

де K — нелінійний множник.
Алгоритм для нечіткого ПІД — контролера:
Якщо
Е = PS і CE = NS і E = PS, то DU = ZE,                    (3.10)
де E — похідна СЕ.
Керування може бути записане у формі:
/> .                                   (3.11)
З урахуванням процесу інтегрування задопомогою блоку БІ (як і для ПІ-регулятора) одержуємо середнє значення сигналу U,пропорційного струму задавання /> відповідно до виразів:
/>                            (3.12)
чи
/>,                                         (3.13)
тобто ПІД-контролер.
Нелінійні коефіцієнти, що адаптуютьсяв процесі функціонування, у нечіткому контролері дозволяють стійко формувати сигналикерування при зміні параметрів системи в процесі функціонування.
Загальна структура нечіткої системи зізворотним зв'язком приведений на рис. 3.4.

/>
Рис. 3.4. Структура нечіткого контролерау системі керування зі зворотнім зв’язком.
Тут:
БП — база правил для нечіткого нейроконтролера;
ПНЛ — перехід до нечіткої логіки;          
ПЧЛ — повернення до чітких значень;
БД — база даних;
РП — регульований пристрій,
БОПП — блок обчислення помилки і її похідної,
БЗП — блок застосування правил.
Сигнали помилки E і зміни помилки CEперетворяться у відповідні сигнали у відносних одиницях e і ce шляхом розподілуна масштабні коефіцієнти, тобто: e=E/GE і ce=CE/GC. Аналогічно, вихідний контролюючийсигнал U обчислюється шляхом множення вихідного сигналу у відносних одиницях намасштабний коефіцієнт GU, тобто DU=duGU, з наступним його інтегруванням для одержанняU.
Перевага нечіткого нейроконтролера привикористанні відносних одиниць полягає в тому, що той самий керуючий алгоритм можебути використаний для всіх керованих об'єктів одного типу. Масштабні коефіцієнтиможуть бути задані як константи чи бути програмованими; програмовані масштабні коефіцієнтиможуть контролювати чутливість.
Результати моделювання системи керуванняелектроприводом, що містить тягові асинхронні двигуни з використанням стандартногоПІ регулятора і побудованого з використанням нечіткої логіки в середовищі MATLABприведені в розділі 4.
3.2 Вибір функцій приналежностінечітких змінних при розробці нечіткого регулятора на основі нейроконтролера в системікерування електроприводом змінного струму
В останні роки в теорії автоматичногокерування з'явився напрямок, пов'язаний з методами нечіткої логіки, що дозволяютьбудувати цифрові регулятори, які забезпечують гранично високу швидкодію систем керування.Однак залишається відкритим питання вибору функцій приналежності для нечітких змінних,що описують функціонування регулятора. Тому доцільно провести порівняльний аналізрізних функцій приналежності і їхній вплив на роботу проектованого регулятора.
Узагальнена структура системи векторногокерування тяговим двигуном електропривода змінного струму дизель-потяга з використаннямнечіткого контролера по кутовій швидкості двигуна [29] приведена на рис. 3.4.
Сигнали помилки і похідної помилки перетворюютьсяблоками GE-1 і GC-1 у відповідні сигнали у відносних одиницяхe і ce шляхом ділення на масштабні коефіцієнти. Аналогічно, вихідний керуючий сигналu обчислюється шляхом множення вихідного сигналу у відносних одиницях du на масштабнийкоефіцієнт GU, з наступним його інтегруванням блоком БІ для одержання u.
У якості нечітких перемінних розглядаютьсянаступні:
Е — сигнал помилки по кутовій швидкості,що може приймати значення: {Z1 — нульовий сигнал помилки; NS1 — невеликий негативний; NM1 — середній негативний; NB1 — великийнегативний; PS1 — невеликий позитивний; РM1 — середній позитивний;РB1 — великий позитивний};
СЕ — сигнал помилки по похідній кутовійшвидкості; {Z2 — нульовий сигнал по похідної помилки; NS2 — невеликий негативний; NM2 — середній негативний; NB2 — великийнегативний; PS2 — невеликий позитивний; РM2 — середній позитивний;РB2 — великий позитивний};
DU — сигнал нечіткого керування, {Z3 — нульовий сигнал керування; NVS3 — дуже малий негативний; NS3 — невеликий негативний; NM3 — середній негативний; NB3 — великийнегативний; PVS3 — дуже малий позитивний; РS3 — невеликийпозитивний; РM3 — середній позитивний; РB3 — великий позитивний}.
Формування нечіткого висновку нейроконтролеромздійснюється на підставі нечітких правил, приведених у таблиці 3.1:Таблиця 3.1.
E
CE
NB1
NM1
NS1
Z1
PS1
PM1
PB1
NB2
NB3
NB3
NB3
NM3
NS3
NVS3
Z3
NM2
NB3
NB3
NM3
NS3
NVS3
Z3
PVS3
NS2
NB3
NM3
NS3
NVS3
Z3
PVS3
PS3
Z2
NM3
NS3
NVS3
Z3
PVS3
PS3
PM3
PS2
NS3
NVS3
Z3
PVS3
PS3
PM3
PB3
PM2
NVS3
Z3
PVS3
PS3
PM3
PB3
PB3
PB2
Z3
PVS3
PS3
PM3
PB3
PB3
PB3
Правила формуються в такий спосіб:
1. якщо Е = NB1 і СE = NB2,то DU = NB3,
2. якщо Е = NM1 і СE = NB2,то DU = NB3 і т.д.
Областю визначення всіх нечітких переміннихє інтервал [-1, 1] відносних значень відповідно сигналів помилки по кутовій швидкості,по похідній кутовій швидкості і по сигналі керування. Як форми функцій приналежностінечітких лінгвістичних перемінних Е, СЕ, DU розглядалися форми, приведені на рис.3.5.

/>
Рис. 3.5. Форми функцій приналежності.
Експерименти проводилися для різних варіантівзавдання форм функцій приналежності як вхідних так і вихідний нечітких перемінних.
Спочатку обиралися однотипні форми функційприналежності (для входу і виходу). При цьому отримали, що якщо функції приналежностіописувалися формами а) — в) і е), то нечіткий нейроконтролер функціонував практичнооднаково, тільки якщо використовувалися функції вигляду в) (трапеціїдальні), одержалидеяке перерегулювання в порівнянні з функціями вигляду б).
На рис. 3.6 приведені результати длявипадку використання функцій б) і в).
/>

/>
Рис. 3.6. Результати роботи нечіткогонейрорегулятора для випадків використання функцій приналежності вигляду б) (трикутні)та в) (трапеціїдальні)
При використанні функцій приналежностівиду г) і д) регулятор не виконував свою основну функцію (рис. 3.7).

/>
Рис. 3.7. Результати роботи нечіткогонейрорегулятора при використанні функцій приналежності вигляду г) і д) (дзвоноподібні).
Далі виконали комбінування: для вхіднихзмінних вибрали один тип функцій приналежності, а для вихідної — іншу. При цьомуз'ясувалося, що форма функцій приналежності для вихідної величини (сигналу нечіткогокерування DU) є не визначальною, тобто за якість роботи регулятора відповідає вибірформи функцій приналежності для вхідних нечітких перемінних (сигналу помилки покутовій швидкості і сигналу помилки по похідній кутовій швидкості). На рис. 3.8приведені залежності при використанні для входу функцій приналежності трикутноїформи (виду в)), а для виходу — виду г).

/>
Рис. 3.8. Результати роботи нечіткогонейроконтролера при використанні для входу функцій приналежності трикутної форми(виду в)), а для виходу — виду г).
З аналізу рис. 3.8 можна побачити, щовикористання на виході функцій приналежності виду г) дозволяє трохи згладити формукривої моменту, хоча графік швидкості практично залишився без змін.
Проведені дослідження дозволяють зробитивисновок, що використання функцій приналежності виду г) і д) як для вхідних такі для вихідний нечіткої змінної (одночасно) не дозволяє побудувати працездатнийрегулятор. Визначальним є вибір функцій приналежності для вхідних нечітких перемінних.Для вхідних нечітких змінних краще обирати функції приналежності виду б) чи в),для вихідний — г) чи д).

3.3 Розробка регуляторівсистеми керування електропередачі дизель-потяга з використанням нейронних мереж
Система автоматичного регулювання електропередачідизель-потяга складається з ряду аналогічних каналів регулювання, кожний з якийвиконує визначені функції (обмеження максимальне припустимого струму навантаженнягенератора, підтримка сталості потужності, обмеження максимально допустимої напруги).САР об'єкта керування являє собою структуру, що змінюється в процесі функціонуванняв залежності від сформованих експлуатаційних умов (режимів ведення поїзда, навантаженняі т.п.), змінюються і параметри структури САР (наприклад, постійні часу задатчиківінтенсивності каналів регулювання). Відповідно до цього рішення питань, пов'язанихз розробкою регуляторів системи керування пропонується здійснити за допомогою штучнихнейронних мереж.
Система автоматичного регулювання служитьдля формування керуючого впливу /> по збудженню. Формування сигналу /> з урахуванням забезпеченнядинамічних показників системи здійснюється шляхом включення в контур регулюванняпристроїв, що функціонують згідно визначених алгоритмів, таких як пропорційних,інтегральних, пропорційно-інтегральних чи більш складних, якщо не можна досягтизаданих показників шляхом застосування одного з названих алгоритмів. У випадку застосуванняпропорційно-інтегрального закону керування (алгоритму) формування величини можебути здійснене на підставі співвідношення:
/> ,                                  (3.14)
де
/> - напруга генератора;
/> - коефіцієнт підсилення пропорційноїскладової;
/> - постійна часу інтегрування;
р — оператор Лапласа.
Величина /> формується з використанням блоку задаванняінтенсивності, що забезпечує темп наростання відповідного сигналу в перехідномурежимі:
/>,                                                      (3.15)
де /> - вхідний сигнал за датчика інтенсивності;
/> - постійна часу.
У загальному випадку величина є нелінійноюфункцією, що залежить від швидкості зміни вхідного сигналу.
Зв'язок між сигналом керування і сигналомзавдання на підставі рівнянь (3.14) і (3.15) описується передатною функцією виду:
/>.                                               (3.16)
При дослідженні САР, описуваної рівняннями(3.14) і (3.15), виходячи з виду передатної функції (3.16), з метою уточнення їїструктури і параметрів, у першому наближенні побудови моделі нейроконтролера, можемоскористатися передавальною функцією виду:
/> ,                                          (3.17)
де />; /> ; />.
Використовуючи передавальну функцію САРоб'єкта керування (3.17) можемо скласти систему диференціальних рівнянь виду:
/>,                                          (3.18)
де /> - вихідний сигнал об'єкта керування(у нашому випадку /> );
U — формований сигнал керування (у нашомувипадку /> ).
Як відзначалося вище, структура САР СГмістить три аналогічних канали, описуваних однотипними рівняннями виду (3.14) і(3.15), кожний з який включається в роботу за певних умов. До того ж, у залежностівід умов експлуатації, необхідно здійснювати деяке підстроювання параметрів схемСАР кожного з каналів. За умови створення моделі САР з використанням нейромережевихтехнологій, узагальнену структуру такої моделі можна представити у виді, зображеномуна рис. 3.9.
/>
Рис.3.9 Узагальнена структура моделіСАР для одного каналу.
Тут як динамічний об'єкт виступає модельСГ (модель у розділі 2.3) і його САР, описувана рівняннями (3.14) і (3.15). У якостінейроконтролера обраний перцептрон — прямо спрямована нейронна мережа. Структуранейроконтролера: три ретрансліруючих вузли на вході мережі, п'ять вузлів із сигмоїдальнимиактиваційними функціями в схованому шарі й один вихідний нейрон, що описує змінунапруги генератора під впливом сигналу керування U. На вхідні нейрони надходитьсигнал завдання /> і вихідний сигнал />, що знімається з виходуоб'єкта, затриманий на один і два такти (DТ). При дослідженнях, як сигнал завдання />, використовуваласятипова функція впливу у виді одиничного сигналу.
Для навчання мережі використовуєтьсягенетичний алгоритм (ГА), що набудовує параметри нейроконтролера не за помилкоюв керуванні U, а за помилкою на виході об'єкта, порівнюючи його з виходом еталонноїмоделі (рис. 3.10).
/>
Рис. 3.10. Застосування ГА для настроюванняпараметрів нейроконтролера.
Вихідна популяція зі 100 хромосом генеруваласявипадковим образом. Кожний з 26 параметрів мережі кодується 16 бітами, у такий спосібхромосома, що кодує нейроконтроллер, являє собою 416 розрядну послідовність нуліві одиниць. Діапазон зміни кожного з параметрів прийнятий від -1 до +1. 16-розряднекодування забезпечує дискретність зміни параметра не гірше ніж />.
При одиничному вхідному впливі на об'єкткерування, описуваний системою рівнянь (3.18), якість системи оцінюється перехідноюхарактеристикою. При визначених значеннях параметрів САР спостерігаються процеси,що відповідають хитливому характеру роботи системи, стійкому і на границі стійкості.Задача нейроконтролера — визначення параметрів САР, що забезпечують стійкість системиі необхідні показники якості, такі як величина перерегулювання, число перерегулюваньі час перехідного процесу. При цьому САР у цьому випадку повинна формувати такікеруючі впливи, під впливом яких сигнал на виході об'єкта керування відповідав сигналузавдання, що формується за допомогою еталонної моделі (різниця сигналів UГі X1 повинна бути мінімальної).
Результати роботи нейроконтролера приведеніу виді осцилограм на рис..11, 3.12.
/>
Рис. 3.11. Залежність X1 звикористанням нейроконтролера та без.
На рис. 3.11. приведені перехідні процесизмінної /> увідносних одиницях без використання системи керування на основі нейроконтроллера(крива 1) і з його використанням (крива 2) при завданні на вхід об'єкта сигналуодиничної амплітуди.

/>
Рис. 3.12. Залежність при різних вхіднихвпливах.
Рис. 3.12 ілюструє поводження об'єктане тільки на тренувальних шаблонах, але і на проміжних значеннях амплітуди вхідногосигналу, що підтверджує універсальність апроксимуючих здібностей нейронних мережі можливість використання розробленого нейроконтролера для формування сигналів керуваннянапругою порушення синхронного генератора електропередачі дизель-потяга.
3.4 Розробка системи керуваннядизель-потяга на основі нейромережевих технологій
Синтез оптимальної системи керуванняенергетичною системою дизель-потяга можна здійснити на основі ідей теорії рівноважнихматематичних моделей з використанням нейромережевих технологій. Для цього спочаткунеобхідно мати деяку вихідну структуру системи керування, а для одержання кращоїсистеми необхідно синтезувати додаткову (допоміжну) систему, сукупна дія яких приводитьдо бажаного результату, тобто забезпечує поліпшення заданого показника якості.
Поліпшення системи керування асинхроннимитяговими двигунами можна спробувати здійснити шляхом рівнобіжного включення синтезованоїсистеми регулятора на основі нейронних мереж. Як вихідна система керування обранаодна систем, синтезована за допомогою нейронної мережі, виконана корекція синтезованогозакону керування по каналах напруги і частоти. Результуючий квазіоптимальний сигналкерування U може бути отриманий як:
/>,                                             (3.19)
де /> - сигнал, формований згідно деякогометоду (наприклад, методу АКУР);
/> — додатковий сигнал, одержуванийна виході нейронної мережі.
Дослідження на математичних моделях показало,що система в цьому випадку має гарну стійкість, а всі змінні, які спостерігаються,знаходиться в припустимих діапазонах.
Система керування електроприводом дизель-потягамає два канали: канал формування амплітуди керуючого впливу і канал формування частоти.Тому у вихідну структуру системи керування необхідно додати дві нейронні мережі(для кожного каналу). У якості нейронних мереж обраний багатошаровий перцептрон,що має вхідний, вихідний і два схованих шари. Структура мережі ідентична для кожногоз каналів: 4 входи, 4 нейрони в першому схованому шарі, 7 нейронів у другому схованомушарі і 1 вихідний нейрон. У якості активаційної функції кожного з нейронів обранасигмоїдальна функція виду (3.33).
/>.                                          (3.20)
На входи мереж подаються модулі сигналівпотокозчеплення і струму фази статорної обмотки, частота обертання ротора і коефіцієнт,пропорційний масі складу. На виході нейронної мережі формується додатковий сигнал/>, задопомогою якого поліпшується функціонування електропривода.
На рис. 3.13 приведена структурна схемамоделі електропривода дизель-потяга із синтезованою системою керування, що міститьдодаткові канали, реалізовані з використанням нейронних мереж. Дана модель характеризуєтьсятим, що в її структурі присутні два додаткових елементи — NeuralContr_W і NeuralContr_U,за допомогою яких здійснюється формування додаткових сигналів керування /> по каналахнапруги і частоти. Структурні схеми каналу формування частоти і його основних складовихкомпонентів приведені відповідно на рис. 3.14 і 3.15.
/>
Рис. 3.13. Структурна схема моделі електроприводадизель-потяга із синтезованою системою керування, що містить додаткові канали, реалізованіз використанням нейронних мереж.
На рис. 3.14-а приведена внутрішня структураблоку NeuralContr_W. Субблоки Layer1, Layer2 і Layer3 являють собою відповідно 1-й,2-й схований і вихідний шари нейронної мережі. Вхідні сигнали надходять на вхіднийшар p{1} у виді вектора, що складає з 4-х елементів (по кількості вхідних сигналів).Далі вектор надходить на вхід першого схованого шару (Layer1). Структура субблоковсімейства Layer приведена на рис 3.14-б. Робота блоку полягає в наступному: спочаткуобчислюється зважена сума вхідного вектора для кожного з нейронів першого схованогошару (блок ІW{1,1}) і додавання до цієї суми зсуву (b{1}), що являє собою вектор,число елементів якого дорівнює числу нейронів у цьому шарі. Структура блоку ІW{1,1}приведена на рис 3.15-а. Тут блоки ІW{1,1}(1,:)' — ІW{1,1}(4,:)' задають відповідновагарні коефіцієнти між відповідним нейроном першого схованого шару (1 — 4) і вхіднимшаром. На вхід блоків dotprod1 — dotprod4 подаються вхідний вектор pd{1,1} і відповіднівагарні коефіцієнти. Ці блоки виконують зважене підсумовування вхідного вектораpd{1,1}. Після додавання зсуву до зваженої суми (рис. 3.14-б), отриманий результат,що представляє собою вектор з 4-х елементів (по числу нейронів першого схованогошару), подається на активаційну функцію нейронів (блок tansіg), що реалізує функціюгіперболічного тангенса. Отриманий проміжний результат передається на другий схованийшар (Layer2). Принцип роботи аналогічний описаному вище за винятком того, що числоблоків dotprod, що виконують зважену підсумовування, дорівнює 7 (числу нейроніву другому схованому шарі, див.рис.3.15-б). На виході другого шару виходить вектор,що складається з 7-ми елементів, який подається на вихідний шар (Layer3). У результатіна виході нейронної мережі (вихід блоку Layer3) виходить сигнал, що здійснює корекціюсигналу керування по частоті (рис.3.15-в). Усі вагові коефіцієнти між шарами мережіі коефіцієнти зсувів були отримані в результаті настроювання мережі, що здійснюваласягенетичним алгоритмом.
/>
         а)
/>
 /> 
 б) />
Рис. 3.14. Структурна схема моделі нейрорегулятораканалу формування частоти.

/>
         а).
/>
         б).
/>
в).
Рис.3.15. Структурні схеми для визначеннявагових коефіцієнтів нейрорегулятора.

Структура нейрорегулятора для каналуформування напруги аналогічна, відрізняється тільки коефіцієнтами настроювання.
При настроюванні мережі до регуляторівможна пред'являти ті чи інші оптимізаційні властивості, наприклад, при тих самихенергетичних витратах (коли нейронна мережа включена в систему керування) одержатименший час розвантажування або більший пройдений шлях, або при однакових кінцевихшвидкостях зменшити енергетичні витрати на розгін дизель-потяга. Розглядаються ірізні комбінації цих критеріїв.
При навчанні нейронних мереж (НМ) використовувавсягенетичний алгоритм (ГА). З його допомогою настроювалися параметри НМ відповіднодо заданого критерію. Як гени хромосоми в ГА використовуються усі вагові коефіцієнтиміж шарами нейронних мереж, при цьому перша частина хромосоми являє собою параметринейронної мережі, що виконує корекцію закону керування по частоті, а друга — поамплітуді.
На рис. 3.16 приведена узагальнена структуранастроювання параметрів нейронних мереж, що входять до складу синтезованої системикерування. Вихідна популяція складалася з 150 хромосом і генерувалася випадковимобразом. Кожен параметр мереж кодувався 16 бітами. Причому такі генетичні операторияк мутація і кросовер здійснювалися для кожної з двох частин хромосоми окремо. Оскількидіапазон зміни кожного з параметрів прийнятий від -1 до +1, то 16-и розрядне кодуваннязабезпечує дискретність зміни параметрів не гірше чим />.
Словесно алгоритм можна описати в такийспосіб: на першому етапі випадковим образом генерується похідна популяція бінарниххромосом. Обчислюється критерій функціонування системи керування без використаннякоригувальних нейронних мереж. Потім визначається індекс пристосованості кожноїхромосоми при функціонуванні об'єкта і по його значеннях виконується впорядкуванняпопуляції. Обчислюється середня по популяції пристосованість. Спираючи на неї, визначаєтьсяімовірність, з яким кожна особа, що володіє пристосованістю більше середньої, можестати батьком. При цьому для кожного батька в процесі генерації хромосоми нащадкамається дві можливості: або просто бути скопійованим у наступне покоління, або піддадутьсявпливу генетичних операторів.
/>
Рис.3.16. Узагальнена структура настроюванняпараметрів нейронних мереж системи керування.
У такий спосіб генерується задане числоМ нащадків. Оскільки нащадки отримані від кращих батьків, то їхня пристосованістьможе бути більш високої.
Робота алгоритму закінчується при досягненніпопуляцією стану адаптації, що ідентифікується по стягуванню ядра популяції спочаткув щільну хмару, а потім у крапку. Кросовер як механізм мінливості втрачає в такихумовах свою силу. Мутація й інверсія будуть як і раніш модифікувати потомство, продовжуючитестування нових і нових точок простору пошуку. У результаті знаходимо деякий екстремум,хоча характер його невідомий.
На рис. 3.17 представлена спрощена схемагенетичного алгоритму.
Результати досліджень приведені в розділі4.

/>
Рис.3.17. Схема генетичного алгоритму.

4. ДОСЛІДЖЕННЯ СИСТЕМКЕРУВАННЯ ДИЗЕЛЬ-ПОТЯГА
 
4.1. Дослідження регуляторівсистеми керування, розроблених на основі використання принципу регулювання за помилкоюта ПІД закону керування
У розділі 2 приведені математична модельі структура САР електропередачі дизель-потяга, виконаних у відповідності до традиційнихпідходів на основі використання принципу регулювання за помилкою, тобто компенсаціясигналу завдання сигналом зворотного зв'язку. Як правило, такі САР будуються з використаннямпропорційно-інтегрально-диференціального закону керування, де в колі регулюванняміститься блок задавання інтенсивності, що у залежності від сигналу, що надходитьна його, (зростання чи убування) має різні постійні часу.
Одна з можливих структур САР електропередачімістить три контури регулювання: підтримка сталості струму (для заданої позиціїконтролера машиніста); підтримка сталості потужності; обмеження максимального значеннянапруги живлення. Усі ці контури з погляду реалізації САР ідентичні, однак функціонуютьу різних, з погляду динаміки, умовах. Найбільш критичним до зміни умов функціонуванняє контур САР, що забезпечує підтримку сталості струму (обмеження струму), оскількийого робота пов'язана з режимом пуску, де до якісних показників системи пред'являютьсядосить «жорсткі» вимоги. Особливо це відноситься до такого показника якості,як величина перерегулювання. У якості фізичної досліджуваної величини тут виступаєструм фази асинхронного двигуна, що комутується перетворювачем частоти, який маєгранично допустимі значення сили струму, що протікає через його елементи.
Дослідження, пов'язані з визначеннямпараметрів САР і уточненням структури САР, проводилися в кілька етапів. При цьомудосліджувану структуру САР можна представити як таку, що складається з кола задавання,формувача сигналу керування (пропорційно-інтегрального регулятора і блоку задаванняінтенсивності), об'єкта керування (моделі тягового асинхронного двигуна), блокуформування сигналу зворотного зв'язку (датчики, підсилювачі, що масштабують, фільтри)[30].
За допомогою блоку завдання формувавсясигнал, що відповідає визначеній позиції контролера машиніста і характеризуєтьсявизначеною швидкістю його наростання.
Тут і надалі, як показник завантаженостіскладу (тобто його загальної маси чи моменту інерції) використовувався показникp/J,
де      р — число пар полюсів асинхронногодвигуна,
J — момент інерції поїзду, приведенийдо колісної пари.
На першому етапі проводилися дослідженняСАР з метою визначення параметрів регулятора каналу відсічення по струму, виконаноговідповідно до традиційної схеми, описаної в розділі 2. Основна увага приділяласяпитанням, зв'язаним з адекватністю розроблених моделей і визначенням параметрівСАР, що забезпечують задану якість регулювання. При цьому показниками якості виступаливеличина перерегулювання, час перехідного процесу (tпп ), число перерегулювання(N).
Для проведення досліджень з метою уточненняструктури і визначення параметрів САР необхідно мати моделі блоків САР (формувачівсигналу задавання, формувачів сигналів зворотних зв'язків, тягових двигунів), якіадекватно відображають процеси, що протікають у самому об'єкті керування. При цьому,як було відзначено в розділі 2, при розробці структури САР доцільно на першому етапівикористовувати спрощену схему моделі ТАД, за допомогою якої може бути зробленеуточнення структури й оцінка параметрів САР з погляду стійкості роботи і визначенняприпустимих границь зміни параметрів, а на другому — повну модель, що описує перехідніпроцеси ТАД, наприклад на підставі системи диференціальних рівнянь в рухомій системікоординат.
Оскільки одержання спрощених моделейТАД і їхнього дослідження приведено в другому розділі, то тут приділяється увагатільки адекватності моделі ТАД, представленої системою диференціальних рівнянь врухомій системі координат.
Адекватність моделі ТАД доводиться задопомогою деякої інтегральної оцінки функціонування всієї системи при розгоні дизель-потягай аналізу отриманих при цьому інтегральних характеристик (швидкості руху, величиниковзання) щодо теоретичних передумов.
На рис 4.1 — 4.3 приведені процеси розгонудизель-потяга при різних темпах наростання напруги живлення ТАД. При одній і тійже завантаженості складу (p/J = 0.0001) і законі керування U/f = 10.
Тут: 1 — крива, що відповідає напрузіживлення (U, B) ТАД у визначений момент часу;
2 — електрична кутова частота живлення(w0, 1/сек) ТАД;
3 — електрична кутова частота обертанняротора (w,1/сек) ТАД.

/>
Рис. 4.1. Процеси розгону дизель-потягупри наступних параметрах:
 p/J = 0.0001; U/f = 10; темп нарощуваннянапруги живлення ТАД – 8 B/сек.
/> 
Рис. 4.2. Процеси розгону дизель-потягупри наступних параметрах:
p/J = 0.0001; U/f = 10; темп нарощуваннянапруги живлення ТАД – 10 B/сек.

/>
Рис. 4.3. Процеси розгону дизель-потягупри наступних параметрах:
p/J = 0.0005; U/f = 10; темп нарощуваннянапруги живлення ТАД – 10 B/сек.
Як випливає з рис. 4.1 при даному темпінаростання напруги живлення ТАД і законі керування напругою і частотою процес розгонупротікає нормально, на що вказує така узагальнена характеристика, як ковзання, якау даному випадку знаходиться в межах від 2 Гц до 3,5 Гц, що відповідає теоретичнимпередумовам. У випадку зменшення темпу наростання напруги живлення, наприклад довеличини 5 B/сек, процес розгону протікає нормально, але з меншим значенням величиниковзання (від 1 Гц до 2 Гц), що не суперечить теоретичним передумовам.
При збільшенні темпу наростання напругиживлення ТАД до величини 10 B/сек — процес розгону протікає не нормально (рис. 4.2),на що вказує величина ковзання (досягає величини 16 Гц, що не природно). Якщо жзменшити масу складу, наприклад як у нашому випадку, у 5 разів (p/J = 0.0005), щоблизько до роботи тягових двигунів у режимі неробочого ходу (див. рис. 4.3), торозгін протікає практично при ковзанні близькому до нульового значення, що характернодля роботи ТАД у такому режимі. Збільшення темпу наростання напруги живлення ТАД(наприклад, 12 B/сек) при p/J = 0.0005 не вносить істотних змін у процес розгону,тобто розгін здійснюється при ковзанні близькому до нульового значення.
Проведені дослідження з моделлю об'єктакерування, тобто моделлю ТАД, представленою системою диференціальних рівнянь в обертовійсистемі координат указують на те, що модель адекватно відображує процеси, що відбуваютьсяпри розгоні дизель-потяга, адекватно реагує на зміну факторів, що збуджують, і законівкерування, дає можливість установити можливий (робочий) діапазон зміни значень темпузміни сигналів керування напругою і частотою. Це дозволяє використовувати дану модельоб'єкта керування як для уточнення структури САР електропередачі, так і визначенняїї параметрів згідно вимог, обумовлених до якісних показників перехідного процесу.
Наступні дослідження даного підрозділуспрямовані безпосередньо на уточнення структури САР і визначення її параметрів.
Вихідна структура моделі САР каналу відсіченняпо струму приведена на рис. 4.4.

/>
Рис. 4.4. Структура моделі САР каналувідсічення по струму.
Тут: блоки (1-5) — модель формуваннясигналу задавання по струму;  блоки (6-11) — модель регулятора на основі пропорційно-інтегральногозакону керування;      блок (12) — фільтр; блоки (13, 14) — модель блоку задаванняінтенсивності (без обліку завдання різних постійних часу в залежності від змінивхідного сигналу); блоки (15 — 17) — модель об'єкта керування (формування струмуфази ТАД); блоки (18 — 21) — модель пристроїв узгодження і фільтруючих ланок, використовуванів ланцюзі зворотного зв'язку САР.
На рис. (4.5 — 4.8) приведені перехідніпроцеси, що відповідають току ТАД, при зміні одного з параметрів (коефіцієнта підсилення)САР. Відповідність процесів, параметрів і рисунків приведено в таблиці 4.1.
Таблиця 4.1. Результати досліджень№
K1
K2
K3
K4 Номер рис.
Dmin, сек
tmin, сек
Nmin 1 2,5 1 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6 0,2 Рис. 4.6 29,78 20 4 2 2,5 1 0,2 0,02; 0,03; 0,04; 0,05; 0,06 Рис. 4.7 25,28 45 8 3 2,5 1 0,2 0,02; 0,03; 0,04; 0,05; 0,1 Рис. 4.8 13,2 >50 >20 4 2,5 1 0,2 0,15 Рис. 4.9 Процес не сталий
Процеси, що відповідають параметрам,зазначеним у таблиці 4.1 і рис. 4.5, дають можливість оцінити якісні показники перехідногопроцесу. Найменше значення як величини перерегулювання Dmin, так і часу регулювання (tmin) і числа перерегулювання (Nmin)при значенні K3 = 0,2. Числові дані цих показників приведені в таблиці4.1.
На рис. 4.6 приведені аналогічні процеси,але при зміні коефіцієнта підсилення K4 (блок задавання інтенсивності).Тут, як видно з процесів, представлених на даному рисунку, постійні часу блоку задаванняінтенсивності (Тmin=16,6 сек, Тmах=50 сек) істотного впливуна величину перерегулювання не роблять, однак зі зменшенням постійної часу (збільшеннямзначення K4) збільшується швидкодія системи, що дуже важливо, однак збільшуєтьсяколивальність (час перехідного процесу і число коливань).

/>
Рис. 4.5. Залежності струмів ТАД призміні коефіцієнта K3.

/>
Рис. 4.6. Залежності струмів ТАД призміні коефіцієнта K4.

/>
Рис. 4.7. Залежності струмів ТАД призміні коефіцієнта K4(при максимальному K4=0,1).

/>
Рис. 4.8. Залежності струмів ТАД призміні коефіцієнта K4(процес не стійкий).
На рис. 4.7 і рис. 4.8 приведені процеси,що дозволяють оцінити критичне значення K4, при якому система стає хитливою.При K4 = 0,1 — практично на границі стійкості, при K4 = 0,15- не стійка.
Проведені експерименти з моделлю дозволяютьустановити для даної структури САР, обумовленою її моделлю (див. рис. 4.4), оптимальнізначення параметрів з урахуванням близькості до необхідних показників якості перехідногопроцесу.
Оптимальні значення цих параметрів наступні:K1 = 2,5; K2 = 1; K3= 0,2; K4 = 0,02.
Однак значення величини перерегулюваннядорівнює 29,78 %; час перехідного процесу — 20 сек; число перерегулювання — 4. Дваостанніх показники задовольняють необхідним умовам до вимог до якісних показниківперехідного процесу, перший — не задовольняє. Тому необхідно в структуру САР увестиблок задавання інтенсивності зі змінною структурою.
Результати досліджень, приведені на рис.4.9 і рис. 4.10, характеризують протікання перехідних процесів за умови введенняв системи САР блоку задавання інтенсивності зі змінною структурою, тобто, у якогопараметри (постійна часу) при зростанні й убуванні вхідного сигналу — різні.
Перехідні процеси, приведені на рис.4.9 відповідають:
— при убуванні — К = 0,02 (Т = 50 сек);
— при зростанні — 1 (К = 0,02); 2 (К= 0,04); 3 (К= 0,06); 4 (К= 0,08); 5 (К= 0,1).
Тут, на відміну від структури блоку задаванняінтенсивності, у якого параметри на «накидання» і «скидання»не змінювалися і це приводило до нестійкості при постійної часі, рівній 12,5 сек,то в даному випадку така структура поліпшує систему САР і з погляду стійкості, із погляду якісних показників. Навіть зменшення постійної часу до 10 секунд не призводитьдо хитливої роботи (рис. 4.10).

/>
Рис. 4.9. Перехідні процеси в системіза умови введення блоку задавання інтенсивності

/>
Рис. 4.10. Перехідні процеси в системіза умови введення блоку задавання інтенсивності.
Однак істотної зміни (зменшення) величиниперерегулювання з уведенням блоку задавання інтенсивності зі змінною структуроюдомогтися не вдалося, хоча позитивний ефект мається в змісті забезпечення стійкостісистеми при збільшенні швидкодії (тобто робота блоку задавання інтенсивності зізначно меншими значеннями постійних часу). При цьому встановлено, що прийнятні значенняз погляду забезпечення якісних показників відповідають: при «накиданні»- Т = 12,5 секунд; при «скиданні» — Т = 50 секунд.
Структурна схема моделі для реалізаціїблоку задавання інтенсивності зі змінною структурою приведена на рис 4.11. Тут жезазначені і параметри настроювання моделі.
/>
Рис. 4.11. Структурна схема моделі дляреалізації блоку задавання інтенсивності зі змінною структурою.
На рис. 4.12 приведені процеси, що характеризуютьроботу САР з використанням блоку задавання інтенсивності зі змінною структурою ікоригувальної ланки у виді зони нечутливості.

/>
Рис. 4.12. Процеси, які характеризуютьроботу САР з урахуванням блоку задавання інтенсивності зі змінною структурою такоригувальної ланки.
Тут:  1 — процес, що відповідає САРз використанням блоку задавання інтенсивності з незмінною структурою;
2 — із блоком задавання інтенсивностінезмінної структури і коригувальної ланки у виді зони нечутливості;
3 — із блоком задавання інтенсивностізмінної структури і коригувальної ланки у виді зони нечутливості.
При заданих параметрах механічної частиниелектропривода, параметри САР, що забезпечують необхідні показники якості наступні:K1 = 2,5; K2 = 1; K3 = 0,2; K4 (накиданняТ = 12,5 сек; скидання Т = 50 сек). Поріг зони нечутливості — (+/- 10,5 В). САР,відповідно до даної моделі, забезпечує функціонування системи з наступними показникамиякості перехідного процесу: величина перерегулювання — не більш 6 %; час перехідногопроцесу — не більш 14 секунд; число перерегулювання — 3, що є цілком припустимимпри технічній реалізації САР.
4.2 Дослідження регуляторівсистеми керування, розроблених на основі використання методів нечіткої логіки інейромережевих технологій
Результати моделювання системи керуванняелектроприводом, що містить тягові асинхронні двигуни з використанням стандартногоПІ регулятора і побудованого з використанням нечіткої логіки в середовищі MATLABвідповідно показані на рис. 4.13 і рис. 4.14. Верхній графік залежність електромагнітногомоменту від часу M(t), нижній — швидкості обертання ротора двигуна від часу (t).
/>
Рис. 4.13. Залежності M(t), /> ( стандартний ПІ-регулятор)
/>
Рис. 4.14. Залежності M(t), /> (ПІ-регулятор звикористанням нечіткої логіки)
Проведені дослідження синтезованої системивекторного керування тяговим електроприводом підтвердили ефективність застосуванняметодів нечіткої логіки при проектуванні регуляторів. Перерегулювання у випадкувикористання стандартного ПІ контролера, що спостерігається на рис. 4.13, складає14%, при використанні нечіткого контролера перерегулювання практично відсутнє. Дотого ж, у першому випадку, у перехідному режимі двигун електропривода може перейтив генераторний режим, що не припустимо в процесі функціонування системи.
На рис. 4.15 представлені криві зміниамплітуди і частоти, як сигналів керування, для похідної (базової) моделі системикерування (криві 1 і 3) і моделі з використанням нейронних мереж (криві 2 і 4) приодній і тій же навантаженості складу (Р/J = 0.0001).

/>
Рис. 4.15. Залежності U(t).
На рис. 4.16 представлені криві змінимодулів струмів для похідної (базової) моделі системи керування (крива 1) і моделіз використанням нейронних мереж (крива 2) за тих самих умов руху.

/>
Рис. 4.16. Залежності i(t).
Як критерій оптимальності використовувавсякритерій мінімуму енергетичних витрат при виконанні обмежень по величині пройденогошляху і швидкості в кінцевий момент часу. Розглядалися різні режими роботи електропривода,зокрема, розгін дизель-потяга за заданий час t і оцінювалися отримані характеристики(швидкість, пройдений шлях і енергетичні витрати) у кінцевий момент часу. Отриманірезультати (швидкість у кінцевий момент часу, пройдений шлях і енергетичні витрати)для різних мас складу (другий стовпець таблиці, задається через відношення числапара полюсів Р к моменту інерції J) представлені в таблиці 4.2.
У першому рядку таблиці приведені результатирозгону дизель-потяга за час 45секунд до швидкості 38,16 м/с без використання НС,при цьому енергетичні витрати склали 5255 кВт/год, а пройдений шлях 255,3 м. Привключенні в систему керування нейронних мереж отриманий виграш по енергетичних витратах4,5%, хоча кінцева швидкість у даному випадку виявилася меншої на 0,55 м/с. Однакпри збільшенні завантаженості складу (рядок 3) отримані енергетичні витрати на 3,2%менше при практично рівних кінцевих швидкостях і пройдених шляхах.
Таблиця 4.2. Результати досліджень.№ p/J t, с V, км/г S, м Е, кВт/г 1 2 1 2 1 2 1 0,0001 45 38,16 37,61 255,3 257,1 5255 5014 2 0,0002 30 69,92 68,93 298,8 305,7 8755 8351 3 0,00009 30 24,27 24,12 103,4 103,9 2416 2337 4 0,0001 45 38,16 40,06 255,3 259,2 5255 5251 5 0,0002 30 69,92 72,44 298,8 302,6 8755 8759 6 0,00009 30 24,27 26,31 103,4 104,2 2416 2422 7 0,0001 40 32,54 32,61 234,2 243,5 4762 4621 8 0,0002 35 75,53 75,51 324,3 335,2 9867 9754 9 0,00009 30 24,27 24,32 103,4 110,6 2416 2384
У рядках 4 — 6 таблиці 4.2 представленірезультати розгону дизель-потяга за час t. У цьому випадку використовувався критерій:одержати велику кінцеву швидкість при однакових енергетичних витратах. У рядках7-9 критерієм було одержати більший пройдений шлях при менших енергетичних витратах.
Виходячи з проведених результатів дослідження,можна зробити висновок, що введення нейронних мереж до складу системи керуваннядозволяє оптимізувати роботу енергетичної системи дизель-потяга в процесі розгону,забезпечуючи при цьому виконання заданих граничних умов. При цьому економія по енергетичнихвитратах складає не менш 3,2% у порівнянні з досліджуваним експериментальним зразкомсистеми керування дизель-потяга.

5. ЕКОНОМІЧНА ОЦІНКА ЙОБГРУНТУВАННЯ.
Резюме
Проведене аналітичне дослідження присвяченотрьом видам систем керування електроприводом дизель-потягу з асинхронними тяговимидвигунами: стандартній системі керування на основі ПІ-регулятору, системі керуванняна основі нечіткого нейроконтролеру та системі з використанням нейронних мереж.Дана робота являє собою інтерес з точки зору можливого використання інформації,підібраній та розглянутій в ній, та отриманих результатів проектування та моделюванняна підприємствах, що спеціалізуються на проектуванні та виготовленні рухомого складу,в НДІ, лабораторіях та ін.
Аналітичне дослідження, проведене в дипломнійроботі, є об’єктом інтелектуальної власності та представлене у вигляді комплексумоделей досліджуваних об’єктів(у форматі робочих файлів для проведення моделюванняв пакеті Matlab) та технічної документації, що містить теоретичні відомості й обґрунтування,принципові та структурні схеми досліджуваних систем керування та результати проведеногомоделювання їхньої роботи.
Швидкість проведення моделювання залежитьвід заданих користувачем параметрів.
Витрати на проведення дослідження складають33069 грн.
5.1 Опис розробленогопродукту
Дослідницька робота, що пропонуєтьсяяк об’єкт інтелектуальної власності надає інформацію про:
1)  Сучасні світові тенденції у вирішенні задач у даній галузі;
2)  Математичні моделі досліджуваних об’єктів;
3)  Структурні та принципові схеми розглянутих систем керування;
4)  Результати моделювання та отримані характеристики даних об’єктів.
Окрім того, дана робота дає можливістьпровести моделювання власноруч – до документації докладається комплекс готових схемдля дослідження в пакеті Matlab. Мінімальні вимоги до ПЕОМ складають:
1) Операційна система:
— Microsoft Windows 98 (original andSecond Edition), Windows Millennium Edition (ME), Windows NT 4.0 (Service Pack 5,Service Pack 6a), Windows 2000 (Service Packs 1 or 2), or Windows XP
2) процесор
— Pentium, Pentium Pro, Pentium II, PentiumIII, Pentium IV, Xeon
або AMD Athlon, Athlon XP based personalcomputer
3) оперативна пам’ять
— 128 MB RAM minimum, 256 MB RAM recommended
4) мінімальний вільний дисковий простір
120 MB for MATLAB only and 260 MB forMATLAB with online help files.
5) CD-ROM (для інсталяції).
Час моделювання залежить від того, якіпараметри моделювання задані(точність, елементна база та ін.) та може бути зменшенийвикористанням комп’ютеру з більшими обчислювальними можливостями.
5.2 Оцінка ринку збуту
Інформація, представлена у даній роботі,призначена для використання в машинобудівельній галузі промисловості, яка спеціалізуєтьсяна транспортному машинобудівництві. Діапазон застосування досидь широкий: результатидослідження та теоретичні питання, розглянуті в роботі, можуть бути корисними дляпроектування та виробництва як рухомого складу в цілому (міського перевезення, дальньогота приміського сполучення) так і його складових частин. Це можна пояснити актуальністюпитань як для промислового застосування(на даний момент в Україні здані в експлуатаціюлише 4 сучасні дизель-потяги) так і для подальших розробок та теоретичних досліджень.
Основними вимогами потенційних користувачівє:
1)  повнота розглянутої інформації (у роботі мають бути висвітлені основні існуючінапрямки, які можуть використовуватися для розв’язання завдань подібного типу);
2)  достовірність і детальність опису та структури розглянутих моделей системкерування;
3)  достовірність отриманих результатів моделювання;
4)  можливість самостійного моделювання зі зміною параметрів та подальших дослідженьна базі готових схем.
Основним регіоном при продажу даної роботиє Луганська та Харківська області, але не виключена можливість продажу й за їхнімежі.
Проведемо аналіз сегментації ринку збутуза споживачами. Дані заносимо в таблицю 5.1.
Таблиця 5.1. Аналіз ємності сегментівринку.Області використання (сегменти) Кількість об’єктів, що будуть використовувати продукт Передбачувана кількість продажів одному об’єкту Передбачувана ємність сегменту Промислові підприємства 4 1 4 Лабораторії 5 1 5 Галузеві НДІ 5 1 5 ВНЗ 6 1 6 Загалом ємність ринку: 20 20
Прогнозовані об’єми продажів приведенів таблиці 5.2.

Таблиця 5.2. Прогноз об’ємів продажу.Періоди Об’єм реалізації Для першого року реалізації Січень 1 Лютий Березень 1 Квітень Травень Червень Липень 1 Серпень 1 Вересень Жовтень Листопад Грудень 1 Загалом: 5 Для другого року реалізації I кв. 2 II кв. 2 III кв. 1 IV кв. 2 Загалом: 7 Для третього року реалізації Загалом за рік 6
5.3 Конкуренція
По даним, якими володіють розробники,дане дослідження не має повних аналогів, але існують дослідження, що висвітлюютьчастини питань, розглянутій у даній. Промислові підприємства, що займаються серійнимвипуском рухомого складу, зазвичай, не ведуть власних наукових розробок та досліджень,замовляючи їх НДІ, лабораторіям та ВУЗам. Перелічені науково-дослідницькі закладимають ряд подібних робіт, але вони не є повними, бо в них приділяється увага окремимметодам вирішення виключних(часто одиничних) задач.
На відміну від вищезгаданих, дана роботапоєднує в собі інформацію про всі основні види систем керування, які можуть бутизастосовані в дизель-потязі, дозволяє провести розгорнутий порівняльних аналіз таобрати саме той тип системи керування, використання якого максимально доцільно взв’язку з поставленими задачами.
5.4 Стратегія маркетингу
Схема розповсюдження матиме наступнийвигляд: розповсюдження організацією-посередником, але й не виключається можливістьрозповсюдження автором роботи.
Розрахуємо витрати на науково-дослідницькуроботу, проведену для написання продукту. Ці витрати визначаємо на основі підрахункутрудомісткості виконаних робіт: дослідження опису завдання та його постановка; проведенняаналізу літератури, присвяченої даним питанням; побудова математичних моделей розглянутихоб’єктів; створення схем систем керування; проведення моделювання, отримання тааналіз значень основних досліджуваних характеристик; складання документації.
Трудомісткість на НДР розраховуєтьсяо формулі:
Т= Тоф + Та + Тмм+ Тс + Тм +Тд,                                 (5.1)
де Тоф – трудовитрати на дослідженняопису завдання та формулювання його постановки;
Та – трудовитрати на проведенняаналізу існуючої літератури на задану тематику;
Тмм – трудовитрати на побудовуматематичних моделей;
Тс – трудовитрати на побудовуструктурних та принципових схем;
Тм – трудовитрати на моделюваннята аналіз отриманих характеристик;
Тд – трудовитрати на оформленнядокументації.
Трудовитрати всіх видів визначаютьсячерез умовну кількість дій(Q), виконуваних при проведенні дослідження, яка обчислюєтьсяза формулою:
/>,                              (5.2)
де q – передбачувана кількість сторінокдокументації;
K – коефіцієнт складності розробки;
p – коефіцієнт корекції роботи;
n – кількість корекцій.
У даній роботі кількість сторінок – 100.Моделювання проводиться в реальному режимі часу, коефіцієнт складності K=1,5. Булопроведено 4 корекції, з них одна з коефіцієнтом 0.8 і три – з коефіцієнтом 0.6.
Таким чином Q = 540 (умовних дій).
Трудомісткість на вивчення опису завданнята його постановку визначається по формулі(5.3):
/>,                                 (5.3)
де Vоф – індекс продуктивностівиконавця(дій/годину);
Ккв – коефіцієнт кваліфікаціївиконавця (приймаємо рівним 1.4);
g – коефіцієнт, що враховує якість опису(приймаємо рівним 1).
Трудовитрати на всі інші види робіт розраховуєтьсяпо формулі:
/>,                                          (5.4)
де i — вид робіт;
Vi – продуктивність виконавцядля і-го виду робіт.
Дані продуктивності виконавця приведенів таблиці 5.3.
Таблиця 5.3. Дані продуктивності виконавця.Вид робіт Продуктивність, дій/годину Дослідження опису завдання та формулювання його постановки 10 Проведення аналізу існуючої літератури на задану тематику 8 Побудова математичних моделей 4 Побудову структурних та принципових схем 4 Моделювання та аналіз отриманих характеристик 6 Оформлення документації 8
Розрахунок трудовитрат, виконаний у відповідностідо цих даних, приведений у таблиці 5.4.
Таблиця 5.4. Розрахунок трудовитрат.Вид робіт Розрахована кількість трудоднів Дослідження опису завдання та формулювання його постановки
Тоф = 4.82 Проведення аналізу існуючої літератури на задану тематику
Та =6.027 Побудова математичних моделей
Тмм =12.054 Побудову структурних схем
Тс =12.054 Моделювання та аналіз отриманих характеристик
Тм =8.036 Оформлення документації
Тд =6.027 Загалом: Т=49,018
Розрахуємо зарплатню дослідника:
/>,                                          (5.5)
де /> - середньоденна зарплатня дослідника;

/>,                                                        (5.6)
де Зміс – місячна зарплатнядослідника (5000грн)
Ф – кількість робочих днів (22)
Таким чином
Ззп = (5000/22)·49,018 = 11140,45 (грн.)
Експлуатаційні витрати:
/>,                                                        (5.7)
де Тмч – час, необхідний дляроботи за ПЕОМ
/>,                                                    (5.8)
тут Смч – вартість машино-годинироботи на ПЕОМ ( приймаємо рівними 10грн/година, у тому числі витрати Internet);
m – витрати машинного часу на виконанняоднієї умовної дій (приймаємо 10хвилин).
Тмч = 64,29(годин)                          Емч= 642,9 (грн.)
Усі інші статті витрат приведені в таблиці5.5.

Таблиця 5.5. Розрахунок витрат на проведеннядослідження.№ з/п Найменування витрат Сума, грн 1. Зарплатня дослідника за період розробки 11 140,45 2. Відрахування на соціальні заходи, в т.ч. а) Відрахування до фонду загального обов’язкового державного соціального страхування на випадок тимчасової втрати працездатності (1,4% п.1) 155,96 б) Пенсійний фонд(33,2% п.1) 3698,48 в) Відрахування до фонду загального обов’язкового державного соціального страхування на випадок безробіття (1,6% п.1) 178,24 г) Відрахування до фонду загального обов’язкового державного соціального страхування від нещасних випадків на виробництві та професійних захворювань (0,2% п.1) 22,28 3. Вартість машинного часу(в т.ч. Internet) 642,9 4. Накладні витрати (50% п.1) 5570,25 5. Вартість матеріалів а) Канцтовари 700 б) Витратні матеріали(тонер, чорнила) 360 6. Вартість ПО для проведення дослідження(MS Office, Matlab) 10 600
Загалом Ев: 33 069
Розрахуємо прибуток П=0,5·33069 = 16524,5
Вартість готового продукту складатиме:
Вmax = 1,2·(Ев+1,3·П)= 65 475,84 (грн.)                    (5.9)
Отримана вартість є максимальною. Однаку роботі розрахуємо ще й мінімальну вартість, що складається з витрат на тиражуваннята адаптацію даного продукту споживачем. Витрати на тиражування складаються з ціниносіїв(дисків), машинного часу, необхідного для створення копії, та зарплатні виконавця.
Вmin= 1,2·(Зтир+ Зад + 1,3·П),                               (5.10)
де Зтир – витрати на тиражування
Зтир = Смч·Тк+ Здиск + Звик       ,                                     (5.11)
де Тк – час копіювання (дорівнює1 година)
Здиск – вартість носіїв (25грн)
Звик – зарплатня виконавця(30 грн)
Зтир = 70(грн.).
Зад – витрати на адаптацію(складають 5% від витрат) = 1653,45 (грн.)
П = 0,5·(1653,45+70) = 861,75 (грн.)
Мінімальна вартість складає:
Вmin= 1,2·(70 +1653,45 + 1,3·861,75)=3412,45(грн.)
Виходячи з отриманих результатів встановлюємоціну без ПДВ
Впрод = 30 000 грн
5.5 Оцінка ризику та страхування
Для розробленого продукту, який є об’єктомінтелектуальної власності, можливі наступні види ризиків:
1) несанкціоноване копіювання з метою подальшого використання(ймовірність 50%);
2) те саме з метою продажу (з ймовірністю 10%).
Зменшити ступінь ризику можна двома способами:самострахування та страхування за допомогою страхових компаній.
Самострахування передбачає забезпеченняконтролю за ПЕОМ та систему захисту інформації. Засобами захисту інформації у даномувипадку є:
- контроль за доступом до терміналів;
- контроль за доступом до системи та процесів її використання;
- створення архівних копій інформаційних файлів, що зберігаютьсяна ПЕОМ.
Однак реалізація цих заходів викликаєпевні труднощі. Таким чином доцільно зменшити ступінь ризику за допомогою страхування,враховуючи, що сучасні страхові компанії, маючи ексклюзивні ліцензії, мають можливістьпроводити всі види захисту об’єктів інтелектуальної власності.
У даному випадку, скористувавшись послугамистрахової компанії «Оранта», маємо розмір страхової премії у розмірі 1,5% вартостіпродукту, тобто 450грн в місяць.
5.6 Фінансовий план
Цей розділ бізнес-плану узагальнює матеріалипопередніх розділів та представляє їх у вартісному вигляді, містить наступні документи:
1.  Таблицю прибутків та витрат;
2.  Графік досягнення беззбитковості.
Цьому попереджує складання карт прогнозівруху наявних грошей для 1, 2, та 3-го років реалізації. Для першого року реалізаціїкарта прогнозів складена на кожен місяць, для другого – по кварталам, для третього– в цілому за рік. У карти прогнозів вноситься графа «Наявні гроші», яка є різницеюміж прибутками та сумою витрат. За допомогою цих карт будуємо таблицю доходів тавитрат, а також графік беззбитковості.
Таблиця 5.6. Карта руху наявних грошейза 1-й рік реалізації.Доходи та витрати Сума, грн I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Загалом Об’єм продажу 1 1 1 1 1 5 Прибуток від реалізації 30 000 30 000 30 000 30 000 30 000 150 000 Постійні Зарплатня та податки 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 60 000 Накладні витрати 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 30 000 Страхові внески 450 450 450 450 450 450 450 450 450 450 450 450 5400 Загалом: 7950 7950 7950 7950 7950 7950 7950 7950 7950 7950 7950 7950 95 400 Змінні Витрати на тиражування 70 70 70 70 70 350 Податки 6000 6000 6000 6000 6000 30 000 Витрати на адаптацію 1653 1653 1653 1653 1653 8265 Загалом 7723 7723 7723 7723 7723 38 615 Наявні гроші: 14327 -7950 14327 -7950 -7950 -7950 14327 14327 -7950 -7950 -7950 14327 15985 /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
Таблиця 5.7. Карта руху наявних грошейза 2-й рік реалізації.Доходи та витрати Сума, грн Загалом I кв. II кв. III кв. IV кв. Об’єм продажу 2 2 1 2 7 Прибуток від реалізації 60 000 60 000 30 000 60 000 210 000 Постійні Зарплатня та податки 15 000 15 000 15 000 15 000 60 000 Накладні витрати 7 500 7 500 7 500 7 500 30 000 Страхові внески 1 350 1 350 1 350 1 350 5 400 Загалом: 23 850 23 850 23 850 23 850 95 400 Змінні Витрати на тиражування 140 140 70 140 490 Податки 12 000 12 000 6 000 12 000 42 000 Витрати на адаптацію 3 306 3 306 1 653 3 306 11 571 Загалом: 15 446 15 446 7 723 15 446 54 061 Наявні гроші: 20 704 20 704 -1 573 20 704 60 359

Таблиця 5.8. Карта руху наявних грошейза 3-й рік реалізації.Доходи та витрати Сума, грн Об’єм продажу 6 Прибуток від реалізації 180 000 Постійні Зарплатня та податки 60 000 Накладні витрати 30 000 Страхові внески 5 400 Загалом: 95 400 Змінні Витрати на тиражування 420 Податки 36 000 Витрати на адаптацію 9 918 Загалом: 46 338 Наявні гроші: 38 262
Таблиця 5.9. Таблиця прибутків та витрат.Найменування показника Сума, грн Загалом Початок реалізації 1 рік 2 рік 3 рік Кількість продажів 5 7 6 18 Прибуток від продажів 150 000 210 000 180 000 540 000 Постійні витрати Витрати на розробку Зарплатня дослідника 11 140 11 140 Вартість матеріалів 1060 1060 Вартість ПО для проведення дослідження 10 600 10 600 Відрахування на соціальні заходи 4 055 4 055 Вартість машинного часу(в т.ч. Internet) 642,9 642,9 Накладні витрати 5570,25 5570,25 Зарплатня та податки 60 000 60 000 60 000 180 000 Накладні витрати 30 000 30 000 30 000 90 000 Страхові внески 5 400 5 400 5 400 16 200 Змінні витрати Витрати на тиражування 350 490 420 1 260 Податки 30 000 42 000 36 000 108 000 Витрати на адаптацію 8 265 11 571 9 918 29 754 Загалом витрат: 33 069 134 015 149 641 141 738 458 463 Чистий прибуток: -33 069 15 985 60 359 38 262 81 537
Визначимо точку беззбитковості – такийоб’єм продажів, при якому виправдаються всі витрати. Аналітично її можна визначитипо формулі:
/>,                                                   (5.12)
де Зпост – постійні витратина строк реалізації, грн.;
Зр – витрати на розробку,грн.;
Впрод – вартість одиниці продукції,грн.;
Ззмін – змінні витрати наодиницю продукції, грн..
Зпост та Зр визначаютьсяза таблицею прибутків та витрат.
Впрод = 30 000грн;
Ззмін = Ззм/Vпрод= 139 014/18 = 7723(грн.);
Виходячи з цих даних визначають точкубеззбитковості для кожного року:
/>
Графік беззбитковості приведений на рис.7.1.

/>
Рис. 5.1. Графік беззбитковості.
Таким чином можна зробити висновки, щопроведене наукове дослідження є об’єктом інтелектуальної власності. Складений бізнес-пландозволив розрахувати витрати на проведення дослідження та скласти прогноз можливихприбутків: на основі очікуваних об’ємів продажу розраховано загальні витрати дляперших трьох років реалізації, очікуваний чистий прибуток та точку беззбитковості,яка знаходиться на рівні 5,5 – 6 екземплярів на рік, що є цілком реальним.

Список використовуваноїлітератури:
1. Бизнес-план – Ваша путеводная звезда. Для чего он нужен?Как его составлять? Как им пользоваться? Экономика и жизнь.- 1991. – N33.
2. Методические указания по использованию бизнес-планав дипломном проектировании. Харьковский университет радиоэлектроники. Харьков 1992г.(Левченко Л.В. и др.)
3. Организация, планирование и управление приборостроительнымпредприятием. / Учебное пособие под ред. В.А.Мищенко и Н.И.Погорелова. Киев, УМК,1992.
4. О составе затрат и единичных нормах амортизационныхотчислений. Из нормативных документов. М.: Финансы и кредит, 1992.
5. Перерва П.Г. Управление промышленным маркетингом. Харьков,Основа, 1993.
6. Современный маркетинг (под ред. Е.К.Хруцкого). – М.:Прогресс, 1991
6. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА
 6.1 Загальні питання
 
6.1.1 Загальні питанняохорони праці
Охорона праці — це система правових,соціально-економічних, організаційно-технічних, санітарно-гігієнічних і лікувально-профілактичнихзаходів та засобів, спрямованих на збереження життя, здоров'я і працездатності людиниу процесі трудової діяльності.
Головними задачами та метою охорони праціє зберігання здоров’я та дієспроможності людини, зріст вирбництва труда, зберіганнявисокої якості продукції, що випускається, зменшення кількості нещасних випадків,аварій, а з цим і простоїв на підприємстві, укріпити та створити культуру трудовоїдіяльності.
Виконання та розробка дипломного проекту “ Розробка дослідження системи керування електроприводом змінного струмудизель-потягу з використанням нейронних мереж ” відбувається за допомогою комп'ютера,тому питання охорони праці розглядаються щодо забезпечення здорових і безпечнихумов роботи оператора і користувачів при проектуванні або дослідженні даного об'єкта.6.1.2 Загальнахарактеристика виробничого приміщення
Розгляд показників виробничого приміщення,в якому безпосередньо велась розробка продукту, наведено у таблиці 5.1.
Таблиця 6.1. – Загальна характеристикавиробничого приміщенняПоказник Його призначення Критерій (обґрунтування вибору) Регламентуючі документи 1 2 3 4 1. Габарити приміщення, кількість робочих місць
Розміри приміщення 3м×4м×2.5м.
2 робочих місця – 6 м2 на кожного працівника.
Санітарні норми
Комфортні умови праці ДНАОП 0.00‑1.31 [37] 2. Поверх, поверховість будівлі 1 поверх 4‑поверхової будівлі СНіП 31-03 [31] 3. Вид природного освітлення Бокове одностороннє. Вікна виходять на захід.
Нормоване значення КПО визначається по формулі та має складати не менше 1,5:
/>
де />– значення КПО для III поясу світлового клімату = 2,5,
m – коефіцієнт світлового клімату (для міст України, окрім Криму m=0,9%),
c – коефіцієнт сонячності клімату (с=1). />=5,5*0,9*1=2,25%
СНіП II-4 32,
ДНАОП 0.00.‑1.31 [37] 4. Вид штучного освітлення, джерела світла Загальний вид штучного освітлення. передбачено 4 газорозрядні лампи по 75 Вт кожна. Газорозрядні дають більший світловий потік.
СНіП II-4 32,
ДНАОП 0.00.‑1.31 [37] 5. Клас приміщення по небезпеці ураження еклектичним струмом Приміщення з підвищеною небезпекою. Можливе одночасне доторкання людини до металоконструкцій споруд, що мають з’єднання з одного боку з ґрунтом, а з іншого – з металевим корпусом електрообладнання ПУЭ [33] 6. Категорій по пожежній небезпеці Пожежонебезпечна В-категорій: присутність речовин, які продовжуватимуть горіння після видалення джерела запалення. ОНТП-24 [34] 7. Клас зони по пожежній безпеці II-IIa Для захисту від запалення електропроводки передбачені металеві короби. ПУЭ [33] 8. Ступінь стійкості вогнестійких будівельних конструкцій Ступінь II ДБН В.1.1-7 [35] 6.1.3 Загальнахарактеристика трудового процесу
За характером навколишнього середовища,машинний зал ПЕОМ відноситься до класу нормальних, тому що в ньому відсутні ознакивластиві жарким приміщенням, курним і з хімічно-активним середовищем згідно ГОСТ12.1.005 [36]. За характером зорової роботи, робота відноситься до середньої точності,розряд зорової роботи IV, підрозряд зорової роботи В, найменший розмір об'єкта розрізнення0,2-0,25 мм, контраст середній, фон світлий (згідно СНіП II-4 32).
При розробці програмного продукту чи проведенні експерименту зростає нервово-емоційнанапруга. Причиною її виникнення може бути відхилення реального результату від запланованого,невідповідність інтенсивності інформаційних потоків індивідуальним можливостям людини,несприятливий вплив виробничого середовища й інших факторів, що викликають негативніемоції. Тому для науково обґрунтованого підходу до оптимізації розумової праці,одержання необхідних даних оптимальних умов праці повинне здійснюватися комплексноз застосуванням знань по промисловій гігієні й ергономіці.
Проведення комп’ютерного моделюваннявиробляється за допомогою комп’ютера, тому питання охорони праці розглядаються щодозабезпечення здорових і безпечних умов роботи оператора і науковця при проектуваннідослідженні об'єкта.
Режим праці та відпочинку ведеться відповіднодо штатного розкладу: з 9-00 до 18-00 з перервою на обід з 13-00 до 14-00.
Продуктивність праці багато вчому залежить від умов на виробництві, таких як: освітлення; склад повітря; шуми;шкідливі випромінювання. Ці параметри по окремості й у комплексі впливають на організмлюдини, визначаючи його самопочуття. Категорію роботи враховуємо по фізичному навантаженню.
По енерговитратах організму, розробкапрограмного продукту відноситься до категорії 1а (легкої) тому що робота виробляєтьсясидячи, не вимагає систематичної фізичної напруги підняття і перенесення ваг (витратаенергії при виконанні роботи до 150 ккал/годину).
Таблиця6.2 – Загальна характеристика трудового процессу.Показник Його призначення Документи, що регламентують. 1 2 3 1.Роботи для виконання Метою дипломної роботи магістра є проведення дослідження та моделювання системи керування дизель-потягу з використанням засобів нечіткої логіки та нейронних мереж. Технічне завдання 2.Обладнання, що застосовується Для виконання роботи виконується ПЕОМ Технічне завдання
3.Умови зорової роботи:
-найменший розмір об’єкта розрізнення
-характеристика тла
Контраст об’єкта із тлом
Розмір мінімального елемента зображення (пикселя) для монохромних зображень 0,3мм
-Яскравість знака (яскравість тла) від 35 до 120 кд/кв. м
-Контраст від 3:1 до 1,5:1 (для монохромних зображень)
СНіП II-4-7932,
ДНАОП 0.00-1.31[37] Показник Його призначення Документи, що регламентують. 1 2 3 6.Режим роботи та відпочинку Для підтримки нормальних умов роботи у холодний час передбачена наявність парового опалення з радіаторами, а в теплий час – системи кондиціонування. Дсанпин 3.3.2.- 007[39] 7. Клас умов роботи за небезпечними та шкідливими виробничими факторами, важкості та напруженості роботи.
Клас умов роботи допустимий – 2.Індекс професійних захворювань

Категорія професійного ризику – зневажливо малий(переноси мий ризик).
ДНАОП 0.00-1.31[37],
ДНАОП 0.03-8.03 [40] 6.1.4 Загальнахарактеристика використовуваного виробничого електроустаткування
При живленні електроапаратури в будівлівикористовується понижуючий трансформатор з 380 В до 220 В.         
Таблиця 6.3 – Загальні характеристикиелектроапаратури та умов її експлуатаціїПоказник Його призначення Критерій (обґрунтування вибору) Регламентуючі документи 1 2 3 4
1. Режим живлення :
характеристика споживаної енергії
-  вид
-  напруга
-  режим мережі
-  споживана потужність
Живлення здійснюється від трьох ведучої мережі: фазовий дріт, нульовий робочий дріт, нульовий захисний дріт.
Напруга — 220В,
Споживана потужність комп’ютером -350Вт. Експлуатаційно- технічні вимоги, паспорт 2. Кліматичні умови надійно роботи 15ºС -35 ºС Утворення водного конденсату на обладнанні при низькій температурі. Нестабільна робота напівпровідникової при підвищених температурах. Технічний паспорт 3. Ступінь захисту Захист техніки від впливу виробничого середовища IP44 ПЭУ [33] 4. Клас за засобом захисту від ураження електричним струмом Клас II Захист від ураження електричним струмом здійснюється завдяки застосуванню подвійної ізоляції силових кабелів монітору та комп’ютеру та використанню їхнього занулення із мережею живлення.
ГОСТ 12.2.007.0 [41],
ГОСТ 25861 [42], ДНАОП 0.00‑1.31 [37] 5. Схемно-конструктивні Занулення електроприладів на загальну магістраль мережі живлення. Присутня можливість одночасного дотику людини до металоконструкцій будинків і т.п., які мають з'єднання з землею, з одного боку, і до металевих корпусів електрообладнання – з іншої сторони.
ПУЭ [33],
ГОСТ 12.1.030 [43],
ДНАОП 0.00‑1.31 [37] 6.1.5 Аналіз небезпечнихі шкідливих факторів
При роботі на ПЕОМ на людину впливають ряд шкідливих і небезпечних факторів,що класифікуються відповідно ГОСТ 12.0.003 [38].
Небезпечним фактором називається фактор, що викликає травму або ушкодженняорганізму. Шкідливий фактор – фактор, тривалий вплив якого приводить до патологіїв організмі – професійним захворюванням. Ці фактори розділяються на фізичні, хімічні,біологічні і психофізичні. Основні з них приведені в таблиці 6.4.
Таблиця 6.4 – Перелік небезпечнихі шкідливих факторів.Найменування Джерело Нормовані значення Регламентуючі документи 1 2 3 4 1 Фізичні
1.1
Підвищений рівень шуму Освітлювальна система, вентиляційна система, друкуючі пристрої L=50дБА
ГОСТ 12.1.003 [38],
ГОСТ 12.1.029 [44]
1.2
Підвищена іонізація повітря робочої зони Рентгенівське випромінювання комп'ютера
Кількість легких
-позитивних іонів
Ф=1500…3000см
-негативних іонів Ф=3000…5000см ДНАОП 0.00-1.31 [37]
1.3
Небезпечна напруга в електричному ланцюгу Живильна електрична мережа I=1,6 A
ГОСТ 12.1.038 [45],
ГОСТ 12.1.019 [46]
1.4
Підвищений потенціал статичної електрики Діелектрична поверхня комп'ютера
Нормовані значення
E=20 кв/м
ГОСТ 12.1.019 [46],
ГОСТ 12.1.045 [47]
1.5
Рентгенівське випромінювання
Комп'ютер
(ЕПТ)
На відстані 5 см від екрана рівень випромінювання не повинен перевищувати 0,06 мкР/год,
(100 мкР/година) ДНАОП 0.00-1.31 [37]
1.6
Ультрафіолетове випромінювання
Комп'ютер
(ЕПТ)
Щільність потоку ультрафіолетового випромінювання 10Вт/м2 ДНАОП 0.00-1.31 [37]
1.7
Недолік природного освітлення Невірне розташування комп'ютерів
eIVн =1,5% СНіП II-4 [32]
1.8
Недолік штучного освітлення Невірне планування штучної системи освітлення Е=500 лк СНіП II-4 [32]
1.9
Відбиті бліки Невірне розташування комп'ютерів Повинна бути відсутня у полі зору (P=0) СНіП II-4 [32]
1.10
Перевищення припустимої величини дискомфорту Невірне планування штучної системи освітлення М=5% СНіП II-4 [32]
1.11
Коефіцієнт пульсації газорозрядних ламп Неповне розфазування світильників K.п.=5% СНіП II-4 [32] 2 Хімічні
2.1
Виробничий пил (аерогелі) Статична електрика, накопичена на діелектричній поверхні комп'ютера
ПДК = 10 мг/м3 ГОСТ 12.1.005 [36] 3 Нервово-психологічні перевантаження
3.1
Розумове перенаванта-ження Відповідальність, труднощі виробничого завдання Категорія роботи: напружена [48]
3.2
Переванта-ження аналізаторів Відповідальність, труднощі виробничого завдання
Зниження витривалості до вихідного
40%… 50% [48]
3.3
Емоційні пе-ревантаження Відповідальність, труднощі виробничого завдання
Подовження часу реакції на світло та звук до вихідного
40…50% [48] 4 Ергонометричні характеристики
4.1
Яскравість екрану Екран комп'ютера
В=100кд/м2 ДНАОП 0.00-1.31 [37]
4.2
Контрастність зображення ліній фону Екран комп'ютера
До=(Вф-Во)/Вф=0,9
Вф –яскравість тла
В – яскравість об'єкта ДНАОП 0.00-1.31 [37] 6.2. Виробнича санітарія
 
6.2.1 Параметри мікроклімату
Метеорологічні умови на виробництві мікроклімат визначають наступні параметри:температура (C), рухливість (м/с), відносна вологість повітря (%) і теплове випромінювання
Оскільки дипломна робота відноситьсядо легких фізичних робіт, але характеризується напруженою розумовою працею, то,керуючись ГОСТ 12.1.005 [36] застосовують оптимальні параметри мікроклімату дляданого приміщення, які приведені у таблиці 6.5.
Таблиця 6.5 – Значення параметрівмікроклімату в робочій зоні.Категорія робіт Період року
Температура
 t 0С (оптимальна) Відносна вологість, % Швидкість повітря, м/c Легка – Iа Холодний 22 – 24 40 – 60 0,1 Легка – Iа Теплий 23 – 25 40 – 60 0,1

Місце виконання дипломної роботи оздобленосистемами вентиляції, центрального парового опалення та кондиціонування. Функціонуванняцих систем забезпечує оптимальні параметри мікроклімату.6.2.2 Освітлення
Особливістю роботи за дисплеємЕОМ є постійна і значна напруга функцій зорового аналізатора, обумовленого необхідністюрозпізнання самосвітних об'єктів (символів, знаків і т.п.), при наявності відблисківна екрані, рядковій структурі екрана, мельканням зображення, недостатньою чіткістюоб'єктів.
Для забезпечення нормального освітленнязастосовуються природне і штучне освітлення, а також комбіноване, котрі нормуютьсяСНіП II-4 [32].6.2.2.1 Природне освітлення
Усі виробничі приміщення, з постійнимперебуванням у них людей, відповідно до санітарних норм і правил, мають природнеосвітлення.
У нашому випадку, як зазначалось вище,використовується однобічне природне освітлення з розташуванням віконних пройомівна захід. Природне освітлення нормується коефіцієнтом природного освітлення (КПО)по СНіП II-4 [32].
Нормовані значення КПО для будинків,розташованих у IV поясі світлового клімату визначаються по наступній формулі:
eIVн=eнIII*m*c,                         (6.1)
де eнIII — значенняКПО для III пояса світлового клімату складає 2,5
(згідно СНіП II-4 [32]);
m — коефіцієнт світлового клімату (дляміст України, окрім Криму m=0,9% згідно СНіП II-4 [32]);
c — коефіцієнт сонячності клімату (дляміста України c=1,0 згідно СНіII II-4 [32]).
Таким чином для міста Стаханова згідно(6.1) отримуємо нормоване значення КПО eIVн = 2,5*0,9*1= 2,25%. 6.2.2.2 Штучне освітлення
На робочому місці застосовуєтьсязагальне штучне освітлення, у темний період доби — комбіноване. Штучне освітленнянормується СНіП II-4 [32]. Для створення комфортних умов зорової роботи середньоїточності необхідні наступні дані по нормах освітлення. Дані по нормах освітленняприведені в таблиці 6.6.
Таблиця 6.6 – Норми освітлення.Характеристика зорової роботи Найменший розмір об’єкта розпізнавання, мм
Розряд
зорової роботи Підрозряд зорової роботи
Контраст об’єкта
розпізнавання із тлом Характеристика тла Нормативні значення параметрів освітлення
Освітлення при штучному
освітленні, Лк
КПО енIV при природному боковому освітленні, % Високої точності 0,2-0,25 IV в Середній Світлий Е=500 2,25
6.2.3 Випромінювання відекрана
ЭПТ генерує кілька типів випромінювання,у тому числі: гама —, рентгенівське, радіочастотне, мікрохвильове, видиме, ультрафіолетовей інфрачервоне випромінювання. Рівні цих випромінювань не перевищують діючих норм.
Вимоги щодо припустимих значень неіонізуючогоелектромагнітного випромінювання: напруженість електромагнітного поля на відстані50см навколо ЭПТ за електричною складовою не повинна перевищувати:
у діапазоні частот 5 Гц — 2 КГц — 25В/м,
у діапазоні частот 2 КГц — 400 КГц — 2,5 В/м,
Щільність магнітного потоку не повиннаперевищувати:
у діапазоні частот 5 Гц — 2 КГц — 250нТл,
у діапазоні частот 2 КГц — 400 КГц — 25 нТл,
Поверхневий електростатичний потенціалне повинний перевищувати 500 В.
Конструктивне рішення екрана дисплеятаке, що рентгенівське випромінювання від екрана на відстані 10см не перевищує 100мкР/година .
У приміщеннях з дисплеями необхідно контролюватиіонізацію. У таблиці 6.7 приведені рівні іонізації повітря робочого місця.
Таблиця6.7 – Рівні іонізації повітря робочого місця.Рівні
Кількість іонів на 1 см3 повітря n+ n- Мінімально необхідні 400 600 Оптимальні 1500-3000 3000-5000 Максимально припустимі 50000 50000 Варто враховувати, що м'яке рентгенівське випромінювання, що виникає принапрузі на аноді 20-22 КВ, а також напруга на струмопровідних ділянках схеми викликаєіонізацію повітря з утворенням позитивних іонів, що вважаються несприятливими длялюдини.6.3 Техніка безпеки 6.3.1 Електробезпека
Зважаючи на той факт що робоче місце,де знаходиться ПЕОМ, є приміщенням з підвищеною небезпекою ураження людини електричнимструмом, необхідно передбачити наступні міри електробезпеки:
- конструктивні заходи електробезпеки;
- схемно-конструктивні заходи електробезпеки;
- експлуатаційні заходи електробезпеки. 6.3.1.1 Конструктивні міриелектробезпеки
Конструктивні міри безпеки скерованіна вилучення можливості доторкання людини до частин, за якими подається електричнийструм.
Для вилучення можливості доторкання операторудо частин, за якими подається електричний струм, всі силові вмикачі розташованів закритих корпусах. Застосовується блочний монтаж.
Ступінь захисту обладнання відповідаєIP44(де 4 – захист від твердих тіл розміром більше 1 мм; 4 – захист від бризок )згідно з ПУЭ [33] та ГОСТ 14254 [49].
Згідно з ГОСТ 12.2.007.0 [41] приймаєтьсяІ клас захисту від ураження електричним струмом обслуговуючого персоналу тому, щокомп’ютер має робочу ізоляцію та елементи захисту. 6.3.1.2 Схемно-конструктивніміри електробезпеки
Схемно-конструктивні міри електробезпекизабезпечують безпеку дотику людини до металевих частин електричних апаратів, щоне використовуються для передачі електричного струму, при випадковому пробої їхньоїізоляції та виникнення електричного потенціалу на них.
Живлення здійснюється від трьохдротовоїмережі: фазовий дріт, нульовий робочий дріт, нульовий захисний дріт.
Зважаючи на той факт, що напруга менше1000 В, але більше 42 В, тоді згідно з ГОСТ 12.1.030 [43] з метою захисту від ураженняелектричним струмом застосовується занулення, тому що лабораторія є приміщеннямз підвищеною небезпекою ураження людини електричним струмом з тієї причини, що маєтьсяможливість одночасного дотику людини до металоконструкцій будівель та т.п., що маютьз’єднання із землею, з одного боку, та до металевих корпусів електронного обладнання– з іншого боку.
Занулення – передбачене електричне з’єднанняз нульовим захисним провідником металевих частин, що не використовуються для передачіелектричного струму та можуть опинитися під напругою. 6.3.1.3 Схема зануленнята призначення елементів занулення
За засобом захисту від ураження електричнимструмом система, що проектується, відноситься до І класу згідно з ГОСТ 12.2.007.0[41].
Схему занулення наведено на рисунку 5.1.
/>/>
Рисунок 5.1 – Схема занулення.
Призначення елементів занулення:
Rзн – заземлення точки нейтралі;
Rзн – повторне заземлення;
Nз – нульовий захисний дріт;
Nр– нульовий робочий дріт;
Ø – живильний дріт;
Ікз – струм короткого замикання;
Іпз – струм повторного заземлення;
Ізк – струм замикання на корпус;
1 – прилад; 2 – запобіжник.
Призначення нульового захисного провідника- забезпечити необхідне для відключення установки значення току однофазного короткогозамикання шляхом створення для цього струму ланцюгу з малим опором.
Призначення заземлення нейтралі обмотокджерела струму(що живить мережу до 1000В) – зниження напруги занулених корпусі(а,що виходить, нульового захисного провідника) відносно землі до безпечного значенняпри замиканні фази на землю.
Призначення повторного заземлення нульовогозахисного провідника – зниження напруги на занулених корпусах в період замиканняфази на корпус. Повторне занулення значно зменшує небезпеку ураження струмом, якавиникає в результаті обриву нульового захисного провідника та замикання фази накорпус за місцем обриву, але не може усунути її цілком, тобто не може забезпечититих умов безпеки, що існували до обриву. Повторне заземлення нульового захисногопровідника призначено для зниження напруги відносно землі занулених конструкційв період замикання фази на корпус як при справній схемі занулення, так і випадкуобриву нульового захисного провідника.
6.3.1.4. Експлуатаційніміри електробезпеки
Первинним джерелом живлення ПЕОМ є трьохдротовамережа.: фазовий дріт, нульовий робочий дріт, нульовий захисний дріт. Електроживленняздійснюється від електроустановки (трансформатора ) з регульованою напругою піднавантаженням. Напруга мережі подається в розподільну шафу.
В приміщенні прокладена шина повторногозаземлення (провідник, яким заземлюють) виконана відповідно до ГОСТ 12.1.030 [43],котра металево з’єднується із заземленою нейтраллю електроустановки.

6.3.2 Ергономічні вимогидо робочого місця
1. Організація робочого місця з обслуговування, ремонтута налагодження ЕОМ повинна забезпечувати відповідність усіх елементів робочогомісця та їх розташування ергономічним вимогам відповідно до ГОСТ 12.2.032-78 ССБТ“Робоче місце при виконанні робот сидячи. Загальні ергономічні вимоги”[51], характерута особливостей трудової діяльності.
2. Площа, виділена для одного робочого місця з відеотерміналомабо персональною ЕОМ, повинна складати не менше 6 кв. м, а обсяг — не менше 20 куб.м.
3. Робочі місця з відеотерміналами відносно світлових прорізівповинні розміщуватися так, щоб природне світло падало збоку, переважно зліва.
4. При розміщенні робочих місць з відеотерміналами та персональнимиЕОМ необхідно дотримуватись таких вимог:
-  робочі місця з відеотерміналами та персональними ЕОМ розміщуються на відстаніне менше 1 м від стін зі світловими прорізами;
-  відстань між бічними поверхнями відеотерміналів має бути не меншою за 1,2м;
-  відстань між тильною поверхнею одного відеотермінала та екраном іншого неповинна бути меншою 2,5 м;
-  прохід між рядами робочих місць має бути не меншим 1 м.
Вимоги цього пунктущодо відстані між бічними поверхнями відеотерміналів та відстані між тильною поверхнеюодного відеотерміналу та екраном Іншого враховуються також при розміщенні робочихмісць з відеотерміналами та персональними ЕОМ в суміжних приміщеннях, з урахуваннямконструктивних особливостей стін та перегородок.
5. Організація робочого місця користувача ЕОМ повинна забезпечувативідповідність усіх елементів робочого місця та їх розташування ергономічним вимогамвідповідно до ГОСТ 12.2.032-78, з урахуванням характеру та особливостей трудовоїдіяльності.
6. Конструкція робочого місця користувача відеотерміналу(при роботі сидячи) має забезпечувати підтримання оптимальної робочої пози з такимиергономічними характеристиками: ступні ніг — на підлозі або на підставці для ніг;стегна — в горизонтальній площині; передпліччя — вертикально; лікті — під кутом70 — 90 град, до вертикальної площини; зап'ястя зігнуті під кутом не більше 20 град,відносно горизонтальної площини, нахил голови — 15-20 град, відносно вертикальноїплощини.
7. Якщо користування відеотерміналом та персональною ЕОМє основним видом діяльності, то вказане обладнання розміщується на основному робочомустолі, як правило, з лівого боку.
8. Якщо використання відеотерміналу та персональної ЕОМє періодичним, то устаткування, як правило, розміщується на приставному столі, переважноз лівого боку від основного робочого столу. Кут між поздовжніми осями основногота приставного столів має бути 90 — 140 град.
9. Якщо використання відеотерміналу та персональної ЕОМє періодичним, то дозволяється обладнувати в приміщенні, що відповідає вимогам данихПравил, окремі робочі місця колективного користування з відеотерміналом та персональноюЕОМ.
10. Висота робочої поверхні столу для відеотерміналу маєбути в межах 680 — 800 мм, а ширина — забезпечувати можливість виконання операційв зоні досяжності моторного поля.
Рекомендовані розміристолу: висота — 725 мм, ширина — 600 -1400 мм, глибина — 800 -1000 мм.
11. Робочий стіл для відеотерміналу повинен мати простірдля ніг висотою не менше 600 мм, шириною не менше 500 мм, глибиною на рівні колінне менше 450 мм, на рівні витягнутої ноги — не менше 650 мм.
12. Робочий стіл для відеотерміналу, як правило, має бутиобладнаним підставкою для ніг шириною не менше 300 мм та глибиною не менше 400 мм,з можливістю регулювання по висоті в межах 150 мм та кута нахилу опорної поверхні- в межах 20 град. Підставка повинна мати рифлену поверхню та бортик на передньомукраї заввишки 10 мм.
13. Застосування підставки для ніг тими, у кого ноги недістають до підлоги, коли робоче сидіння знаходиться на висоті, потрібній для забезпеченняоптимальної робочої пози відповідно до пункта 4.1.6, є обов'язковим.
14. Робоче сидіння (сидіння, стілець, крісло) користувачавідеотерміналу та персональної ЕОМ повинно мати такі основні елементи: сидіння,спинку та стаціонарні або знімні підлоxxxники.
У конструкцію сидінняможуть бути введені додаткові елементи, що не є обов'язковими: підголовник та підставкадля ніг.
15. Робоче сидіння користувача відеотерміналу та персональноїЕОМ повинно бути підйомно-поворотним, таким, що регулюється за висотою, кутом нахилусидіння та спинки, за відстанню спинки до переднього краю сидіння, висотою підлоxxxників.
16. Регулювання кожного параметра має бути незалежним, плавнимабо ступінчатим, мати надійну фіксацію.
Хід ступінчатого регулюванняелементів сидіння має становити для лінійних розмірів 15 -20 мм, для кутових — 2- 5 град. Зусилля під час регулювання не повинні перевищувати 20 Н.
17. Ширина та глибина сидіння повинні бути не меншими за400 мм. Висота поверхні сидіння має регулюватися в межах 400 — 500 мм, а кут нахилуповерхні — від 15 град, вперед до 5 град, назад.
18. Поверхня сидіння має бути плоскою, передній край — заокругленим.
19. Висота спинки сидіння має становити 300±20 мм, ширина- не менше 380 мм, радіус кривизни в горизонтальній площині — 400 мм. Кут нахилуспинки повинен регулюватися в межах 0-30 град, відносно вертикального положення.Відстань від спинки до переднього краю сидіння повинна регулюватись у межах 260- 400 мм.
20. Для зниження статичного напруження м'язів рук необхіднозастосовувати стаціонарні або знімні підлоxxxники довжиною не менше 250 мм, шириною- 50 — 70 мм, що регулюються по висоті над сидінням у межах 230±30 мм та по відстаніміж підлоxxxниками в межах 350 — 500 мм.
21. Поверхня сидіння, спинки та підлоxxxників має бути напівм'якою,з неслизьким, ненаелектризовуючим, повітронепроникним покриттям та забезпечуватиможливість чищення від бруду.
22. Екран відеотермінала та клавіатура мають розташовуватисяна оптимальній відстані від очей користувача, але не ближче 600 мм, з урахуваннямрозміру алфавітно-цифрових знаків та символів.
23. Розташування екрану відеотерміналу має забезпечуватизручність зорового спостереження у вертикальній площині під кутом ±30 град, відлінії зору працівника.
24. Клавіатуру слід розміщувати на поверхні столу або наспеціальній, регульовуваній за висотою, робочій поверхні окремо від столу на відстані100-300 мм від краю, ближчого до працівника. Кут нахилу клавіатури має бути в межах5-15 град.
25. Робоче місце з відеотерміналом слід оснащувати пюпітром(тримачем) длядокументів, що легко переміщується.
26. Пюпітр (тримач) для документів повинен бути рухомимта встановлюватись вертикально (або з нахилом) на тому ж рівні та відстані від очейкористувача ЕОМ, що і відеотермінал.
27. Розміщення принтера або іншого пристрою введення-виведенняінформації на робочому місці має забезпечувати добру видимість екрану відеотермінала,зручність ручного керування пристроєм введення-виведення інформації в зоні досяжностімоторного поля: по висоті 900 — 1300 мм, по глибині 400 — 500 мм.
28. Під матричні принтери потрібно підкладати вібраційнікилимки для гасіння вібрації та шуму.
29. При потребі високої концентрації уваги під час виконанняробіт з високим рівнем напруженості суміжні робочі місця з відеотерміналами та персональнимиЕОМ необхідно відділяти одне від одного перегородками висотою 1,5 — 2 м.
30. Організація робочого місця, яке передбачає використанняЕОМ для управління технологічним обладнанням (станки з програмним управлінням, роботизованітехнологічні комплекси, обладнання для гнучкого автоматизованого виробництва тощо),повинна передбачати:
-  достатній простір для людини-оператора;
-  вільну досяжність органів ручного управління в зоні моторного поля: відстаньпо висоті — 900 — 1330 мм, по глибині — 400 — 500 мм;
-  розташування екрана відеотермінала в робочій зоні, яке забезпечувало б зручністьзорового спостереження у вертикальній площині під кутом плюс-мінус ЗО град, відлінії зору оператора, а також зручність використання відеотермінала під час коригуваннякеруючих програм одночасно з виконанням основних виробничих операцій;
-  відстань від екрана до ока працівника повинна відповідати вимогам пункту4.1.22;
-  можливість повертання екрана відеотермінала навколо горизонтальної та вертикальноїосі.6.4 Пожежна безпека
Пожежна безпека — стан об'єкта при якому із установленою ймовірністю виключається можливість виникненняі розвитку пожежі, а також забезпечується захист матеріальних цінностей.
Причинами, що можутьвикликати пожежу в розглянутому приміщенні, є:
- несправність електропроводки і приладів;
- коротке замикання електричних ланцюгів;
- перегрів апаратури;
- блискавка.
Приміщення по пожежнійбезпеці відноситься до категорії В відповідно до ОНТП-24 [21], тому що в обігу знаходятьсятверді спалимі речовини і матеріали. Ступінь вогнестійкості будинку — II відповіднодо ДБН В.1.1-7 [35], клас приміщення по пожежній небезпеці П-ІІа, відповідно доПУЭ [33].
Пожежна безпека відповіднодо ГОСТ 12.1.004 [50] забезпечується системами запобігання пожежі, пожежного захисту,організаційно-технічними заходами.
Система запобіганняпожежі:
- контроль і профілактика ізоляції;
- наявність плавких вставок і запобіжників в електричномуобладнанні;
- для захисту від статичної напруги використовується заземлення;
- захист від блискавок будівель і обладнання.
Для даного класубудівель і місцевості із середньою грозовою діяльністю 10 і більш грозових годину рік, тобто для умов м. Стаханова встановлена III категорія захисту від блискавок.
Ступінь захисту відповідномукласу помешкання П П-а ІР44 для обладнання і ІР2Х для світильників.
Система пожежногозахисту:
- аварійне відключення і переключення апаратури;
- наявність первинних засобів пожежогасіння, вогнегасниківОП-5, тому що вуглекислота має погану електропровідність, або порошкових вогнегасників;
- система оповіщення, світлова і звукова сигналізація;
- захист легкозаймистих частин обладнання, конструкційзахисними матеріалами;
- використання негорючих матеріалів для акустичної обробкистін і стель;
- у помешканнях, де немає робочого персоналу, встановленаавтоматична система пожежного захисту.
Для успішної евакуаціїперсоналу при пожежі розміри дверей робочого помешкання повинні бути наступними:- ширина дверей не менше 1,5 м, — висота дверей не менше 2,0 м, — ширина коридору1,8 м; робоче помешкання повинно мати два виходи; відстань від найбільш віддаленогоробочого місця не повинна перевищувати 100 м.
Організаційні заходипожежної профілактики:
- навчання персоналу правилам пожежної безпеки;
- видання необхідних інструкції і плакатів, плану евакуаціїперсоналу у випадку пожежі.
Приміщення відповідає вимогам пожежноїбезпеки.
6.5 Охорона навколишньогосередовища
Збільшення ефективності виробництва,його інтенсифікація нерозривно зв’язані з створенням здорових та безпечних умовтруда.
Охорону праці можна розглядати як систему, яка забезпечує в сфері виробництваоптимальне з точки зору збереження здоров’я та працездатності взаємодії людей зтехнічними засобами та навколишнім середовищем.
Охорона навколишнього середовища — комплекс заходів, призначенихдля обмеження негативного впливу людської діяльності на природу.
Такими заходами можутьбуди:
1. Обмеження викидів у атмосферу та гідросферу с метоюпокращення загальної екологічної обстановки.
2. Створення заповідників, національних парків з метоюзбереження природних комплексів.
3. Обмеження ловлі риби, охоти, з метою збереження конкретнихвидів.
4. Обмеження несанкціонованих викидів мусору.
При вирішенні технічних задач необхідноприділяти особливу увагу питанні взаємодії виробничої середи з навколишньою природноюсередою. Результат господарської діяльності людини сказуються вже не тільки в локальному,але й у регіональному, а у ряді випадківі глобальному масштабах. Охорона навколишньогосередовища становиться важливою соціальною та економічною проблемою.
Висновки
Під час розробки требазабезпечити всі умови для комфортної та безпечної роботи, спробувати уникнути небезпечнихта шкідливих факторів, що мають місце при роботі з комп`ютером, забезпечити природнета штучне освітлення на робочому місці відповідно нормативним значенням, дотримуватисьправил електробезпеки та пожежної безпеки.
У процесі роботи закомпютером опрератором шкода навколишньому середовищу не наноситься. Відробленийматеріал типу відробленої бумаги, диски та ін. виноситься у спеціально відведенімісця.

7. ЦИВІЛЬНА ОБОРОНА
Вступ
Цивільна оборона — складова частина системизагальнодержавних заходів, проведених з метою захисту населення й об'єктів народногогосподарства в умовах надзвичайних ситуацій мирного і воєнного часу. Ця мета можебути досягнута завчасним проведенням організаційних, інженерно — технічних і іншихзаходів, спрямованих на максимальне зниження впливу вражаючих факторів.
Навчання населення захисту від впливузброї масового ураження й інших засобів нападу супротивника — одна з основних задачЦивільної оборони України. Воно організується і проводиться на підставі вказівокстарших начальників ГО і їхніх штабів, а також вказівок і рішень місцевих органівз питань ГО[1].
Ядерна енергія володіє величезною руйнівноюі вражаючою силою. Вона здатна викликати великі людські жертви і заподіяти величезнийматеріальний збиток. Значні руйнування на об'єктах народного господарства, великівтрати серед населення можуть стати причиною різкого скорочення випуску промисловоїі сільськогосподарської продукції, викликати необхідність проведення рятувальнихі невідкладних аварійно-відбудовних робіт у зонах ураження. У зв'язку з цим виникаєнеобхідність завчасно уживати відповідні заходи по захисту населення від впливувражаючих факторів ядерного ураження, забезпеченню стабільної роботи об'єктів народногогосподарства, що складає суть задач цивільної оборони.
Питаннями захисту і підвищення стійкостіроботи об'єктів народного господарства в умовах надзвичайних ситуацій займалисяі раніш. Однак так гостро, як зараз, ця проблема ніколи ще не стояла, тому що характері можливі наслідки ядерних техногенних катастроф або збройного впливу сучасних засобівураження придбали якісно нові особливості. Саме тому дана тема є актуальною.
В даному розділі розглядається тема «Оцінкарадіаційної обстановки після ядерного вибуху на ТОВ «Кристал».
Навчання по ЦО є загальним для всіх громадян.Тому питання навчання населення по цивільній обороні актуальний і донині. Відповідальністьза навчання керівного складу ЦО, робітників та службовців по ЦО на підприємстві,а також населення, що проживає у відомчому житловому секторі, покладається на начальникаЦО підприємства. Через штаб ГО об'єкта він організує, забезпечує і керує проведеннямнавчальних заходів, здійснює постійний контроль за своєчасним і якісним проведеннямзанять і навчань[53].
Радіаційна обстановка може виникнутипри аварії на радіаційно-небезпечному об’єкті (наприклад, атомній електростанції)або при ядерному вибуху.
Під оцінкою радіаційної обстановки розуміютьмасштаби і ступінь радіаційного зараження (забруднення) місцевості, що робить впливна життєдіяльність населення і роботу господарських об'єктів.
Оцінка радіаційної обстановки є обов'язковимелементом роботи начальників і штабів цивільної оборони. Проводиться вона для прийняттянеобхідних заходів по захисту населення, які забезпечують виключення або зменшеннярадіоактивного опромінювання, а також для визначення найбільш доцільних дні населенняі формувань ЦО на зараженій місцевості.
Оцінка радіаційної обстановки передбачає:
—   визначення і нанесення на карту (схему) зон радіоактивного
зараження або рівнів радіації в окремихточках місцевості.
—   вирішення основних типових завдань за різними варіантами дій населення,формувань ЦО, а також виробничої діяльності промислових підприємств (об'єктів) вумовах радіоактивного зараження;
—   аналіз отриманих результатів;
—    вибір найбільш доцільних варіантів дій, при яких виключаються або зменшуютьсярадіаційні втрати.
Радіаційна обстановка характеризуєтьсядвома основними параметрами: розмірами зон зараження і рівнями радіації. Окрім цихданих для оцінки радіаційної обстановки необхідно знати:
а)умови перебування людей в зонах радіоактивногоЗараження, їх захищеність;
б)значення коефіцієнтів послаблення радіаціїзахисними спорудами, які призначені для укриття робітників, службовців на підприємствахі непрацюючого населення в місцях проживання;
в)допустимі дози опромінення населенняі формувань ЦО на період перебування на місцевості, зараженій радіоактивними речовинами;
г)поставлені завдання формуванням ЦОі терміни їх виконання.
Виявлення радіаційної обстановки можепроводитися двома способами: шляхом прогнозування (пророкування) і за даними радіаційноїрозвідки.
Метою прогнозування радіаційного зараження(забруднення) місцевості є встановлення з визначеним ступенем вірогідності місцярозташування і розмірів зон радіоактивного зараження (забруднення).
Перший спосіб застосовується штабамицивільної оборони господарських об'єктів і вищестоящих штабів. Дані прогнозованоїобстановки використовуються для:
а) своєчасного оповіщення населення пронадзвичайні ситуації;
б) завчасного вживання заходів захисту;
в) своєчасної постановки задач на веденнярадіаційної розвідки.
Для прогнозування можливого радіоактивногозараження необхідно знати:
—   час ядерного вибуху (час аварії на радіаційно небезпечному об'єкті).
—   Координати центру ядерного вибуху (аварії).
—   Потужність і вид ядерного вибуху .
—   Швидкість і напрямок середнього вітру. Середній вітер — це осереднений пошвидкості і напрямку вітер для шарів атмосфери в межах висоти піднімання радіоактивноїхмари. Він визначається графічним методом по відомих даних вітрового зондуванняатмосфери, яке проводиться радіозондами, акустичними, радіолокаційними і космічнимизасобами контролю. Ці дані дають метеорологічні станції відповідним штабам ІДО.Азимут середнього вітру — це кут між напрямком на північ і напрямком, звідки дмевітер, відрахований по ходу стрілки годинника. Наприклад, якщо вітер дме з заходуна схід, то азимут вітру 270°
При прогнозуванні радіаційної обстановкивикористовується методика, заснована на імовірносних розрахунках. Суттєвість ймовірнісноїметодики прогнозування зводиться до того, що визначається напрямок розповсюдженняхмари радіоактивних речовин і наносяться на карту (схему) можливі зони радіоактивногозараження[54].
Другий спосіб застосовують командириневоєнізованих формувань, а також штаби цивільної оборони господарських об'єктів.Вихідні дані для оцінки радіаційної обстановки добуваються підрозділами розвідки,тобто: посадами радіаційного і хімічного спостереження; чи ланками групами радіаційноїі хімічної розвідки, а також з інформації, що надходить від сусідніх і вищестоящихштабів цивільної оборони.
У випадку аварії на атомній електростанціївихідними даними для оцінки обстановки будуть: тип і потужність реактора; час аварії;реальні виміри потужності доз опромінення; метеоумови.
При ядерному вибуху вихідними данимиє: вид, потужність і час вибуху; координати вибуху; реальні виміри доз опромінення;метеоумови.
Після виявлення обстановки виробляєтьсяїї оцінка. Під оцінкою обстановки розуміють рішення задач по різних діях невоєнізованихформувань цивільної оборони, виробничої діяльності господарських об'єктів і населенняв умовах радіаційного зараження (забруднення). Такими задачами можуть бути: визначенняможливих доз опромінення при діях у зонах зараження; визначення припустимого часупочатку робіт у зоні (початку входу в зону) зараження по заданій (припустимої чивстановлений) дозі опромінення; визначення припустимої тривалості перебування взоні зараження по заданій дозі опромінення; визначення потрібної кількості зміндля виконання робіт у зоні зараження, і інші[55].
Визначення можливих доз опромінення зачас перебування в зоні зараження дозволяє оцінити ступінь небезпеки поразки людейі намітити шляху доцільних дій. З цією метою розраховане значення дози опроміненняпорівнюють із припустимою дозою. Якщо виявиться, що люди одержать дозу, що перевищуєприпустиму, то необхідно скоротити час перебування в чи зоні почати роботи пізніше.Припустиму дозу опромінення для особового складу невоєнізованих формувань установлюєначальник цивільної оборони господарського об'єкта, тобто керівник підприємства.Припустима доза по нормах особливого періоду не повинна перевищувати: при однократномуопроміненні (протягом чотирьох доби) не більш 50 Р; при багаторазовому: протягоммісяця — 100 Р, кварталу — 200 Р и року — 300 Р. [52]
Таким чином, можна зробити висновки,що достовірне оцінювання радіаційного фону після ядерного вибуху, своєчасність вжитихзаходів та координація дій робітників підприємства, спрямованих на отримання тадодержання інструкцій, які поступають з місцевого штабу ЦО, у великій мірі і залежатьвід ступеню підготовленості керівництва ТОВ «Кристал» до можливості надзвичайнихситуацій, саме тому вивчання правил ЦО та проведення навчання дозволяє уникнутиможливих людських жертв та зменшити можливі матеріальні збитки.

ВИСНОВКИ
У даній роботі було розглянуто питанняпобудови систем керування електроприводом змінного струму дизель-потягу. У роботіпроведений огляд літератури на задану тематику та аналіз існуючих підходів до розв’язаннянайпоширеніших задач у даній галузі. Розглянуті як стандартні системи, так і альтернативніваріанти з використанням новітніх технологій, таких як нечітка логіка та нейроннімережі. Побудовані математичні моделі та структурні схеми досліджуваних об’єктів,проведене моделювання їхнього функціонування, проаналізовані отримані характеристикита оцінена робота об’єктів в цілому.
У результаті проведеного дослідженняможна зробити наступні висновки:
1. При використанні математичної моделіта структури САР електропередачі дизель-потяга, виконаних у відповідності до традиційнихпідходів на основі використання принципу регулювання за помилкою процес розгонузалежить від наступних параметрів: темпів наростання напруги живлення, завантаженостіскладу і закону керування. Проведене моделювання роботи такої системи довело, щопри значеннях цих параметрів p/J = 0.0001; U/f = 10; темп нарощування напруги живленняТАД – 8 B/сек процес розгону протікає нормально, але потребує подальшого уточненнята оптимізації.
2. Наступні дослідження спрямовані безпосередньона уточнення структури САР і визначення її параметрів. Проведений ряд експериментів,у ході яких змінювалися параметри моделі (зокрема, коефіцієнти регулятора на основіпропорційно-інтегрального закону керування K1, K2, K3 та блоку задавання інтенсивностіK4), показав, що від значень даних коефіцієнтів залежить якість функціонування системи.Оптимальні значення цих параметрів наступні: K1 = 2,5; K2= 1; K3= 0,2; K4 = 0,02. При них значення величини перерегулюваннядорівнює 29,78 %; час перехідного процесу — 20 сек; число перерегулювання — 4. Дваостанніх показники задовольняють необхідним умовам до вимог до якісних показниківперехідного процесу, перший — не задовольняє. Тому необхідно в структуру САР увестиблок задавання інтенсивності зі змінною структурою.
3. Використання блоку задавання інтенсивностізмінної структури поліпшує систему САР і з погляду стійкості, і з погляду якіснихпоказників. Однак істотної зміни (зменшення) величини перерегулювання з уведеннямблоку задавання інтенсивності зі змінною структурою домогтися не вдалося. При цьомувстановлено, що прийнятні значення з погляду забезпечення якісних показників відповідають:при «накиданні» — Т = 12,5 секунд; при «скиданні» — Т = 50 секунд.
4. Проведені дослідження синтезованоїсистеми векторного керування тяговим електроприводом підтвердили ефективність застосуванняметодів нечіткої логіки при проектуванні регуляторів. Перерегулювання у випадкувикористання стандартного ПІ контролера складає 14%, при використанні нечіткогоконтролера перерегулювання практично відсутнє.
5. Введення нейронних мереж до складусистеми керування дозволяє оптимізувати роботу енергетичної системи дизель-потягав процесі розгону, забезпечуючи при цьому виконання заданих граничних умов. Прицьому економія по енергетичних витратах складає не менш 3,2% у порівнянні з досліджуванимекспериментальним зразком системи керування дизель-потяга.
Дослідження і моделювання проведене засобамипакету Matlab. Розроблена технічна документація містить як теоретичні обґрунтування,так і детальні описи практично проведених робіт.

ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТОВУВАНОЇЛІТЕРАТУРИ
1. Михальченко Г.С., Федяева Г.А., Власов А.И. Моделирование переходныхрежимов в асинхронном тяговом приводе локомотивов // Вестник ВНИИЖТ. – № 4. – 2003.– С.42–47.
2. Корылов И.П. Математическое моделирование электрических машин.– М.: Высшая школа, 1987. – 216 с.
3. Horstmann Daniel, WagnerRudolf, WeigelWolf-Dieter. 100 Jahre Entwicklung der Antriedstechnik fur electrische Bahnen. Teil2. // Elek. Bahnen. – 2003. – № 7. – P.338–345.
4. Справочник по теории автоматического управления/ Под. ред. А.А.Красовского. – М.: Наука, 1987. – 712 с.
5. Ляпунов А.М. Общая задача об устойчивости движения. – М.: Гостехиздат, 1950.– 471с.
6. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования.– М.: Наука, 1972.
7. Воронов В.Г., Качанов П.А., Рогачев А.И. Оптимизация технологическихпроцессов сушки капиллярно-пористых материалов // Сборник докладов научно-техническойконференции «Прогрессивные технологические процессы в приборостроении». – К.: Знание,1977. – С.5–6.
8. Эволюционные методы компьютерного моделирования/Верлань А.Ф., Дмитриенко В.Д., Корсунов Н.И., Шорох В.А. – Киев: Наукова думка,1992. – 256 с.
9. Новый подход к аналитическому конструированиюлинейно–квадратичных регуляторов. Приложения к синтезу оптимальных следящих систем// Техническая кибернетика. – 1987. – №7. – реф. 7.81.153.
10. Баленко А.И., Заполовский Н.И. Выбор коэффициентовоптимизирующего функционала метода аналитического конструирования регуляторов покритерию обобщенной работы // Системи обробки інформації. Збірник наукових праць.Випуск №6(16). – Харьков: ХВУ. – 2001. – С.7–11.
11. Математическая теория оптимальных процессов/ Л.С.Понтрягин и др. – М.: Физматгиз, 1961. – 391 с.
12. Петров Ю.П. Вариационные методы теорииоптимального управления. – 2–е изд. – Л.: Энергия, 1977. – 280 с.
13. Рутковская Д., Пилиньский М., Рутковский Л. Нейронные сети,генетические алгоритмы и нечеткие системы. – М.: Горячая линия – Телеком, 2004.– 452 с.
14. Генетические алгоритмы, искусственные нейронные сети ипроблемы виртуальной реальности/ Г.К. Вороновский, К.В. Махотило, С.Н. Петрашев,С.А. Сергеев. – Харьков: Основа, 1997. – 112 с.
15. Комашинский В.И., Смирнов Д.А. Нейронные сети и их применениев системах управления и связи. – М.: Горячая линия – Телеком, 2002. – 94 с.
16. Генетические алгоритмы, искусственные нейронные сети ипроблемы виртуальной реальности / Вороновский Г.К., Махотило К.В., Петрашев С.Н.,Сергеев С.А. – Харьков: Основа, 1997. – 112 с.
17. Verbruggen H.B., Babushka R. Constracting fuzzy modelsby product space cluctering // Fuzzy model identification. – Berlin: Springer, 1998.– P. 53 – 90.
18. Галушкин А.И. Нейрокомпьютеры и их применение на рубежетысячелетий в Китае. В 2-х томах. Том 2. – М.: Горячая линия – Телеком, 2004. –464 с.
19. Усольцев А.А. Векторное управление асинхронными двигателями.Учебное пособие по дисциплинам электромеханического цикла. C-П. 2002. – 39 с.
20. Асинхронные электроприводы с векторным управлением / РудаковВ.В., Столяров И.М., Дартау В.А. – Л.: Энергоатомиздат, 1987. – 136 с.
21. Bimal K. Bose Modern Power Electronics and AC Drives. –Prentice-Hall PTR 2002. – 738c.
22. Носков В.И., Дмитриенко В.Д., Заполовский Н.И., ЛеоновС.Ю. Моделирование и оптимизация систем управления и контроля локомотивов. Научноеиздание – Харьков: ХФИ «Транспорт Украины», 2003. – 248 с.
(синим – к разделу 3.1)
23. Ярушкина Н.Г. Основы теории нечетких и гибридных систем.– М.: Финансы и статистика, 2004. – 320 с.
24. Комашинский В.И., Смирнов Д.А. Нейронные сети и их применениев системах управления и связи. – М.: Горячая линия – Телеком, 2002. – 94 с.
25. 110. Баленко А.И., Заполовский Н.И., ПуйденкоВ.А. Математическая модель электропередачи дизель-поезда в режиме тяги // ВестникХарьковского государственного политехнического университета. Выпуск №27. – 1998.– С.67–71.
26. 106. Dressier Helmuk. MICAS–Mikrocomputerfur Farzeuge // Elektrische Bahnen. –1981. – V. 79. – №12. – S.411–417.
27. 44. Сандлер А.С., Сарбатов Р.С. Автоматическоечастотное управление асинхронными двигателями. – М.: Энергия, 1987. – 328 с.
28. 51. Булгаков А.А. Частотное управлениеасинхронными двигателями. – М.: Энергоиздат, 1982. – 216 с.
29. 3. Заполовский Н.И., Носков В.И., Мезенцев Н.В., ГорбачН.В. Разработка и исследование системы управления электроприводом переменного токас использованием методов нечеткой логики. Вестник НТУ «ХПИ». Тематический выпуск:Информатики и моделирование. – Харьков: НТУ «ХПИ». – 2006. – №23. – С. 53 – 60.
30. 80. Sauter D., Hamelin F. Frequency-domain optimizationfor robust fault detection and isolation in dynamic systems // IEEE Transactionson automatic control. – 1999. – Vol. AC – 44. – №4. – P.878–882.
31. СНіП 31-03-2001. Виробничі будівлі.
32. СНіП II-4-79 Природне та штучне освітлення.
33. ПУЕ – 87. Правила устрою електроустановок.
34. ОНТП 24-86. Загальносоюзні норми длятехнологічного проектування Визначення категорій будівель та споруд за вибуховійта пожежній безпеці.
35. ДБН В.1.1.7–2002. Державні будівельнінорми України. Пожежна безпека об’єктів будівництва.
36. ГОСТ 12.1.005-88* ССБТ. Загальні санітарно-гігієнічнівимоги до повітря робочої зони.
37. ДНАОП 0.00-1.31-99. Правила охорони праці під час експлуатаціїелектронно-обчислювальних машин.
38. ГОСТ 12.0. 003-74 ССБТ. Небезпечні та шкідливі виробничіфактори..
39. Дсанпин 3.3.2.-007-98. Державні санітарні правила та норми роботи з візуальними дисплейними терміналамиЕОМ
40. ДНАОП 0.03-8.03-85.Перелік важких робіт та робіт із шкідливими та небезпечними умовами роботи, на якихзаборонено застосовувати праці неповнолітніх.
41. ГОСТ 12.2.007.0-75(2001). Вироби електротехнічні. Загальні вимоги безпеки.
42. ГОСТ 25861-83.Машини обчислювальні та системи обробки даних. Вимоги електричної та механічноїбезпеки та методи випробувань.
43. ГОСТ 12.1.030-81.Електробезпека. Захисне заземлення. Занулення. Система стандартів безпеки праці.
44. ГОСТ 12.1.029-80.(2001) ССБТ. Засоби та методи захисту від шуму. Класифікація ГОСТ ССБТ. Системастандартів безпеки праці.
45. ГОСТ 12.1.038-82*ССБТ. Електробезпека. Гранично припустимі значення напруг дотику та струмів.
46. ГОСТ 12.1.019-79(1996) ССБТ. Електробезпека. Загальні вимоги та номенклатура видів захисту.
47. ГОСТ 12.1.045-84ССБТ. Електростатичні поля. Припустимі рівні на робочих місцях та вимоги до проведенняконтролю.
48. ГОСТ 26387-84Система «людина-машина”. Терміни та визначення.
49.ГОСТ 14254-96Ступіні захисту, що забезпечуються оболонками(код IP).
50. ГОСТ 12.1.004-91Система стандартів безпеки праці. Пожежна безпека. Загальні вимоги.
51. ГОСТ 12.2.032-78ССБТ. Робоче місце при виконанні робот сидячи. Загальні ергономічні вимоги.
52.  Стеблюк М.І. Цивільна оборона. Підручник. 3-тє вид.,перероб. і доп. – К.: Знання, 2004. -490с.
53. Кулаков М.А. та інш. Цивільна оборона./Під ред… проф…Березуцького В.В. – Харків: Факт, 2008.
54. Губський А.І. Цивільна оборона. Підручникдля вищих учбових закладів. -К.: Міністерство освіти, 1995. — 216с.
55.  Депутат О.П. та інш. Цивільна оборона./Під ред… Франчука,Львів: Афіша, 2000.
56. Бизнес-план – Ваша путеводная звезда. Для чего он нужен?Как его составлять? Как им пользоваться? Экономика и жизнь.- 1991. – N33.
57. Методические указания по использованию бизнес-планав дипломном проектировании. Харьковский университет радиоэлектроники. Харьков 1992г.(Левченко Л.В. и др.)
58. Организация, планирование и управление приборостроительнымпредприятием. / Учебное пособие под ред. В.А.Мищенко и Н.И.Погорелова. Киев, УМК,1992.
59. О составе затрат и единичных нормах амортизационныхотчислений. Из нормативных документов. М.: Финансы и кредит, 1992.
60. Перерва П.Г. Управление промышленным маркетингом. Харьков,Основа, 1993.
61. Современный маркетинг (под ред. Е.К.Хруцкого). – М.:Прогресс, 1991

Рецензія
Дипломна робота магістра присвячена актуальнійтемі сьогодення як з точки зору практичного використання результатів дослідження,приведених у роботі, так і з огляду на можливість їхнього використання для подальшихрозробок та теоретичних досліджень. У роботі приведені аналіз існуючих підходівдо рішення поставлених задач, розглянуті стандартні методи їхнього розв’язання тазапропоновані альтернативні варіанти рішень із використанням новітніх технологій.Створена технічна документація містить теоретичні обґрунтування та детальних описпрактично проведених експериментів. Дослідження, що проводилось в середовищі пакетуMatlab, дозволило отримати результати моделювання роботи розглянутих об’єктів, числовізначення їхніх основних параметрів і характеристик та зробити висновки про адекватністьфункціонування та відповідність поставленим цілям.
Рівень освітлення розглянутої інформаціїможна оцінити як високий, отримані результати моделювання як повні та вірогідні.Документація складена з додержанням до вимог ДОСТів та відповідних нормативів.
Серед недоліків роботи можна зазначити,що розглянуті види систем керування складають лише частину існуючих та побудованіструктурні схеми підлягають моделюванню лише в пакеті Matlab, що певним чином обмежуєможливості використання результатів проведеного дослідження.
У цілому робота може бути оцінена на«відмінно», а студентці Xxxxx xxx присвоєно кваліфікацію інженера-системного аналітика-дослідника.