Славінський Д. В. Автоматизація процесу керування моторизованим респіратором на основі регулювання циклічних потоків

English version

Дисертація на здобуття ступеня кандидата наук

Державний реєстраційний номер

0424U000121

Облікова картка дисертації

0424U000121.pdf

Здобувач

Спеціальність

  • 05.13.07 - Автоматизація процесів керування

20-06-2024

Спеціалізована вчена рада

Д 09.052.03

Криворізький національний університет

Анотація

У дисертаційній роботі, яка є завершеною науково-дослідною роботою, вирішено науково-технічне завдання автоматизації процесу керування тиском повітря в підмасковому просторі респіратора, шляхом розробки математичної та імітаційної моделей і системи керування моторизованим респіратором, в яких враховані закономірності руху повітря у респіраторі та можливості існуючих технічних засобів. Об’єкт дослідження – процес керування тиском повітря в підмасковому просторі моторизованого респіратора. Мета дисертаційної роботи – підвищення ефективності роботи моторизованого респіратора, шляхом розробки автоматизованої системи керування тиском повітря в масці із компенсацією впливу циклічних потоків повітря при різних режимах дихання людини. Для вирішення поставленого завдання використано методи математичної статистики при аналізі даних експериментальних досліджень та впливу режимів дихання на роботу моторизованого респіратора, методу теорії транспортування газоподібних речовин при аналітичному описі руху повітряного потоку в моторизованому респіраторі, планування експерименту для визначення параметрів фізичної моделі моторизованого респіратора, метод найменших квадратів для отримання коефіцієнтів апроксимованих функцій, методи теорії автоматичного керування для розробки та моделювання системи керування тиском повітря в масці моторизованого респіратора. Розроблено математичну модель моторизованого респіратора у вигляді передавальної функції та підтверджено її відповідність шляхом порівняння з результатами роботи фізичної моделі. Визначено параметри гармонічного сигналу у вигляді синусоїди з частотою та амплітудою, що відповідають різним режимам фізичного навантаження працівника для формування сигналу дихання при дослідженні роботи імітаційної моделі моторизованого респіратора. Запропоновано спосіб керування тиском повітря у підмасковому просторі моторизованого респіратора з урахуванням залежності циклічності повітряних потоків від дихання та змін інтенсивності фізичного навантаження працівника з розробкою відповідного програмного забезпечення, функціонування системи керування як окремо, так і у складі системи керування роботою моторизованого респіратора. Це дозволило отримати ступінь компенсації відхилень тиску при диханні в межах 88,6-95 % при уставці тиску 300 Па. Розроблено експериментальний зразок моторизованого респіратора, що використовується для подальших досліджень впливу різних параметрів на його функціонування. В рамках лабораторних досліджень в ТОВ НВП «Стандарт», за участі випробувачів, була визначена захисна ефективність експериментального зразку моторизованого респіратора та встановлено, що осереднений коефіцієнт захисту коливався в межах 99,93-99,97%, що відповідає вимогам стандарту ДСТУ EN 12941:2004.

Читати повністю

Публікації

1. Чеберячко С. І., Чеберячко Ю. І., Дерюгін О. В., Славінський Д. В. Протипиловий респіратор з вимірювачем перепаду тиску. Вісник НТУУ «КПІ». Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування. 2019. № 78. С. 43–51. https://doi.org/10.20535/RADAP.2019.78.43-51 (Web of Scincе)

2. Cheberiachko S., Slavinskyi D., Cheberiachko Yu., Deryugin O. Mathematical model of air flow movement in a motorized filter respirator. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2023. №3. P. 97–103. https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-3/097 (Scopus)

3. Чеберячко С. І., Чеберячко Ю. І., Дерюгін О. В., Славінський Д. В., Клімов Д. Г. Фільтрувальний респіратор з примусовою подачею повітря. Вісник Приазовського державного технічного університету : зб. наукових праць ДВНЗ «ПДТУ». Маріуполь, 2020. Вип. 41. С. 155–171. https://doi.org/10.31498/2225-6733.41.2020.226205

4. Славінський Д. В. Визначення моделі моторованого респіратора для дослідження режимів його роботи. Збірник наукових праць НГУ. 2023. №72. С. 172–185. https://doi.org/10.33271/crpnmu/72.172

5. Slavinskyi D., Bilko T., Cheberyachko Y., Cheberyachko S., Deryugin O. Improvement of motorized design filtering respirator. Machinery & Energetics. 2023. №14(1). P. 24–35. https://doi.org/10.31548/machinery/1.2023.24 (Scopus)

6. Славінський Д. В., Ткачов В. В., Бойко О. О., Чеберячко Ю. І. Вдосконалення моделі динаміки тиску в масці моторизованого фільтрувального респіратора як об'єкта керування. Збірник наукових праць НГУ. 2023. №73. С.144–153. https://doi.org/10.33271/crpnmu/73.144

7. Slavinskyi D., Bilko T., Cheberyachko Yu., Cheberyachko S., Deryugin O. Automated air pressure control system in a motorised breathing apparatus. Machinery & Energetics. 2024. №15(1). P. 9–22. https://doi.org/10.31548/machinery/1.2024.09 (Scopus)

8. Славінський Д.В. Особливості математичного моделювання респіратора з примусовою подачею повітря. XIІI Міжнародна науково-технічна конференція студентів, аспірантів та молодих вчених «Наукова весна»: тез. доп. міжнар. наук.-тех. конф., м. Дніпро, 1–3 берез. 2023 р. / НТУ «ДП», 2023. С. 156–157. URL: http://ir.nmu.org.ua/handle/123456789/163871

9. Славінський Д.В., Бойко О.О., Воскобойник Є.К. Перспективи розвитку засобів індивідуального захисту органів дихання. Науково-практична конференція Міжнародний форум: безпечна, комфортна та спроможна територіальна громада”: тез. доп. конф., м. Дніпро, 11–13 жовт. 2023 р. / НТУ «ДП», 2023. С. 139–140. URL: http://repositsc.nuczu.edu.ua/bitstream/123456789/19824/1/%D0%A1%D0%B1%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%B8%D0%BA_%D1%80%D0%B0%D0%B1_%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%B8%D0%B0%D0%BD%D1%82_29.12.23.pdf

10. Славінський Д.В., Клімов Д.Г., Чеберячко Ю.І. Удосконалення роботи моторизованого фільтрувального респіратора. Науково-практична конференція Міжнародний форум: безпечна, комфортна та спроможна територіальна громада”: тез. доп. конф., м. Дніпро, 11–13 жовт. 2023 р. / НТУ «ДП», 2023. С. 150–151. URL: http://repositsc.nuczu.edu.ua/bitstream/123456789/19824/1/%D0%A1%D0%B1%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%B8%D0%BA_%D1%80%D0%B0%D0%B1_%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%B8%D0%B0%D0%BD%D1%82_29.12.23.pdf

11. Славінський Д.В. Дослідження роботи системи керування тиском повітря в масці моторованого респіратора при різних режимах дихання. ХІ Міжнародна науково-технічна конференція студентів, аспірантів та молодих вчених «Молодь: наука та інновації»: тез. доп. міжнар. наук.-тех. конф. м. Дніпро, 22–24 лист. 2023 р. / НТУ «ДП», 2023. С. 457–459 URL: http://ir.nmu.org.ua/handle/123456789/164436

12. Славінський Д.В. Ідентифікація сигналу «Дихання людини» для імітаційної моделі системи керування моторизованим респіратором. I (VII) Міжнародна науково-практична конференція здобувачів вищої освіти і молодих учених «Інформаційні технології: теорія і практика»: тез. доп. міжнар. наук.-тех. конф. м. Дніпро, 20–22 берез. 2024 р. / НТУ «ДП», 2024. С. 132. URL: https://sau.nmu.org.ua/ua/science/conference/ITTP/international/ProgramITTP2024.pdf

13. Славінський Д.В., Воскобойник Є.К. Аналіз систем керування моторованими повітронагнітальними фільтрувальними пристроями. Сталий розвиток: захист навколишнього середовища. Енергоощадність. Збалансоване природокористування. ІХ Міжнародний молодіжний конгрес: зб. матер. м. Львів, 28-29 берез. 2024 р. / Київ, 2024. С. 93. URL: https://sci.ldubgd.edu.ua/bitstream/123456789/13434/1/zbirnykixmizhnarodnyymolodizhnyykongres28-29032024fin_removed.pdf

Читати повністю

Файли

autoreferat-aref_slavinskyi.pdf

dis_slavinskyi.pdf

Схожі дисертації

0424U000123

Швець Дмитро Валерійович

Автоматизоване керування процесом подрібнення залізистих кварцитів з визначенням їх властивостей ядернофізичними та магнітометричними методами

0423U100160

Ситніков Олексій Володимирович

Моделювання та автоматичне керування тепловим режимом скловарної печі ванного типу

0523U100075

Юхимчук Марія Сергіївна

Децентралізоване координаційне керування розподіленими кібер-фізичними системами з багатозональними тепловими об’єктами

0522U100118

Козлов Олексій Валерійович

Методи та моделі оптимізаційно-орієнтованого синтезу для удосконалення інтелектуальних систем керування нелінійними динамічними об’єктами.

0522U100053

Котов Ігор Анатолійович

Автоматизація процесів антикризового диспетчерського керування енергосистемами гірничо-металургійного комплексу на основі еволюційної інкорпорації професійних онтологій