Дисертації та автореферати спеціалізованої вченої ради Д 26.062.03
Permanent URI for this collectionhttp://er.nau.edu.ua/handle/NAU/40186
Browse
Recent Submissions
Item Підвищення якості автоматичного управління регіонального літака при заході на посадку в умовах збурень(Національний авіаційний університет, 2021-08-18) Просвірін, Дмитро Андрійович; Prosvirin, Dmytro A.Дисертаційну роботу присвячено створенню моделі, методів, алгоритмів управління польотом регіонального літака при заході на осадку, що дозволяє підвищити якість автоматичного управління, ефективність використання енергетичних ресурсів ПС в умовах збурень. В результаті проведених досліджень вирішено актуальне наукове завдання розробки методів, моделі управління регіональним літаком, що застосовують інформацію даних про об’єкт управління для підвищення якості та ефективності польотів. Метою роботи є підвищення ефективності використання енергетичних ресурсів регіонального літака, шляхом створення системи автоматичного управління (САУ) при заході на посадку. Для досягнення зазначеної мети в роботі були поставлені і вирішені наступні завдання: 1) аналіз, уточнення та вдосконалення існуючих підходів і методів управління літальними апарати; 2) розробка алгоритмів оптимального управління польотом регіонального літака при заході на посадку у локально обмежений простір ; 3) розробка моделі САУ польотом регіонального літака при заході на посадку (створення програмно-математичних комплексу управління, проведення напівнатурних випробувань для підбору коефіцієнтів законів управління для математичного моделювання поведінки та методів керування транспортним засобом в екстремальних умовах); 4) розробка технології управління польотом регіонального літака при заході на посадку на основі запропонованих методу управління і моделі САУ, що забезпечує ефективне літаководіння з мінімальною участю екіпажу. 5) впровадження та виробнича апробація результатів. Створено адаптивну модель системи автоматичного управління польотом регіонального літака при заході на посадку, яка відрізняється застосуванням високоточних льотно-технічних даних, що забезпечують розрахунок та виконання оптимального польоту з точки зору паливних витрат в умовах збурень. Розроблено алгоритми оптимального управління польотом регіонального літака при заході на посадку, що застосовують нові рішення щодо способу заходу на посадку, що забезпечують виконання процедур з мінімальними паливними витратами Реалізація інформаційної технології управління польотом регіонального літака дозволяє заощадити близька 50 % паливних витрат.Item Модель функціонування системи «пілот–літак» при управлінні рухом на етапі посадки(Національний авіаційний університет, 2021-08-18) Благая, Людмила Володимирівна; Blahaia, Liudmyla V.Розроблено стохастичну математичну модель діяльності ергатичної системи «пілот-літак» на етапі заходу на посадку як системи масового обслуговування, яка об’єднує модельні уявлення станів людини-оператора і технічної частини системи в єдину модель. Результати розробленого програмного забезпечення показали, що параметри, отримані за моделлю, відповідають параметрам польоту, отриманим з системи реєстрації параметрів літака на режимі заходу на посадку. Результати удосконалення математичної моделі «Узагальнена робоча характеристика людини-оператора» дали змогу досліджувати системні характеристики операторської діяльності в системі «пілот–літак» на етапі заходу на посадку та, відповідно до отриманих висновків вносити коригування в методики підготовки пілотів з відпрацювання нештатних та аварійних ситуацій.Item Методи диференційної навігації повітряних суден за сигналами глобальних навігаційних супутникових систем(Національний авіаційний університет, 2021-08-18) Куценко, Олександр Вікторович; Kutsenko, Oleksandr V.Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-технічної задачі розробки методів диференційної навігації повітряних суден за сигналами глобальних навігаційних супутникових систем, що має важливе значення для підвищення безпеки польотів. Метою дисертаційної роботи є розробка і експериментальне дослідження нових і удосконалених методів диференційної навігації повітряних суден за сигналами multi-GNSS, при виконанні операцій: маневру в зоні аеродрому, здійснення заходу на посадку з вертикальним скеровуванням і по категорії. В дисертаційній роботі проведений аналіз документів провідних організацій та наукових публікацій в авіаційній і космічній галузях. За цими даними можна стверджувати, що авіаційний транспорт відіграє провідну роль у забезпеченні стійкості економічного та соціального розвитку. Ключовим елементом, який забезпечує ефективність і надійність експлуатації авіаційного транспорту є аеронавігаційне забезпечення, зокрема його радіонавігаційна складова. Особливе значення приділяється розробці супутникових систем посадки. Розглянута прийнята ICAO класифікація заходів на посадку, і проведений аналіз існуючих категорійних систем посадки за приладами. Наданий опис вимог які висуваються до супутникової системи посадки.Аналіз показав, що актуальною науковою задачею є розробка методів диференційної навігації повітряних суден за сигналами глобальних навігаційних супутникових систем, що має важливе значення для підвищення безпеки польотів. В дисертаційній роботі розглянутий фінальний сегмент заходу на посадку та локальна топоцентрична Декартова система координат XYV пов’язана з злітно-посадковою смугою. Розглянуто похибки які виникають в системі посадки за приладами по сигналам кількох навігаційних супутникових систем. Представлено існуючі і розроблені моделі які дозволяють зменшити вплив даних похибок. Зокрема розроблену модель залишкової тропосферної затримки після здійснення диференційної корекції псевдовідстані ключовою особливістю якої є можливість застосування за відсутності метеорологічних даних. Надана модель корекції псевдовідстані і псевдошвиткості які розраховуються за даними отриманими з кількох наземних навігаційних приймачів, з метою передачі в бортову підсистему системи посадки. В дисертаційній роботі представлені існуючі і розроблені методи виявлення збоїв в наземній підсистемі системи посадки, визначення вкладу наземної підсистеми в похибку скоректованої псевдовідстані, оцінювання точності і цілісності визначення координат, в кінематичному режимі для різних комбінацій супутникових систем.В дисертаційній роботі описаний розроблений апаратно-програмний комплекс що реалізує створені методи і моделі і дозволяє в умовах напівнатурного моделювання досліджувати точність та цілісність навігаційного рішення при виконанні запланованої операції: маневру в зоні аеродрому, здійснення за-ходу на посадку з вертикальним скеровуванням і по категорії з використанням різних комбінацій сигналів супутникових систем: GPS, GLONASS, GALILEO і BeiDou. Надані результати льотних випробувань розробленого апаратно-програмного комплексу. Експериментальний політ являв собою відпрацювання лінійної траєкторії, що імітує фінальну ділянку заходу на посадку і проліт над злітно посадковою смугою. За результатами випробувань отримані такі дані: оцінка вкладу наземної підсистеми в похибку визначення псевдовідстані протягом проведення експерименту; для супутникової навігаційної системи при виконанні запланованої операції: маневру в зоні аеродрому, здійснення за-ходу на посадку з вертикальним скеровуванням і по категорії з використанням різних комбінацій сигналів супутникових систем: GPS, GLONASS, GALILEO і BeiDou отримані еліпсоїди похибок навігаційної системи та, відсоток хибної дієздатності та хибної недієздатності системи.Item Методи і алгоритми прецизійного визначення місцеположення рухомих об’єктів за сигналами глобальних навігаційних супутникових систем(Національний авіаційний університет, 2021-04-11) Кондратюк, Василь Михайлович; Kondratiuk, Vasyl M.Дисертаційна робота присвячена застосуванню глобальних навігаційних супутникових систем (ГНСС) для вирішення актуальних наукових завдань: прецизійного визначення місцеположення рухомих об’єктів за допомогою обробки кодових і фазових ГНСС-спостережень без ускладненої процедури розв’язання фазової неоднозначності. В дисертації вирішено науково-технічну задачу розробки методів і алгоритмів прецизійного визначення місцеположення рухомих об’єктів за допомогою обробки кодових і фазових ГНСС-спостережень без ускладненої процедури розв’язання фазової неоднозначності. Удосконалено метод обробки кодових і фазових ГНСС спостережень, що вирішує задачу згладжування/фільтрації кодових спостережень з використанням безперервних фазових спостережень в режимі кінематичного позиціонування, який, на відміну від відомих, враховує вплив накручування фази несучої (“wind ефект), який проявляється при зміні напрямку руху, еволюціях, обертаннях об’єктів. Даний метод забезпечує підвищення точності оцінки координат рухомих об’єктів до дециметрового рівня. В процесі наукових досліджень отримав розвиток метод комбінованого диференціального сумісного кодово фазового рішення навігаційної задачі з одночасною оцінкою початкових фазових неоднозначностей (як континуальних змінних) та без безпосереднього здійснення операцій згладжування/фільтрації. Метод є найбільш ефективним для спільної обробки спостережень GPS+ГЛОНАСС так як враховує особливості частотного розносу спектрів випромінюваних сигналів ГЛОНАС, що забезпечує дециметровий рівень точності. Вперше розроблено метод сумісної обробки кодових і фазових ГНСС-спостережень, що вирішує задачу точного кінематичного позиціонування, який, на відміну від відомих методів, дозволяє усунути варіаційні складові похибки рішення, суттєво зменшення вплив стрибків оцінок кодово-фазових рішень, обумовлених зміною робочого сузір’я супутників ГНСС, та, в середньому, у 2 рази зменшити похибки позиціонування по відношенню до «згладженого» рішення і в 3–4 рази по відношенню до DGPS рішень. Розроблена методика оцінки фактичної точності координатних визначень з використанням диференціальної коригувальної інформації, що дозволяє провести верифікацію ГНСС-устаткування користувача для двох режимів роботи: для нерухомого приймача – статичний режим та для мобільного приймача – кінематичний режим.Item Математичні моделі оцінки надійності радіоелектронних систем(Національний авіаційний університет, 2021-04-01) Козачук, Оксана Дмитрівна; Kozachuk, Oksana D.Робота присвячена розвитку математичних моделей оцінки надійності радіоелектронних систем (РС) з активними фазованими антенними решітками (АФАР). У роботі розроблений комплекс математичних моделей апроксимації кривих інтенсивностей відмов електрорадіовиробів імовірнісними розподілами, що описують раптові і поступові відмови. Досліджено вплив коефіцієнта надмірності РС з розподіленою структурою при різних імовірнісних розподілах відмов вузлів, каналів і модулів. Побудовані та досліджені моделі оцінки надійності РС з АФАР при раптових і поступових відмовах каналів і модулів. Аналіз впливу поступових відмов модулів антенних решіток під час оцінки надійності РС дозволяє підвищити оцінку середнього наробітку до відмови АФАР від 30% до 80%. Розроблено та досліджено математичну модель оцінки надійності АФАР РС в залежності від температури активної зони кристалів GaN (нітриду галію) мікромодулів, що дозволяє вибрати оптимальну структуру системи рідинного охолодження.Item Методологія підвищення ефективності технічного обслуговування активних фазованих антенних решіток радіолокаційних станцій(Національний авіаційний університет, 2021-04-01) Костановський, Валерій Вікторович; Kostanovskyi, Valery V.Робота присвячена розвитку методології підвищення ефективності технічного обслуговування активних фазованих антенних решіток (АФАР) радіолокаційних станцій. У даній роботі розроблені та удосконалені математичні моделі надійності і підвищення ефективності експлуатації активних фазованих антенних решіток за критеріями технічного використання і економічної ефективності. В роботі удосконалені математичні моделей надійності електровиробів, що описують раптові і поступові відмови. Розроблені та досліджені моделі надійності необслугованих АФАР зі k – рівневою структурною схемою надійності при раптових і поступових відмовах модулів антенних решіток. Облік поступових відмов модулів антенних решіток дозволяє підвищити надійність АФАР від 30 % до 80 %. Розроблені математичні моделі надійності обслуговуваних АФАР. Удосконалені методи визначення потрібної кількісті запасних модулів антенних решіток для забезпечення технічного обслуговування АФАР. Розроблені та досліджені моделі оптимального технічного обслуговування РЛС з АФАР, застосування яких дозволяє знизити від 15 % до 35 % наведених експлуатаційних витрат на етапі гарантійного обслуговування. Визначені стратегії технічного обслуговування і експлуатації АФАР РЛС з наробітку і фактичному стану, розроблені моделі і методи для реалізації цих стратегій на етапі післягарантійного обслуговування.Item Методологія динамічного програмування безпеки поліергатичного управління суден в гетерогенних умовах акваторій техноприродних комплексів(Національний авіаційний університет, 2021-03-16) Габрук, Ростислав Анатолійович; Gabruk, Rostyslav A.Розроблена та науково обґрунтована методологія гарантування функціональної стійкості навігації та управління рухом суден в гетерогенних умовах акваторій техноприродних комплексів. При цьому професійна організація управління та технічна складова знаходяться на одному ергатичному рівні в ієрархічній структурі раціонального змінного розподілу між ними функцій реалізації динамічного програмування безпеки поліергатично керованих об’єктів водного транспорту. У дисертаційній роботі розроблені методи гарантування безпеки рухомих об’єктів водного транспорту, які в локально обмеженому просторі при виконанні технологічної роботи за допомогою засобів навігації та управління керуються професійним вахтовим складом. Запропоновані моделі, методи та засоби побудовані в єдиному імовірнісному просторі Колмогорова оцінок безпеки з використанням властивості стаціонарності щільності розподілу для кожної змінної процесів, що мають місце в динамічній складній системі. Це дозволяє у марківських ланцюгових моделях отримувати рекурентні функціональні оцінки безпеки. Базою методології є міжнародні вимоги та вимоги класифікаційних товариств до систем динамічного позиціонування, рухомих об’єктів водного транспорту та вахтового персоналу.Item Методи розв’язання нелінійних задач оптимального керування рухом літальних апаратів на основі диференціальних перетворень(Національний авіаційний університет, 2021-03-15) Гусинін, Андрій Вячеславович; Gusynin, Andrii V.Дисертаційна робота присвячена розвитку методів розв’язання нелінійних задач оптимального керування рухом літальних апаратів (ЛА) на основі диференціальних перетворень та їх застосуванню до оптимізації багатоетапного виведення автономних безпілотних літальних апаратів (БЛА) у задані термінальні умови. Розвинута наукова та методична база для забезпечення розв’язання нелінійних задач оптимального керування рухом ЛА на основі математичного апарату диференціальних перетворень. Розвинуті та розроблені нові методи розв’язання нелінійних звичайних диференціальних рівнянь, нелінійних крайових задач та метод дискретно-аналітичного відображення в область зображень (в спектральну модель) вихідної нелінійної математичної моделі руху ЛА при виведенні у задані термінальні умови. Розвинуто метод основних диференціальних перетворень в області застосування до розв’язання нелінійних задач оптимального керування багатоетапним рухом ЛА, що дало можливість спростити синтез алгоритмів керування та отримати їх аналітичній формі. Розвинуті та розроблені нові методи розв’язання нелінійних задач оптимального термінального, багатокритерійного та гарантовано-адаптивного керування. Розвинуті та розроблені нові методи розв’язання нелінійних задач оптимального керування використані для синтезу оптимальних алгоритмів термінального, багатокритерійного та гарантовано-адаптивного керування виведенням авіаційно-космічної системи на орбіту, зльотом з виведенням на задану висоту і посадкою безпілотного аеростатичного літального апарату.Item Методи визначення статистичних характеристик процедур діагностування технічного стану наземних засобів аеронавігації(Національний авіаційний університет, 2021-02-24) Яшанов, Іван Михайлович; Yashanov, I. M.Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-технічної задачі щодо розроблення методів визначення статистичних характеристик процедур діагностування технічного стану наземних засобів аеронавігації з метою підвищення ефективності систем експлуатації наземних засобів аеронавігації. Удосконалено метод визначення рівня експлуатаційних витрат під час діагностування та відновлення працездатності наземних засобів аеронавігації, який на відміну від існуючого базується на використанні щільностей розподілу ймовірностей витрат експлуатаційних ресурсів, запропонованої оптимізаційної функції, використанні функціональної залежності додаткових витрат у випадках, коли запланований обсяг витрат на ремонт є недостатнім. Удосконалено метод знаходження ЩРІ часових витрат на діагностування та відновлення працездатності НЗА, що на відміну від існуючого методу: заснований на використанні матричного апарату представлення аналітичних співвідношень, на використанні ЩРІ часових витрат окремих контрольно-вимірювальних операцій та застосуванні аналітичних співвідношень, що дозволяють проводити оцінку ЩРІ вартісних та трудомісткістних витрат на основі часових витрат на діагностування та відновлення працездатності. У роботі вперше розроблено метод визначення оптимальних значень умовних ймовірностей помилок першого та другого роду за умов використання аналітичних співвідношень, що були отримані під час розроблення методу визначення статистичних характеристик часових, вартісних та трудомістких робіт діагностування НЗА, тобто базується на використанні відповідних ЩРІ показників ефективності процедур діагностування.Item Методи оцінки характеристик ергатичних систем управління повітряним судном(Національний авіаційний університет, 2021-02-23) Грищенко, Юрій Віталійович; Grishchenko, Yu. V.Дисертація присвячена розвитку методів оцінки характеристик ергатичних систем управління повітряним судном. Розглядаються питання виявлення ступеня психофізіологічної напруженості людини-оператора від входу в глісаду до приземлення і при виході на друге коло. Обґрунтовано принцип інваріантності керуючих дій пілотів і зміни параметрів польоту. Для оцінки характеристик явища збільшення амплітуди параметрів польоту повітряного судна (ЗАПППС) застосовуються методи аналізу кореляційних, автокореляційних функцій та їх спектрів, законів розподілу і трендових алгоритмів параметрів польоту. Розроблено алгоритми виділення детермінованої складової з випадкового процесу зміни параметрів польоту. За кореляційними і автокореляційними функціями розглянуті траєкторії польоту в ідеальних і екстремальних умовах. У результаті проведеного аналізу показано, що затримка входу в глісаду літака більш небезпечна для якості виконання заходження літака на посадку, ніж випередження. Представлена геометрична інтерпретація ймовірності відхилення від заданої точки при вході в глісаду в тривимірному просторі, що дозволяє визначати ймовірності неточного входу в глісаду за автокореляційними функціями. Встановлено, що визначення складних збоїв авіоніки повітряних суден методом контурних кореляційних полів дає змогу створювати аналізатори нового типу, що допомагають пілоту розпізнати складну польотну ситуацію і прийняти правильне рішення. Грунтуючись на аналізі автокореляційних функцій кута крену та їх спектрів, підтверджені теоретичні висновки автора відносно можливості значного послаблення «людського фактора» у виникненні аварійних ситуацій. Представлені методичні вказівки та рекомендації оцінки характеристик ергатичних систем управління повітряним судном. Розроблено програму оцінки напруженості авіаційних спеціалістів, які безпосередньо не пов'язані з пілотуванням літального апарату. Практичну цінність мають також запропоновані системи контролю якості техніки пілотування, попередження різких рухів пілотів при заході на друге коло, сигналізації про недостовірну інформацію по кутах атаки, крену і приладової швидкості літака та напрацьований алгоритм дій у цих випадках.Item Методологія оброблення даних у системах експлуатації наземних засобів аеронавігації(Національний авіаційний університет, 2020-12-14) Заліський, Максим Юрійович; Zaliskyi, Maksym Yu.У роботі розроблено методологію оброблення статистичних даних у системах експлуатації наземних засобів аеронавігації, яка охоплює методи виявлення погіршення технічного стану наземних засобів аеронавігації та складових елементів систем їх експлуатації, методи оцінювання показників надійності після розладнання, методи формування стратегій технічного обслуговування наземних засобів аеронавігації за станом із превентивними порогами, які були обґрунтовані відповідними теоремами у рамках використання запропонованого показника ефективності систем експлуатації. Наведені складові методології надають можливість підвищувати ефективність функціонування наземних засобів аеронавігації та систем їх експлуатації шляхом формування та реалізації своєчасних та правильних запобіжних та коригувальних дій. За допомогою розробленої методології проєктувальники та експлуатанти наземних засобів аеронавігації та систем їх експлуатації можуть розв’язувати задачі мінімізації експлуатаційних витрат за рахунок: прийняття своєчасних та правильних рішень щодо виявлення моменту виникнення погіршення технічного стану в трендах визначальних параметрів та показників надійності як наземних засобів аеронавігації, так і систем їх експлуатації; використання удосконалених стратегій технічного обслуговування на основі системи превентивних порогів та застосування принципів адаптивності як складової штучного інтелекту. Отримані наукові результати доцільно використовувати під час розроблення та вдосконалення наземних засобів аеронавігації та систем їх експлуатації, а також у навчальному процесі для підготовки фахівців експлуатаційного спрямування, зокрема в авіації.Item Методи та алгоритми керування багатозв’язними об’єктами без пам’яті в умовах невизначеності(Національний авіаційний університет, 2020-12-14) Соловчук, Клавдія Юріївна; Solovchuk, Klavdiia Yu.Дисертація присвячена розробленню та дослідженню методів та алгоритмів керування в дискретному часі багатозв’язними об’єктами без пам’яті з числом вихідних змінних, що можуть перевищувати число каналів передачі керувальних дій, за наявності невимірюваних, але обмежених збурень в умовах невизначеностей відносно коефіцієнтів підсилення об’єкта та рівнів збурень. Новизна основного наукового результату полягає в тому, що запропонований метод псевдооберненої моделі може бути використаний як деякий універсальний метод побудови замкнених дискретних систем керування багатозв’язними об’єктами без пам’яті при будь-якій матриці коефіцієнтів підсилення об’єкта. Наведено результати моделювання системи керування дистиляційною колоною за методом псевдооберненої моделі, а також реальні практичні результати, отримані після впровадження цього методу для автоматичного керування розподілом дуття за фурмами доменної печі.Item Методологічні засади комплексного позиціонування літальних апаратів за сукупністю навігаційних засобів в умовах ризику(Національний авіаційний університет, 2020-05-27) Остроумов, Іван Вікторович; Ostroumov, IvanДисертаційна робота спрямована на вирішення актуальної науково-технічної проблеми підвищення точності визначення координат місцеположення літального апарату в умовах незапланованої відмови основної системи позиціонування з метою забезпечення виконання сучасних вимог навігації заснованої на характеристиках. Розроблено та запатентовано методи позиціонування літального апарату за сукупністю навігаційної інформації отриманої за результатами вимірювань датчиків та прогнозованих за регресією значень на основі попередніх вимірювань. Зокрема, розроблено методи позиціонування за сукупністю інформації від далекомірного обладнання, сукупністю кутової інформації від всенапрямлених радіомаяків, та їх комбінації, що дозволяє підвищити точність кожного з методів шляхом вибору оптимальної геометрії взаємного місцерозташування у порівнянні з існуючими методами позиціонування за парами навігаційних засобів. Запропоновано методи позиціонування за інформацією системи попередження зіткнень літаків у повітрі та інформацією про повітряний рух навколо, отриманої за концепцією автоматичного залежного спостереження, що дозволяє оцінювати координати літального апарату з урахуванням зони невизначеності. Розробленометод пасивного позиціонування, що використовує сигнали далекомірного обладнання, наявні у просторі, у якості опорного навігаційного сигналу для отримання часової різниці фіксації сигналів на борту літака, що дозволяє визначати власне місцеположення у просторі на основі різністно-далекомірного принципу без випромінювання електромагнітних хвиль, що зменшить завантаженість наземних радіонавігаційних засобів. Удосконалено метод оцінювання доступності радіонавігаційних засобів, що враховує індивідуальні особливості наземного обладнання, вплив тропосфери, рельєфу місцевості і штучних споруд на поширення сигналів радіонавігаційних засобів та дозволяє більш точно визначати зону дії наземних радіонавігаційних засобів у повітряному просторі. Вперше запропоновані моделі ймовірнісного класифікатора для контролю за витримуванням навігаційних характеристик, що гарантують розпізнавання відповідності специфікаційним вимогам зональної навігації з максимальною ймовірністю. Сформульовано та вирішено оптимізаційну задачу вибору оптимальногонабору радіонавігаційних засобів у термінах цілочисленного лінійного програмування, що дозволяє оптимально використовувати наземний сегмент радіонавігаційного обладнання. В роботі уперше розроблено модель оцінювання характеристик поля навігаційних сигналів сформованих радіонавігаційними засобами у тривимірному просторі, що дозволяє отримувати точну тривимірну модель просторових зон відповідності специфікаційним вимогам зональної навігації для задач планування повітряного руху. Модель ґрунтується на ітеративному підході оцінювання характеристик позиціонування за різними методами з використанням розбиття повітряного простору на елементарні частинки та інтегрального оцінювання контурів просторових об’єктів. Розроблену модель використано для оцінювання тривимірних зон простору відповідності різним вимогам зональної навігації для різних методів навігації у межах повітряного простору України. У сукупності розроблені методи надають якісно нове рішення задачі забезпечення систем літального апарату навігаційною інформацією у випадку відмови основного джерела даних позиціонування. Застосування розроблених методів відповідає напрямам розвитку авіаційної галузі та підвищує безпеку авіаційних перевезень.Item Моделі й методи управління пошуково-рятувальними операціями на морі в умовах невизначеності(Національний авіаційний університет, 2019-12-18) Годованюк, Сергій Петрович; Godovanіuk, S. P.У дисертації вирішено актуальну науково-практичну задачу розроблення моделей і методів управління пошуково-рятувальними операціями на морі в умовах невизначеності. Метою дисертаційного дослідження є підвищення оперативності управління пошуково-рятувальними операціями на морі в умовах невизначеності через скорочення часу на подолання відстані між рятувальними засобами (авіаційними або морськими) та судном, що потерпає лихо. Визначено, що забезпечення оперативності управління пошуково- рятувальними операціями на морі в умовах раптового виникнення аварійних ситуацій є однією з найбільш перспективних дослідницьких задач в області безпеки судноплавства, розв’язання якої дозволяє значно розширити функціональні можливості та підвищити загальну якість управління. Для досягнення мети дисертаційного дослідження розроблено концепцію управління процесом ПРМ, основою реалізації якої є моделі й методи, що забезпечують багаторівневе управління скороченням часу на подолання відстані між рятувальними та аварійним суднами.Наведено математичний опис моделі системи «СПРМ – судно – екіпаж – зовнішні умови – нештатна ситуація» як динамічної системи управління процесом ліквідації аварії та її наслідків. Показано, що скорочення часу на подолання відстані між рятувальним і аварійним суднами, забезпечується оптимізацією вибору відповідно до обстановки, що склалася на морі, методу їх зближення та часу обробки інформації і прийняття рішення. Описано ієрархічну інтегровану схему управління процесом пошуку і рятування аварійного судна та людей, що потрапили в результаті аварії у воду. Кількісним показником оперативності управління процесом ПРМ, обрано час, що витрачається на успішне виконання операції порятунку людей з води, аварійного судна та майна в результаті аварійної події. Запропоновані в дисертаційній роботі методи й підходи, використані під час виконання науково-дослідної роботи кафедри судноводіння і безпеки життєдіяльності на морі в Херсонській державній морській академії за темою: «Підвищення ефективності керування єдиною системою пошуку і рятування на морі в Україні» (державний реєстраційний номер 0116U006308), у якій здобувач був виконавцем.Item Ноніусний адаптивний фільтр-предиктор – компенсатор запізнення в системах керування технологічними процесами(Національний авіаційний університет, 2019-09-02) Боряк, Богдан Радиславович; Boriak, BohdanДисертація присвячена розробці моделі та методів адаптивної фільтрації та прогнозування змінних стану систем автоматичного керування об’єктами із запізненням в умовах невизначеності та неповноти апріорної інформації про об’єкт, сигнали і шуми. Розроблено модель фільтрації та прогнозування на основі принципу подвійного експоненціального згладжування Р. Брауна, яка компенсує похибки слідування, властиві інерційним фільтрам. Розроблено метод адаптації коефіцієнта згладжування фільтра, який використовує метод найменших квадратів. Це дозволило застосувати фільтр-предиктор в умовах нестаціонарності стохастичних характеристик шумів. Розроблено диференційний метод адаптації коефіцієнта згладжування з використанням двох та трьох фільтрів, який забезпечує високоефективне оцінювання якості фільтрації і швидке налаштування параметра фільтрації відповідно до зміни стохастичних характеристик шумів та характеру сигналу. Розроблено практичні рекомендації по налаштуванню та використанню фільтрів у системах керування технологічними процесами. Практичне значення отриманих результатів полягає в програмній реалізації розроблених моделей фільтрації та прогнозування і методів адаптації коефіцієнта згладжування. Це дало можливість інтегрувати розроблений адаптивний фільтр-предиктор у системи керування технологічними процесами з метою компенсації запізнення і, відповідно, покращення якості їхньої роботи.Item Структурно-параметрична оптимізація багатопозиційних радіолокаційних систем(Національний авіаційний університет, 2019-04-24) Івашко, Інна Миколаївна; Ivashko, InnaДисертація спрямована на вирішення актуальної науково-прикладної задачі, що полягає в покращенні ефективності функціонування БПРЛС шляхом підвищення точності вимірювання кінематичних параметрів цілі з використанням вдосконаленого методу оцінки потенційної точності вимірювання параметрів цілі в БПРЛС, а також проектування систем БПРЛС шляхом використання вдосконаленого методу структурно-параметричної оптимізації БПРЛС з метою забезпечення вимог до точності оцінки кінематичних параметрів цілі. Отримав подальший розвиток статистичний метод оцінки потенційної точності вимірювання параметрів цілі в системах БПРЛС шляхом розробки моделі оцінки потенційної точності вимірювання часу затримки та доплерівської частоти сигналу в одній РЛС неперервної дії з частотною модуляцією сигналу; отримання математичних залежностей для розрахунку потенційної точності вимірювання кінематичних параметрів цілі в мережі БПРЛС, що складається з РЛС неперервної дії з частотною модуляцією сигналу. Подальшого розвитку набув метод оптимізації кількості і топології РЛС в системах БПРЛС за рахунок: виведення математичних залежностей для розрахунку цільових функцій потенціал фрейму та логарифм детермінанту; вдосконалення моделі, яка містить зважені параметри оцінки, для цільових функцій, які розраховуються з використанням коваріаційної матриці похибок; розробки нового алгоритму жадібної оптимізації для нелінійної моделі вимірювань; розробки нових моделі та жадібного алгоритму оптимізації топології БПРЛС, що складається з РЛС бістатичної архітектури; удосконалення алгоритмів конвексної оптимізації.Item Методологічні основи поліергатичного забезпечення навігації та управління рухом водних транспортних засобів (цільова технологія безпеки)(Національний авіаційний університет, 2018) Тихонов, Ілля ВалентиновичРозвиток промисловості та технологій в останні десятиріччя викликає необхідність суттєвого підвищення інтенсивності транспортних перевезень на морських та річкових водних шляхах. Збільшення кількості, розмірів, швидкості, типів та спеціалізації водних транспортних засобів (ВТЗ) підвищує ймовірність виникнення аварійних подій та пов’язаних з ними економічних та екологічних збитків. Суттєве розширення перевезень на водних шляхах неможливо без гарантованого забезпечення безпеки руху кожного конкретного ВТЗ, що може бути здійснено лише за умов безперервної адаптації до небезпечних умов плавання. Поліергатична взаємодія в межах складної динамічної системи залежить від функціонування систем навігації та управління рухом, характеристик ВТЗ, інших рухомих об’єктів та виникаючих перешкод навколо ВТЗ, а також від зовнішніх природних факторів. В реальних ситуаціях обмеження для руху ВТЗ запланованим маршрутом, напрямком та швидкістю виникають за рахунок дії багатьох природно-технічних факторів, які постійно змінюються та часто є непередбачуваними. Тому потрібні спеціальні знання з поліергатичного забезпечення безпеки судноплавства в умовах невизначеностей та ризиків навігаційного обслуговування для використання технічних можливостей засобів спостереження, зв’язку, управління та навігаційного обслуговування ВТЗ. 3 Дисертаційна робота спрямована на вирішення актуальної науково-технічної проблеми побудови методологічних основ поліергатичного забезпечення навігації та управління рухом ВТЗ шляхом завчасного ситуаційно-обумовленого перерозподілу функцій та ресурсів між людиною та електронною машиною в єдиній поліергатичній виробничий організації з метою підвищення безпеки руху ВТЗ в зонах з підвищеним ризиком плавання. В роботі досліджено та визначено вирішальну роль в безпечному судноплавстві комплексної системи управління безпекою судноплавства, створення інтегрованих систем електронної навігації, запровадження новітніх технологій та зменшення впливу людського фактору в судноплавстві. Проаналізовано сучасний стан безпеки судноплавства в світовому судноплавстві та на морському і річковому транспорті України та виявлено протиріччя й шляхи покращення процесів навігації та управління рухом ВТЗ. Розроблено метод гарантування безпечного плавання в умовах неоднорідності фізичних полів у зоні руху ВТЗ з обґрунтуванням прогнозних змін в складній динамічній системі в водному просторі, який на відміну від існуючих методів дозволяє підвищити швидкість символьно-аналітичних процедур, що дозволяє скоротити час на оперативне прийняття рішень в маневрених операціях для раціонального безаварійного виходу трансверсальною траєкторією в зону планового маршруту з наперед визначеними просторово-часовими координатами режиму судноводіння та забезпечує своєчасне виконання всіх регламентних дій в процесі реалізації раціонального безаварійного маневру з урахуванням факторів впливу нестаціонарного середовища. Існуючі протиріччя між зростаючими вимогами до ефективності систем навігації та управління рухом та реальними можливостями сучасної науки та технологій усуваються шляхом вирішення обчислювальної складності поточних задач шляхом їх декомпозиції на типові тривіальні підзадачі відповідно до запропонованої в роботі концепції. На основі розробленої автором моделі безаварійного руху ВТЗ у локально обмеженій безпечній області навігації вперше сформульована постановка задачі формотворення трансверсальних траєкторій у цьому просторово-часовому континуумі, 4 коли будь-які конкретно ідентифіковані як небезпечні об’єкти з природно- незалежними явищами зміни просторово-часових координат небезпечної області навігації знаходяться на безпечних відстанях від корпусу конкретного ВТЗ, та гарантовано забезпечується відсутність контактної взаємодії. Удосконалено побудову системи стабілізації управління рухом ВТЗ в неоднорідному середовищі, яка дозволяє враховувати динамічний вплив хвиль при різних режимах хвилювання в морських умовах з багатоконтурними підсистемами автоматичного керування силовими виконавчими органами ВТЗ. Проведено синтез моделей поліергатичних систем з властивостями гарантованого адаптивного управління з контролем індивідуального стану судноводія, який завдяки запропонованої покроковій процедурі виконання програми підготовки судноводіїв та взаємодії суб’єктів системи навігації та управління рухом в СДС забезпечує ефективний рівень гарантованого адаптивного управління в ієрархічних системах навігаційного обслуговування конкретного ВТЗ за умов змінних транспортних потоків на водних акваторіях. Запропоновані та обґрунтовані процесні перетворення моделей для діагностики й контролю функціонування об’єктів інтелектуальних транспортних систем. Проведено розрахунок визначення нехтовної малості складових похибки вимірювань без зниження точності отриманого параметру, що дозволяє визначити, якими складовими похибки або невилученими систематичними похибками можна нехтувати. Розроблені предикативні правила подання алгебраїчних поліномів в методах комплексної обробки інформації для підсистем спостереження, розпізнавання об’ектів навігації та управління рухом водних транспортних засобів. Запропонована методика оцінювання ефективності усього рейсу або будь-якого його фрагменту дозволяє інтегрувати процедури адаптації, навчання та розподілу функцій між людиною та ВТЗ, що швидко рухається та маневрує. Обґрунтовано метод забезпечення неперервного безаварійного поліергатичного управління у випадках проявів загроз в локальній зоні судноводіння з використанням новітніх міжнародних технологій, який дозволяє здійснювати раціональний розподіл 5 функцій в ієрархічних системах навігації та управління ВТЗ для оперативного підвищення рівня безпеки судноплавства, адекватного загрозам. Запропонована інтегрована схема інформаційного обміну в складній динамічній системі, побудованого на принципі стратегії “e-Navigation”. Розроблено метод забезпечення заданого рівня безпеки в поліергатичних систем навігації та управління рухом ВТЗ на внутрішніх водних шляхах в умовах реального часу, при якому для інтелектуалізації рішень систем прийняття рішень використовується інструментальний метод навігації. Формалізовано умови функціональної стійкості поліергатичних систем з метою утримання рівня безпеки руху ВТЗ на внутрішніх водних шляхах, що надає можливість забезпечити асимптотичне покращення взаємодії компонентів системи за рахунок нейромережних процедур самонавчання в перехідних маневрених режимах швидкого реагування автоматизованих засобів навігації та управління, а також здійснювати контроль та аналіз руху ВТЗ на внутрішніх водних шляхах, що дозволяє забезпечити більш високе значення ймовірності безпечного руху ВТЗ (до 97%) в зонах підвищеного ризику плавання та зменшити час кругового рейсу ВТЗ на р. Дніпро на 17,8 %. Розроблено концепцію гармонізації ефективності функціонування поліергатичних систем навігації та управління рухом ВТЗ методами теорії ігор. З метою запровадження додаткових заходів безпеки під час перевезення небезпечних вантажів запропоновано інформаційну технологію підвищення рівня інтелектуалізації на базі принципів універсального семантичного кодування лінгвістичних повідомлень, що циркулюють між інтелектуальними агентами єдиної системи навігації та управління рухом суден-газовозів. Визначено організацію поліергатичних систем навігації та управління рухом ВТЗ з поетапним впровадженням та вдосконаленням інформаційно-комунікативних засобів підтримки оперативних рішень в реальному часі для забезпечення безпеки руху ВТЗ протягом рейсу, які дозволяють адаптувати спостереження та аналіз руху ВТЗ на встановлених акваторіях плавання в територіальних водах України та проводити 6 упереджені прогнозні розрахунки вірогідності аварійних подій в умовах зростання суднопотоків на цих акваторіях. Доведено, що гарантування безпечного та фінансово ефективного рейсу забезпечується за рахунок повного виключення конечних стадій аварій й катастроф при реальному здійсненні технології судноводіння, яка інваріантна до форм появлення традиційних відомих впливів зовнішніх сил на рухомий ВТЗ. Застосування перспективних комп’ютерних телекомунікаційних технологій та методів комплексної обробки інформації в системах підтримки прийняття рішень забезпечує гарантоване знаходження рухомих ВТЗ у локально обмеженому безпечному просторі з визначеним просторово-часовим полем та знаходження ВТЗ на безпечній відстані від меж небезпечної області навігації. Практичне значення отриманих результатів полягає у доведенні ефективності поліергатичного забезпечення навігаційного обслуговування водних транспортних засобів та систем навігації і управління рухом, а також своєчасного гарантованого підтримання безпечного рівня судноплавства в зонах з підвищеним ризиком плавання за рахунок запровадження комплексної інтеграції інформаційних процесів інтелектуальних транспортних систем. Зазначені практичні результати, а також теоретичні рішення, одержані в дисертаційному дослідженні, результати моделювання та синтезу моделей і методів управління, що підтверджують ефективність розроблених методів для вирішення практичних задач методології поліергатичного забезпечення навігації та управління рухом ВТЗ, дозволяють здійснити принципове вирішення нового класу задач, спрямованих на підвищення безпеки судноплавства на ВШ України. Результати дисертаційній роботи рекомендуються до використання під час комплексного застосовування засобів систем автоматизації судноводіння на ВТЗ та на берегових СНУР ВТЗ в зоні відповідальності України, а також при розробці та запровадженні інтегрованої системи інформаційного обміну в територіальних водах України на принципах стратегії «e-Navigation». Результати проведених в роботі досліджень, що отримані для морського та річкового транспорту, рекомендовано застосовувати в інших сферах транспорту, в яких 7 існуючі системи навігації та управління рухом поки ще не гарантують необхідний рівень безпеки.Item Mathematical maintenance models of vehicles’ equipment(National Aviation University, 2018-09-24) Раза, АхмедThe thesis addresses the critical scientific problem of creating the appropriate maintenance models for digital avionics systems and degrading equipment of vehicles, which increases the operational effectiveness of such systems significantly. The thesis research includes the analysis of the current state and models of digital avionics maintenance. The study describes the necessity for developing the mathematical maintenance models for redundant digital avionics systems, considering the discontinuous nature of their operation, continuous nature of in-flight testing, possibility of both permanent and intermittent failures and organization of several maintenance levels using various diagnostic tools for detecting both failure types. Another focus of the thesis is the analysis of modern trends and mathematical models of condition-based maintenance (CBM) of vehicles’ equipment. The necessity of developing new CBM mathematical models for degrading equipment of vehicles, considering the probabilities of correct and incorrect decisions when checking system suitability for use in the upcoming operation interval, and the possibility of joint determination of the optimum inspection schedule and replacement thresholds for systems that affect and do not affect safety have been substantiated. The scientific novelty of the primary results obtained in the course of the thesis research is as follows: 1. For the first time, mathematical models to evaluate the operational reliability indicators of continuously monitored line replaceable units/line replaceable modules (LRUs/LRMs) and redundant avionics systems over both finite and infinite time interval, which, unlike known models, consider the characteristics of both permanent and intermittent 2failures, have been developed. These models allow evaluating the impact of intermittent failures on the availability and mean time between unscheduled removals (MTBUR) of LRU/LRM. 2. For the first time, generalized expressions to calculate the average maintenance costs of redundant avionics systems, considering the impact of permanent and intermittent failures, have been developed for alternative maintenance options that differ by the number of maintenance levels (one, two or three), which allows choosing the optimal maintenance option during warranty and post-warranty periods. 3. For the first time, a mathematical model of CBM, based on condition monitoring at scheduled times has been developed, which, unlike the known models, considers the probabilities of correct and incorrect decisions made when checking system suitability. This model allows formulating the criteria of determining the optimal replacement threshold for each inspection time and substantially reduce the likelihood of system failure in the forthcoming interval of operation. 4. For the first time, generalized mathematical expressions to calculate the effectiveness indicators of CBM over a finite time interval, as well as the criteria of joint optimization of the inspection schedule and replacement thresholds for systems that affect or do not affect the safety, have been developed. These results allow significantly improve the availability, reduce average maintenance costs and reduce the number of inspections. The practical value of the results obtained in the thesis is as follows: 1. The techniques to calculate probabilistic and time-related indicators of maintenance effectiveness for digital avionics LRUs/LRMs over finite and infinite operating intervals have been developed. The proposed procedures allow to estimate the availability, operational reliability function (ORF), and mean time between unscheduled removals (MTBUR) of LRUs/LRMs during warranty and post-warranty maintenance periods for both federated avionics (FA) and integrated modular avionics (IMA) architectures; 2. A technique for minimizing the warranty maintenance cost of the redundant digital avionics systems has been developed, demonstrating (through the example of the ADIRS system of the Airbus A380 aircraft) that in the case of the optimal option of warranty maintenance, the average maintenance cost per aircraft decreases by 28 %; 33. A technique for minimizing the post-warranty maintenance cost of the redundant digital avionics systems has been developed. It demonstrates (through the example of the ADIRS system of the Airbus A380 aircraft) that a three-level maintenance option with an intermittent fault detector (IFD) at I and D levels, is optimal as it reduces the total expected maintenance costs by 11 times compared to a one-level option, and by over 8.5 times compared to a two-level option without IFD; 4. A technique for determining the optimal replacement thresholds when monitoring the condition of the degrading system at scheduled times has been developed, which allows to significantly reduce the system failure probability in the forthcoming interval of operation. 5. A technique for joint determination of the optimal replacement threshold and periodicity of suitability checking when monitoring the system condition has been developed, which allows to substantially increase the availability of systems while significantly reducing the number of inspections. The results of the thesis research may be used in the development and maintenance of FA and IMA systems, as well as degrading equipment of vehicles.Item Підвищення ефективності навігації за сигналами супутникових систем на етапі посадки повітряного судна(Національний авіаційний університет, 2018-09-14) Олевінська, Тетяна Ігорівна; Olevinska, TetianaОлевінська Т. І. Підвищення ефективності навігації за сигналами супутникових систем на етапі посадки повітряного судна. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.13 «Навігація та управління рухом». – Інститут аеронавігації, електроніки та телекомунікацій НАУ України, Київ, 2018. Дисертаційне дослідження присвячене комплексному вирішенню задачі розробки моделі процесу посадки на аеродроми та посадкові майданчики, що не обладнані стаціонарними радіотехнічними засобами, за сигналами глобальної навігаційної супутникової системи.. Основними науковими результатами дисертаційної роботи є: розроблена модель обчислення відхилень літального апарату від лінії посадкового курсу, в якій опорними поверхнями виступають віртуальні площини курсу та глісади, рівняння кожної з яких задане за координатами трьох точок на злітно-посадковій смузі; удосконалена модель автономного контролю цілісності навігаційного поля в зоні посадки, що дозволяє здійснювати навігацію за наявності в зоні видимості бортового приймача чотирьох навігаційних супутників; розроблена модель автономного обчислення приладової швидкості літального апарату за даними від глобальної навігаційної супутникової системи та прогностичними метеорологічними даними. Перша модель дозволяє спростити формування блоку даних кінцевої ділянки посадки та розрахунок відхилень літального апарату від глісади у порівнянні з сучасними методами заходу на посадку за супутниковими навігаційними системами. Проведене експериментальне дослідження показало незначну розбіжність результатів розрахунку відхилень за запропонованим алгоритмом та за алгоритмами, що наразі використовуються. Друга модель дозволяє забезпечувати продовження супутникової навігації в зоні посадки за умови зменшення кількості видимих супутників до чотирьох при збереженні їх сприятливого геометричного розташування. Це зменшує кількість перерваних заходів на посадку при використанні посадкових майданчиків, розташованих поруч з об’єктами, що можуть зумовити великий кут маски. Третя модель дозволяє виконувати автономне обчислення приладової швидкості літака у разі відмови системи повітряних сигналів. На відміну від чинного алгоритму дій забезпечує кількісне визначення поточної приладової швидкості, точність якого збільшується зі зменшенням висоти польоту. Підвищення ефективності навігації за сигналами супутникових систем на етапі посадки повітряного судна сприятиме зниженню кількості нельотних за метеоумовами днів для повітряних суден малої та безпілотної авіації, що, в свою чергу, дозволить збільшити погодинну ефективність повітряного флоту та регулярність авіаперевезень та авіаційних робіт.Item Автономна навігація сервісних космічних апаратів за сигналами глобальної навігаційної супутникової системи(Національний авіаційний університет, 2018-09-14) Шишков, Федір Олександрович; Shyshkov, FedirШишков Ф. О. Автономна навігація сервісних космічних апаратів за сигналами глобальної навігаційної супутникової системи. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.22.13 – Навігація та управління рухом – Інститут аеронавігації, електроніки та телекомунікацій НАУ України, Київ, 2018. У дисертації удосконалено модель радіонавігаційного поля для автономної супутникової навігації сервісних космічних апаратів на геостаціонарній орбіті у області космічного обслуговування, що дозволяє оцінювати навігаційні характеристики по сигналам, які проходять крізь основний та бокові пелюстки діаграми спрямованості антен навігаційних супутників однієї або багатьох сузір’їв глобальної навігаційної супутникової системи (ГНСС). На основі моделі створено алгоритм. Для представлення результатів розроблено графоаналітичну модель інтегральної оцінки якості навігації на геостаціонарній орбіті при використанні сигналів ГНСС, що дозволяє відобразити значення точності та доступності для різних типових операцій, для масиву положень сервісного космічного апарату на орбіті. Запропоновано метод моделювання навігаційних характеристик при використанні сигналів ГНСС на геостаціонарній орбіті за допомогою апаратно-програмного комплексу на поверхні Землі, що дозволяє оцінювати навігаційні характеристики у лабораторних умовах. У роботі оцінено параметри точності та доступності для сервісних космічних апаратів у навколоземному просторі. Змодельовано навігаційну ситуацію на геостаціонарній орбіті за рахунок наземного апаратно-програмного комплексу. Досліджено особливості окремого використання частот L1 та L2 супутникової системи GPS для задачі навігації у космосі.