CC BY
15
випадку перетворення базуеться на властивостях власного шдпростору i е не-залежним вщ характеристичних ознак попереднього опрацювання сигналу.
Для випадку мовного сигналу основною перевагою запропонованого перетворення i пiдходiв до опрацювання е урахування при сиш^ композитного сегменту структури та властивостей як попередньо!, так i наступно! дь лянок початкового сигналу, що забезпечуе збереження загально! динамiки змiн, якi вiдбуваються в сигналi в процесi переходу вщ одних звукiв до ш-ших, а також сприяе зменшенню енерги шуму внаслiдок послiдовного з'еднання дшянок у вихiдному сигналi.
Л1тература
1. Рашкевич Ю.М. Перетворення часового масштабу мовних сигнал1в / Ю.М. Рашке-вич. - Льв1в : Вид-во "Академ1чний експрес", 1997. - 140 с.
2. Рашкевич Ю.М. Змша роздшьно'1 здатносп зображень з використанням власних век-тор1в деяких квадратних матриць / Ю.М. Рашкевич, А.М. Ковальчук, Д. Д. Пелешко // Моде-лювання та шформацшш технологи : зб. наук. праць ш-ту проблем моделювання в енергетищ 1м. Г.е. Пухова НАН Укра!ни. - 2008. - Вип. 49. - С. 145-153.
3. Хиленко В.В. Численный метод определения собственных чисел матриц произвольно большой размерности / В.В. Хиленко // Кибернетика и системный анализ. - 2004. - № 2. -С. 186-194.
4. Пелешко Д.Д. Змша роздшьно'! здатност на основ1 власних вектор1в матриць опера-тор1в вдукованих з тксельних набор1в / Д. Д. Пелешко, Н.О. Кустра, А.М. Ковальчук // Науковий вюник Чершвецького утверситету : зб. наук. праць. - Сер.: Комп'ютерш системи та компоненти. - Чершвщ : Вид-во ЧНУ. - 2010. - Т. 1, вип. 1. - С. 62-67.
Рашкевич Ю.М., Пелешко Д.Д., Ковальчук А.М., Купчак М.И., Ки-ричук В.П. Матричные превращения в задаче обработки языковых сигналов
Предложено новый вид операционного превращения для обработки языковых сигналов, базирующийся на построении квадратной матрицы оператора, полученной для одномерного случая. Рассмотрена типичная задача и построены алгоритмы их решения на основе использования собственных значений и собственных векторов этого оператора.
Ключевые слова: языковой сигнал, спектр, квадратная матрица, оператор, собственные значения, собственные векторы, передисректизащя, изменение часового масштаба, синтез, топология, дизъюнктивное покрытие.
Rashkevych Yu.M., Peleshko D.D., Kovalchuk A.M., Kupchak M.I., Kyrychuk V.P. Matrix transformation in speech signals processing
A new type of operational transformation for speech signal processing based on the construction of a square matrix operator obtained for one-dimensional case. Typical problems and their solution algorithms are built on the basis of eigenvalues and eigenvectors of this operator.
Keywords: speech signal, spectrum, square matrix, operator, eigenvalues, eigenvectors, redyscretization, change the time scale, synthesis, topology, disjunctive coverage.
УДК 629.1.073 Доц. €.Й. Ртецький, канд. техн. наук -
Терноптьський НТУ м. 1вана Пулюя
АВТОМАТИЗОВАНИЙ РОЗРАХУНОК СТ1ЙКОСТ1 ГРЕЙФЕРНИХ НАВАНТАЖУВАЧ1В НА ОСНОВ1 ПРОСТОРОВОГО АНАЛ1ЗУ
Показано, що перевiрка умови стшкосп грейферних навантажувачiв зводиться до задач просторового аналiзу. Автоматизований розрахунок стшкосп навантажува-
ча базусться на використаннi процедур з операторами просторового вщношення. Зроблено порiвняльний аналiз статично! та динамiчноi стiйкостi для навантажувачiв рiзних конструкцiй.
Ключовi слова: навантажувач, стшюсть, просторовий аналiз, геошформацшш системи.
Вступ. Шд час проектування та модершзаци навантажувач1в необхщ-но розраховувати !х на стшюсть вщ перекидання - як один з важливих факто-р1в, що створюють безпеку шд час експлуатаци.
Розр1зняють статичну та динам1чну стшюсть вантажошдшмальних за-соб1в. У статищ цей показник характеризуе здатшсть машини збершати р1в-новагу шд д1ею зовтштх навантажень, як приймають постшними. У дина-мщ1 цей показник характеризуе здатшсть машини не перевертатися шд д1ею змшних сил, що е функщею часу та положення системи.
Зпдно з Правилами [1], перев1рку на стшюсть навантажувач1в р1зного класу рекомендують проводити у випадку змши основних техшчних характеристик навантажувача (вантажошдшмальност1, швидкост мехашзм1в, висоти шдшмання), конструкци змшних вантажозахоплювальних пристро!в, змши типу приводу, а також шших змш, що спричиняють шдвищення або перероз-подш навантажень.
Модершзащя навантажувач1в ПЕА-1,0А вщбуваеться в напрямку зменшення металомюткость Так, у робот [2] автори вщзначали конструктив-т змши трансмюи навантажувача, яю дали змогу знизити металомютюсть навантажувача ПЕА-1,0 "Карпатець" на 1000 кг. Тому питання перев1рки стшкосл навантажувач1в завжди буде пов'язане з !х модершзащею.
Сучасний стан розроблення та модершзаци сшьськогосподарських грейферних навантажувач1в характеризуеться впровадженням автоматизова-них метод1в проектування з використанням пакет1в САПР. У цш статл роз-глядаеться питання розширення анал1тичних функцш пакет1в САПР, зокрема актуальне е розроблення математичних умов стшкост1, яю можуть бути ре-ал1зоваш за допомогою сучасних програмних засоб1в \ доповнеш у вигляд1 окремого модуля з перев1рки стшкосп навантажувач1в.
Аналiз останнiх дослiджень. Перекидання агрегату можливе вщнос-но ос перекидання - лш1я, що з'еднуе його опори. Залежно вщ напрямку перекидання розр1зняють ос бокового та повздовжнього перекидання. Замкне-ний контур, що утворений осями перекидання, називаеться опорним контуром машини.
Шд час виконання вантажних робгг агрегат встановлюють на задш вщкидш опори. У робот [3] показано три можливих контури стшкосп грейферних навантажувач1в у вигляд1:
а) трикутника - передня точка кр1пления е шартр переднього моста;
б) чотирикутника - у випадку заблокування переднього мосту;
в) чотирикутника бшьшо! плошд - у раз1 використання як передньо! опори
вщвалу, яким оснащет грейферт навантажувач^
Необхщною умовою стшкосп навантажувача е розмщення р1вно-дшно! сил тяжшня вЫх мас в середиш опорного контуру.
Виклад основного матерiалу дослiдження. Перевiрка стiйкостi на-вантажувача полягае у виконаннi умови про належшсть спiльного центру його тяжшня з координатами х, у деякш площинi, яку називають опорним контуром. Математично ця умова мае запис
де ЛБСЭ - контур опори, i зводиться до задачi просторового анашзу.
Сучасш комп,ютернi технологи дають змогу автоматизувати процеси розрахунюв, використовуючи методи просторових вiдношень, як розробленi геоiнформацiйними системами [4].
Метою роботи е адаптащя програмного забезпечення, в якому може бути реалiзована перевiрка умови стiйкостi грейферного навантажувача, для задачi автоматизованого розрахунку стшкосп грейферних навантажувачiв на основi методу просторових вiдносин.
Автоматизований розрахунок стшкосп навантажувача вiдбуваеться за таким алгоритмом. Спочатку проводиться розрахунок спшьного центру тяжшня системи. На другому еташ вщбуваеться формування просторових да-них шляхом вiдображення результатв на планi. Останнiм кроком е застосу-вання методiв просторового аналiзу для перевiрки умови (1).
Для аналiзу стiйкостi навантажувача використано Г1С-пакет МартАо [5], який характеризуеться наявшстю аналiтичних функцiй просторового ана-лiзу, можливiстю здiйснювати розрахунки за допомогою вмонтованих прог-рамних утилiт та вщображати отриманi результати в просторових координатах, здшснювати аналiз на основi просторових вiдношень.
Пiд час знаходження координат спшьного центра тяжшня системи не-обхщно розмежувати частини навантажувача на нерухоъп та рухоъп (рис. 1).
Рис. 1. Контур опори грейферного навантажувача
Ц положення враховано шд час формування масиву вхщних даних про розмiщення центрiв тяжiння окремих вузлiв навантажувача та 1х мас. Не-рухома частина навантажувача вагою Р1 не змшюе свого центру тяжiння, ко-
(х, у)еЛБСВ,
(1)
А
В
ординати якого позначимо як х1г у1. До рухомо! частини системи належить стрша навантажувача з робочим органом та вантажем загальною вагою Р2. Стрша мае змогу здшснювати поворот навколо ос обертання вщ транспортного положення на кут вщ 0 до 270°.
Розмщення координат центра тяжшня рухомо! частини х2, у2 з вагою Р2 змшюеться за рахунок повороту стрши, змши и вильоту, а також величиною вантажу в робочому оргаш. Спшьний центр тяжшня системи, як { його складники, визначають за допомогою вщомих формул [6]
X =
ХР + X2Р2
У =
ад+У2Р2
(2)
Р Р
Формули (2) можна використовувати { для перев1рки на динам1чну стшюсть, якщо ввести коефщент динам1чносл кд=2,0...3,0 [7]
X =
Х1Р1 + кд Х2Р2
У =
У1Р1 + кдУ2Р2
(3)
Р + кдР2 Р + кдР2
Вказаш формули оформлеш у вигляд1 окремо! уташти, яка реаль зуеться в середовищд МартАо. Залежно вщ розмщення стрши, яке задаеться кутом обертання, отримаемо масив значень рухомих координат та спшьного центру тяжшня навантажувача.
На основ! проведених розрахунюв вщбуваеться формування просторо-вих даних. У прийнятш систем1 координат спочатку становлять опорний контур, враховуючи типи опор та !х розмщення на поверхш. Результати розрахунюв (2) та (3) розмщення спшьного центру тяжшня навантажувача вщоб-ражають вщносно опорного контуру.
Проведемо пор1вняльний анал1з стшкосп навантажувач1в ПЕА-1,0А базового вар1анта з вар1антом модершзовано! трансмшею [2]. Внаслщок мо-дершзацп вага навантажувача зменшилась на величину АР, яку варто вщнес-ти до нерухомо! частини навантажувача.
У пакет! МартАо побудовано опорний контур навантажувача ДВСБ (рис. 1) та за розрахунками (2) та (3) отримано траекторда спшьного центра ваги системи залежно вщ повороту стрши навантажувача вщ 0 до 270° з кро-ком в 15° (рис. 2).
Рис. 2. Цифровий план аналЬу стшкость грейферних навантажувачьв
а) сертний вариант; б) модернизований вариант
На цифровому плат показано p03paxyHK0Bi траектори перемщення центрiв тяжiння навантажувача вiдносно опорного контуру в сершному варь ант (рис. 2, а) та модершзованому (рис. 2, б) пiд час повороту стрши з ванта-жем на максимальному вильоть Розрахунки було виконано для статичних да-них та з урахуванням динамiчних коефщенпв (kd=2.. .3) на рухомi ланки.
Вiзуально видно, що розсiювання точок центрiв тяжiння на рис. 2, б бшьше нiж на рис. 2, а, що свiдчить про попршення стiйкостi грейферного навантажувача. Але остаточний аналiз стiйкостi проведемо з залученням ме-тодiв просторового аналiзу. Розвинений аналпичний апарат в програмi Ma-plnfo дае змогу здiйснити перевiрку на виконання умови стiйкостi навантажувача за критерiем (1) з використанням операторiв просторового вiдношення Contains або Within (табл.) [5].
Табл. Оператори просторового вiдношення
Оператор Дя Запис умови
Contains Об'ект А мштить об'ект В object A Contains object B
Within Об'ект В знаходиться у середин! об'екта А object В Within object А
Для визначення умови стшкоси отримано просторовi дат необхщно сформувати у виглядi тематичних шарiв - однотипних об'екив, якi беруть участь у просторових вщношеннях. Припустимо, що контур стшкоси - це об'ект А, точки траектори перемщення спшьного центра ваги - об'ект В. Цi об'екти розмiщуються в рiзних тематичних шарах за назвою:
1) kontur (рис. 2, а) - площинний об'ект контуру спйкосп (об'ект А),
2) centre (рис. 2, б) - точковi об'екти розмщення центра ваги системи (об'ект В).
Цю задачу розв'язують методами мiжшарового аналiзу (рис. 3, а) з використанням процедури SQL-запиту. Пiд час складання SQL-запиту необхщ-но розмежувати об'екти А та В у окремi тематичш шари.
а
а) 6) в) «^-tD
Рис. 3. Тематичш шари для просторового аналiзу стiйкостi навантажувача
а) kontur - контуру стткостг (об'ект А); б) centre - розмщення центра ваги системи (об'ект В); в) накладання тематичних mapie для м1жшарового анализу
(операция мiж об'ектами А та В)
Умову об'еднання тематичних шарiв виконано за допомогою оператора CONTAINS:
kontur.obj CONTAINS centre.obj, (4, а)
або за допомогою оператора WITHIN:
centre.obj WITHIN kontur.obj (4, б)
Перев1рку стшкосл навантажувача за умовою (1) можна записати за допомогою оператор1в пор1вняння у вигляд1:
копШг = "контур опори". (5)
Пщ час модершзаци навантажувач1в перев1ряли випадки втрати !х стшкосл. Це зводиться до пошуюв зони, коли центр ваги виходить за меж1 опорного контуру. Пщ час знаходження в зонах а та в (рис. 3, в) вщбуваеться втрата поперечно! стшкост навантажувача. Пщ час знаходження центр1в у зош б - повздовжня втрата стшкосл.
Пошук випадюв втрати стшкосп навантажувача, тобто невиконання умови (1) здшснюеться виразом
копШг <>"контур опори". (6)
За умовою (6) 1з загальних можливих вар1ант1в буде вибрано тшьки т випадки, коли спшьний центр ваги системи виходить за меж1 опорного контуру навантажувача з повною шформащею про положення стрши та ди зов-тштх сил.
Проведений просторовий анал1з показав, що у базовому та модершзо-ваному вар1антах забезпечуеться статична стшюсть навантажувача. Динам1ч-на стшюсть порушуеться за коефщента динам1чносл кд = 3 в зонах повороту стрши при кутах ф = 75-100° та вщ у = 255 до 270. У цих умовах стшюсть мо-дершзовано навантажувача порушуеться як бокова (за ф = 60-105°), так \ повздовжня (за ф = 245.. .270°).
Допустимим коефщ1ентом динам1чно! стшкосп, за якого виконуеться умова (1), для базового вар1анта е значення кд = 2,9, а для навантажувача з модершзованою трансмшею \ повздовжня - кд = 2,6. Тобто коефщ1ент значення вже знаходиться на граничнш меж1 (кд = 2,5), \ подальша модершзащя грейферних навантажувач1в ПЕА-1,0А повинна бути спрямована на знижен-ня динам1чност1 системи.
Висновок. У зв'язку з тим, що перев1рка умови стшкосп грейферних навантажувач1в зводиться до задач просторового анал1зу, тому для автомати-зацп розрахунюв усшшно можна використовувати Г1С -пакети, яю мають аналпичш методи оброблення просторових даних з залученням оператор1в просторового вщношення. Усшшшсть такого алгоритму показано на пор1в-няльному анал1з1 стшкосп грейферного навантажувача ПЕА-1,0А.
Лгтература
1. Правила будови i безпечно! експлуатацп навантажувачiв. Включено до Державного реестру нормативно-правових актiв з охорони пращ 6 лютого 2009 р. за № 448 НПАОП 0.00-1.22-08. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://www.dnop.kiev.ua/files/reestr_ dnopM48.pdf.
2. Рибак Т.1. Комплексна методика дослiдження навантажувальних режимiв модершзо-ваних навантажувачiв-екскаваторiв ПЕА-1,0 / Т.1. Рибак, С.И. Рiпецький, М.П. Пiдгурський // Вiсник Харкiвського нащонального технiчного унiверситету iм. Петра Василенка : зб. наук. праць. - Сер.: Проблеми техшчно! експлуатацп машин. Системотехшка i технологiя лiсового комплексу. - Харюв, 2010. - Вип. 94. - С. 206-210.
3. Грицюк С.И. Устойчивость грейферных погрузчиков / С.1. Грицюк // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1980. - № 7. - С. 32-34.
4. Свггличний О.О. Основи геошформатики : навч. поабн. / О.О. Св1тличний, С.В. Плотнщкий. - Суми : ТОВ "Утверситетська книга", 2006. - 296 с.
5. MapInfo Руководство пользователя. - New York : Mapinfo Corporation Troy, 2002. -
435 с.
6. Павловський М.А. Теоретична мехашка / М.А Павловський. - К. : Вид-во "Техшка", 2002. - 512 с.
7. Звгг по науково-дослщнш робот "Розроблення метод1в комплексного дослщження експлуатацшного ресурсу з метою удосконалення самохщних i монтованих навантажувач1в" / кер1вник теми Т.1. Рибак. - Тернопшь : Вид-во ТП1, 1991. - 35 с.
Рипецкий Е.И. Автоматизированный расчет устойчивости грейферных погрузчиков на основе пространственного анализа
Показано, что проверка грейферных погрузчиков на устойчивость сводиться к задаче пространственного анализа. Автоматизированный расчет устойчивости погрузчика основывается на использовании процедур с операторами пространственных отношений. Выполнен сравнительный анализ статической и динамической устойчивости погрузчиков разных конструкций.
Ключевые слова: погрузчик, устойчивость, пространственный анализ, геоинформационные системы.
RipetskyyE.Yo. Automated calculation of grab loaders steadiness based on spatial analysis
The paper shows the result of conditional test on grab loaders steadiness that comes to spatial analysis tasks. Automated calculation of loader steadiness is based on application the procedures with operators of spatial relation analysis. A comparative analyze of static and dynamic steadiness for loaders of diverse construction is made.
Keywords: loader, steadiness, spatial analysis, geo-information systems.
УДК 681.322.067+004.4(076.5) Студ. М.В. Герасимчук; проф. Ю.1. Грицюк,
д-р техн. наук - Львiвськuй ДУ БЖД
ШИФРУВАННЯ ШФОРМАЦП МЕТОДОМ ПЕРЕСТАВЛЯННЯ
Наведено класичш методи шифрування / дешифрування шформацп методом переставляння, яю е основою сучасно! криптографп. Встановлено, що криптографiч-ш методи захисту шформацп використовуеться тшьки для пе! шформацп, яка мю-тить таемш чи конфщенцшш вщомосп, не призначеш для широкого розголосу. Нез-важаючи на !х доступшсть та зрозумшсть викладу в шшш навчальнш л^ератур^ бшьшють з наведених там прикладiв стосуються англшського та росшського алфавi-пв. У цiй роботi розроблено приклади виконання завдань до лабораторних роб^ з дисциплши мКриптографiчнi перетворення" з використанням т1льки укра!нського ал-фавггу..
Ключов1 слова: методи захисту шформацп, криптографiя, шифрування / дешифрування шформацп, метод переставляння, шифрувальш таблищ, магiчний квадрат.
Вступ. Проблема захисту шформацп шляхом перетворення, яке вик-лючае можливють !! в1льного читання сторонньою особою, хвилювала людський розум з давшх час1в [2]. Найперш1 форми тайнопису вимагали не бшьше н1ж аналог ол1вця та паперу, оскшьки в т1 часи бшьшють людей не могли читати. Поширення писемност1, або писемност1 серед воропв, викли-кало потребу саме в захисп 1нформац1! шляхом !! шифрування. Одним 1з ран-н1х шифр1в був шифр Цезаря [1, ст. 13], в якому кожна буква в повщомленш замшювалась буквою через декшька позиц1й 1з алфав1ту.
