Останні повідомлення

Обслуживание самоподобного трафика в СМО G/M/1 с распределением Вейбулла

Рассмотрена система массового обслуживания G/M/1, которая моделирует обслуживание самоподобного трафика базовой станцией NodeB (e-NodeB) сети мобильного оператора. Характерной особенностью нахождения характеристик качества QoS самоподобного трафика, описываемого распределением Вейбулла, является решение, основанное на преобразовании Лапласа–Стилтьеса. Найдено преобразование Лапласа для бесконечного числа слагаемых при условии использования распределения Вейбулла. Показано, что этот ряд равномерно сходится в некоторой области сходимости. Получены следующие характеристики качества обслуживания самоподобного трафика QoS: значения среднего времени ожидания заявки в СМО, среднего количества заявок в очереди СМО и средней длины очереди заявок. Результаты на этапе частотно-территориального планирования, проектирования и дальнейшей эксплуатации сетей 3G/UMTS и 4G/LTE позволяют учитывать реальные значения трафика, обслуживаемого базовой станцией NodeB (e-NodeB) для их оптимального распределения на обслуживаемой территории.

Анализ влияния расширенной конфигурации n-МОП транзистора на параметры 4x1 мультиплексора

В статье приведен анализ потребляемой мощности и величины задержки 4x1 мультиплексора на базе расширенной конфигурации n-МОП транзистора AT-NMOS (Augmented Transistor NMOS). Рассмотрено влияние различных уровней общей ширины канала транзистора на характеристики мощности утечки и задержки в случае 45 нм технологии. Установлено, что параметр эффективности улучшается в предлагаемой конструкции на основе расширенной конфигурации p-МОП транзистора с закороченным участком затвор–исток и n-МОП структурой ASG-S PMOS-NMOS (Augmented Shorted Gate-Source PMOS with NMOS) по сравнению с 4x1 мультиплексором на основе конфигурации расширенного n-МОП транзистора со статическим порогом ST-ATNMOS (Static Threshold AT-NMOS). При этой комбинации получены желаемые параметры рабочей характеристики проектируемой схемы. В работе рассмотрено два типа моделей для 4x1 мультиплексора. Показано, что мощность утечки существенно сокращается. Характеристика задержки также улучшается до 5% при источнике питания 1 В в случае рассмотрения многоуровневой ширины канала транзистора для оценки моделей 4x1 мультиплексора на основе различных конфигураций расширенного n-МОП транзистора AT-NMOS. Моделирование осуществлялось при использовании моделирующих программ Cadence Analog Virtuoso и Spectre Simulator применительно к 45 нм КМОП-технологии.

Аналіз розподілених двошарових компонентів у тришаровій планарній структурі

Удосконалено та побудовано алгоритми для аналізу двошарових розподілених неоднорідностей у вигляді індуктивного відрізка мікросмужкової лінії передачі та Н-подібного щілинного резонатору із поперечним розташуванням гантелей у її заземлюючій площині методом поперечного резонансу. Згідно з методом, елементи матриці розсіювання на симетричній неоднорідності розраховуються з рішень двох крайових задач для резонатора з граничними умовами у вигляді електричної і магнітної стінки на поздовжніх границях резонатора щодо його розміру або резонансної частоти. Даний метод враховує взаємодію компонентів, що складають неоднорідність, оскільки базується на розв’язанні крайових задач для мікросмужкового резонатору, що містить в собі розподілену двошаророву неоднорідність цілком. Алгебраізація крайових задач виконується за допомогою базисних функцій хвилевідного типу, за якими розкладається поле на апертурі щілинного резонатора складної форми, і векторних потенціалів (електричного і магнітного) для щільності струму в неоднорідній смужковій лінії. Для опису щільності струмів в смужковому резонаторі використовується тригонометричний базис, на основі якого будуються двовимірні власні функції векторних потенціалів для щільності струму. Результати чисельних розрахунків показали, що внесок електричного векторного потенціалу для щільності струму в значення резонансної частоти в числовому виразі складає близько 2 % щодо середньої частоти діапазону. Тому для оптимізації часу, що витрачається на розрахунок однієї частотної точки, для опису щільності струму в смужковій лінії достатньо використовувати тільки магнітний векторний потенціал. Крім того, для істотного скорочення часу, що витрачається на розрахунок елементів матриці розсіювання для однієї частотної точки, використовується апроксимація кривих спектра власних частот резонатора раціональної функції у вигляді зворотного полінома порядку m. За результатами аналізу розглянута неоднорідність є багатофункціональним приладом, що має характеристики розсіювання, що містять одночасно смуги пропускання та запирання сигналу. При цьому неоднорідність забезпечує широкосмугове (до 40 %) запирання із двочастотною характеристикою резонансного відбиття сигналу, а також формує або один широкосмуговий (до 10 %) смуго-пропускний фільтр, або два вузькосмугових (близько 3 %) смуго-пропускних фільтри.

Узагальнена математична модель тонкої несиметричної індуктивної діафрагми у прямокутному хвилеводі

Методом інтегральних рівнянь розв’язано електродинамічну задачу знаходження узагальненої матриці розсіювання нескінченно тонкої несиметричної односторонньої індуктивної діафрагми у прямокутному хвилеводі. Одержано систему інтегральних рівнянь, порядок якої дорівнює числу власних хвиль прямокутного хвилеводу, що по черзі падають на діафрагму із лівої часткової області. Розв’язок кожного з них зводиться до системи лінійних алгебраїчних рівнянь відносно коефіцієнтів розкладу невідомого тангенціального електричного поля у отворі зв’язку по його власним координатним функціям. Вирішення даної системи визначає розподіл тангенціального електричного поля у вікні діафрагми, по якому обчислюється узагальнена матриця розсіювання неоднорідності, що розглядається. Проведено чисельне дослідження властивостей одержаного рішення і дано рекомендації щодо його практичного застосування.

Аналіз точності безпошукового цифрового методу кореляційно-інтерферометричного пеленгування з двовимірною кореляційною обробкою просторового сигналу

Основними вимогами до сучасних засобів радіопеленгування є забезпечення їх точності та завадозахищеності, а також можливість працювати в режимі реального часу з мінімальними апаратурними витратами. Типовими умовами роботи засобів радіопеленгування в складі сучасних систем радіомоніторингу є наявність складної електромагнітної обстановки. Перспективним напрямком здійснення пеленгування в цих умовах є використання цифрових кореляційно-інтерферометричних радіопеленгаторів. Кореляційно-інтерферометричні пеленгатори забезпечують широкий діапазон частот, стійкість до перешкод, обумовлених багатопроменевим поширенням сигналу, високу чутливість та точність. Проте найбільш правдоподібна оцінка напрямку на джерело радіовипромінювання базується на основі пошукового послідовного кореляційного аналізу та огляду простору. Цей факт значно обмежує їх продуктивність і вимагає великих апаратурних витрат системи обробки даних або зменшує ефективність їх застосування в динамічних умовах електромагнітної обстановки. Недоліком даного методу є також низька точність пеленгування для умови повного перекриття за частотою спектрів сигналів. Тому для використання в автоматизованих системах радіомоніторингу актуальною задачею є розробка та дослідження цифрових швидкодіючих методів кореляційно-інтерферометричного пеленгування з просторовою та частотною селекцією. У статті досліджена точність безпошукового цифрового методу кореляційно-інтерферометричного пеленгування з двовимірною кореляційною обробкою просторового сигналу. Отримано аналітичні вирази для дисперсії похибки оцінки затримки сигналу і пеленга. Показано, що крім основних класичних регульованих параметрів, таких як кількість пеленгаційних каналів і час аналізу випромінювання, на дисперсію похибки пеленгування впливають також величина просторового зсуву кореляційної обробки, вид вагової функції цифрового діаграмоутворення і значення її нормованої автокореляційної функції. При моделюванні отримано сімейство залежностей середнього квадратичного відхилення оцінки пеленга від відношення сигнал/шум для різних значень просторового зсуву. Результати моделювання узгоджуються з оцінкою точності пеленгування, отриманої аналітично.

Метод математичного моделювання функціонування системи радіозв’язку (метод мультитензора)

У статті запропонований метод математичного моделювання функціонування системи радіозв’язку (метод мультитензора), який є основою для розв’язання задачі багатошляхової маршрутизації і враховує крім відомих обмежень щодо збереження інформаційного потоку, маршрутних змінних, навантаження на систему радіозв’язку, швидкості, термінів проходження інформаційних потоків та надійності їх доставляння до абонентів ще й обмеження щодо розвідувальної доступності маршрутів проходження інформаційних потоків, що є суттєвим для військового радиозв’язку. Показано, що приведення до тензорного вигляду моделі системи радіозв’язку, засновуючись на геометризації її структури з введенням дискретного простору, надає можливість описати систему четирьохвалентним геометричним об’єктом змішаного виміру – мультитензором і дозволяє визначити маршрути проходження інформаційних потоків з мінімальною розвідувальною доступністю.

Нейромережева система діагностики гестозу вагітних

Робота присвячена підвищенню інформативності методів експрес-діагностики стану серцево-судинної системи вагітних та діагностики гестозу шляхом розробки діагностичної системи моніторингу і оцінки стану гемодинаміки вагітних в перинатальний період. Синтезована нейронна мережа, дозволяє оцінити стан гемодинаміки за традиційними діагностичними критеріями, класифікувати патології вагітних та своєчасно виявляти групу підвищеного ризику перинатальних ускладнень.

Сегментація анатомічних структур серця в програмному середовищі EnSite Verismo при радіочастотній абляції аритмогенних тканин

Розроблений алгоритм 3D сегментації лівого передсердя, легеневих вен та стравоходу в програмному середовищі EnSite Verismo. В навігаційній системі EnSite Velosity NavX виконано суміщення побудованої 3D моделі зі зрізів комп’ютерної томографії та електро-анатомічної карти лівого передсердя для проведення по них радіочастотної ізоляції легеневих вен з оцінкою безпечності до розташування стравоходу.

Динаміка параметрів тричастотної біоімпедансометрії пацієнтів під час гемодіалізної ультрафільтрації

Представлено результати експериментального дослідження характерних варіантів динаміки параметрів електричного біоімпедансу (модуля, фазового кута, активної і реактивної складових) пацієнтів, залежно від об’єму ультрафільтрату, видаленого в процесі гемодіалізу, виміряних на трьох частотах 20 кГц, 100 кГц, 500 кГц. Встановлено, що під час ультрафільтрації характерним є складний нелінійний характер зміни параметрів імпедансу, індивідуальний для кожного пацієнта. Вираженість цієї нелінійності збільшується зі зростанням частоти, найбільш виразною вона спостерігається на більш високих частотах 100 кГц і 500 кГц. Нестаціонарний коливальний характер динаміки параметрів свідчить про складність перехідних процесів перерозподілу об’ємів водних секторів людини в процесі гемодіалізу, індивідуальних для кожного пацієнта, і пов’язаних зі змінами співвідношення внутрішньоклітинної, зовнішньоклітинної рідин і крові, структурного складу рідини. Вимірювання і сукупний аналіз параметрів електричного імпедансу безпосередньо в процесі гемодіалізу дозволяє об’єктивно контролювати перебіг функціонального стану пацієнта в реальному масштабі часу з оцінкою наявності або відсутності рівня ``сухої ваги''. Це є підставою для оперативного корегування процесом ультрафільтрації у разі необхідності. Розширення смуги частот вимірювання параметрів імпедансу поглиблює діагностичні можливості такого контролю і вчасної корекції перебігу ультрафільтрації.

Вимірювальні перетворювачі імпедансу з чотиритактним детектуванням сигналу

Робота присвячена проблемам розроблення сенсорних пристроїв на основі методів імпедансної спектроскопії. У порівнянні з іншими методами фізичних досліджень пристрої імпедансної спектроскопії забезпечують простоту реалізації, високу енергоефективність, хорошу роздільну здатність та селективність вимірювань параметрів досліджуваних об’єктів. Представлені результати розроблення та модельного дослідження вимірювального перетворювача імпедансу з використанням методу чотиритактного детектуванням сигналу. На відміну від традиційного двотактного детектування, чотиритактне детектування сигналу дозволяє суттєво спростити схеми перетворювачів. Таке спрощення досягається безпосереднім інтегруванням миттєвого значення $I_{Z}(t)$ струму без використання проміжних каскадів сигнального перетворення. Проведені модельні дослідження та параметричний аналіз базуються на методі розрахунку з використанням Transient аналізу SPICE моделей, в результаті якого визначають активну $Z_{RE}$ та реактивну $Z_{IM}$ складові вимірюваного імпедансу для фактичних параметрів сигналів та елементної бази схеми перетворювача. Представлені залежності вихідних напруг вимірювального перетворювача з чотиритактним детектуванням від ширини смуги робочих частот операційних підсилювачів. Отримані результати мають важливе значення для вирішення проблем розроблення нового покоління мікроелектронних сенсорних пристроїв концепції Інтернету Речей на основі методів імпедансної спектроскопії, зокрема, в галузях матеріалознавства, біохімії, автомобілебудування, авіоніки, екології тощо.

Обчислювальна модель електрофізіологічних властивостей кардіоміоцитів

В даному дослідженні метод електричних аналогій був використаний для аналізу біоелектричних динамічних процесів у кардіоміоцитах. Цей метод дозволив замінити вивчення явищ у неелектричних системах дослідженнями аналогічних явищ в електричних колах. Вивчення часових процесів у серцевих клітинах грунтувалось на дослідженні системи звичайних диференціальних рівнянь для електричної схеми, реакції якої є аналогічними процесам в клітинах серця. У цьому дослідженні основна увага приділена комп'ютерному моделюванню електричної активності серця на клітинному рівні. У роботі вивчено електрофізіологічні властивості кардіоміоцитів: рефрактерний період, максимальна швидкість захоплення та електрична реституція. Обчислювальне моделювання потенціалу дії та струмів для іонів $K^+$, $Na^+$, $Ca^{2+}$ у кардіоміоцитах проведено за допомогою моделі паралельних провідностей. Ця модель ґрунтується на припущенні про наявність незалежних каналів для іонів $K^+$, $Na^+$, $Ca^{2+}$, а також їх витоку через мембрану серцевої клітини. Кожна гілка електричного кола моделі відображає внесок одного типу іонів у загальний мембранний струм. У роботі досліджено криві електричної реституції для кардіоміоцитів шлуночків та передсердь. Запропонована модель дозволила ідентифікувати на кривих реституції ділянки з максимальним нахилом, які мають вирішальне значення у розвитку серцевих аритмій. Отримано залежність середнього значення кальцієвого струму від частоти стимуляції для кардіоміоцитів передсердь та шлуночків. Аналіз кінетики іонів кальцію за різними протоколами зовнішніх впливів може бути корисним для прогнозування скорочувальної сили кардіоміоцитів. Результати розрахунків можна буде застосувати для інтерпретації експериментальних результатів, що отримано в дослідженнях кардіоміоцитів з використанням технології ``лабораторія на чіпі'', а також в розробці нових експериментів з кардіоміоцитами для скринінгу ліків, клітинної терапії та персоналізованих досліджень хвороб серця.

Вплив модулятора і фотоприймача на вихідний сигнал оптичного спектроаналізатора

У статті досліджується запропонована фізико-математична модель когерентного оптичного спектроаналізатора (КОС), що використовує в якості пристроїв введення та виведення сигналів матричного модулятора світла і приймача випромінювання. Ця модель дозволяє визначити спотворення у вихідному сигналі спектроаналізатора і похибки у визначенні просторової частоти досліджуваного сигналу. Дослідження цієї моделі показало, що вид сигналу на виході КОС залежить від розмірів пікселів матриць модулятора і приймача, а також від аберацій і діаметра вхідної зіниці Фур'є-об'єктива. Сигнал представляє згортку ідеального спектра вхідного сигналу з дискретним просторовим спектром пропускання модулятора з подальшою згорткою з дискретною чутливістю матричного приймача випромінювання. Це означає, що спектр досліджуваного сигналу спотворюється просторовим спектром модулятора і матричною структурою приймача випромінювання. Важливою особливістю сигналу є його незалежність від фазового зсуву, який обумовлений зміщенням центру модулятора щодо оптичної осі спектроаналізатора. Вихідний сигнал КОС складається з нескінченного числа дифракційних максимумів, кожен з яких має три максимуми, відстань між якими пропорційна просторовій частоті досліджуваного сигналу. Положення (частота) максимумів визначається розміром пікселя, а їх ширина - розміром модулятора. Отримано формули для визначення просторової частоти досліджуваного сигналу, які суттєво відрізняються від традиційної формули і залежать від положення центрального і бокових максимумів в дифракційному максимумі. Похибка вимірювання частоти залежить від розміру пікселя приймача, фокусної відстані Фур'є-об'єктива і розміру матриці модулятора. Розроблено методику визначення похибки вимірювання просторової частоти гармонійного сигналу. Похибка визначається як різниця між істинною частотою, що відповідає положенню центра дифракційного максимуму, і виміряної частотою, що відповідає положенню центра пікселя, який має максимальний сигнал.

Самовоздействие сильных миллиметровых волн в волноводах с интегральными p-i-n-структурами

Теоретически исследовано нелинейное взаимодействие миллиметровых (мм) электромагнитных волн высокого уровня мощности с кремниевыми интегральными p-i-n-структурами, помещенными в металлический волновод. Проведена оценка уровня двойной инжекции носителей заряда вследствие детектирования электрического поля высокого уровня интенсивности миллиметрового диапазона в p-i-n-структурах. Сформулировано математическую модель взаимного влияния электромагнитных волн и инжектированных носителей зарядов в активной области p-i-n-структур. Найдено численное решение нелинейного уравнения Гельмгольца, дополненного надлежащими граничными условиями на границе активной области. Влияние электромагнитной волны высокого уровня мощности приводит к избыточной инжекции носителей в активную область полупроводника между p+-i, n+-i инжектирующими контактами и перераспределению электрического поля внутри структуры. Коэффициенты отражения и прохождения резко изменяются с изменением входной амплитуды электромагнитной волны. Это приводит к бистабильности этих коэффициентов. Бистабильность более выражена в низкочастотной части мм диапазона.

Нелинейные эффекты в реконфигурируемой антенне

Современные телекоммуникационные системы, работающие с различными стандартами передачи данных, часто строятся на основе использования реконфигурируемых антенн. Включение в излучающую структуру антенны нелинейных радиоэлементов позволяет получить не только расширение функциональных возможностей антенны (переключение рабочей частоты, изменение формы диаграммы направленности, изменение поляризации, входного импеданса и т. п.), но и может вызывать ряд нелинейных эффектов, искажающих характеристики антенны и передаваемые данные. В связи с этим актуальными являются вопросы, рассмотренные в данной работе. А именно: описана методика численного анализа нелинейных эффектов в реконфигурируемых антеннах, рассмотрены особенности применяемых в антеннах нелинейных коммутационных радиоэлементов, проведены численные исследования влияния вольт-фарадной характеристики коммутатора излучающей структуры и мощности возбуждения на характеристики антенны. Выполненные оценочные исследования позволяют получать общие представления и осуществлять прогнозирование нелинейных искажений в реконфигурируемых антеннах, вызванных присутствием в них коммутаторов различных типов.

Двухдиапазонная e-образная унипланарная печатная антенна с ACS питанием для современных приложений беспроводной связи

Предложена печатная е-образная унипланарная антенна малых размеров (12х16,5 мм) с питанием от асимметричной копланарной полосковой линии ACS (asymmetric coplanar strip), которая предназначена для двухдиапазонных систем. Многополосные рабочие характеристики реализованы путем интегрирования е-образных излучающих полосков в ACS-фидер с импедансом 50 Ом. Два одновременно работающих широких диапазона частот формируются путем использования оптимизированных излучающих полосков для многополосных систем. С целью сокращения размеров и расширения полосы пропускания, определяемой по входному импедансу, в предлагаемой конструкции антенны выбраны е-образные меандровые элементы. Предлагаемая конструкция имеет полосу пропускания (КСВН < 2 и коэффициент отражения ниже –10 дБ), составляющую 100 МГц, в диапазоне 2,4–2,5 ГГц и 2100 МГц в диапазоне 4,0–6,1 ГГц. Разработанная многополосная антенна может использоваться для различных приложений беспроводной связи, например, системы 2,4 ГГц Bluetooth/RFID, WLAN (2,4/5,2/5,8 ГГц), WiMAX (5,5 ГГц), системы для диапазона частот служб безопасности США (4,9 ГГц), диапазона ISM (промышленный, научный и медицинский), а также систем, основанных на аккумулировании энергии высокой частоты и использовании технологии интернет вещей IoT.

Thermodynamic Efficiency of Heat Pump Heating Scheme Using Ground and Sewage Heat

Наукові вісті - Mon, 03/12/2018 - 00:00

Background. Currently, the development and research of thermodynamic or energy efficiency of combined heat pump heat supply systems with the use of several low-temperature sources of energy becomes relevant.

Objective. The aim of the paper is to determine the dependence of the relative productivity of the vertical ground heat exchanger on the hot water heat consumption by the building and the ambient temperature.

Methods. A thermodynamic analysis of scheme was carried out, on the basis of which conclusions were made on improving the working conditions of combined heat pump heat supply system and reducing the specific energy consumption for heat generation in the heating system.

Results. The correlation for determining the total specific energy expenditure for the heat pump system with the use of ground and sewage heat is obtained. It is shown that the heat pump heating system scheme with the use of additional sewage heat is more effective than the initial heating scheme. The effectiveness depends on the consumption of hot water in the building, and the ambient temperature.

Conclusions. It is determined that using this scheme in designing the heat pump heating system can significantly reduce capital and operating costs. The use of obtained dependencies in the development of heat pump systems will ensure the maximum energy efficiency of their operation.

Methodology of Modeling and Forecasting Nonlinear Processes in Finances

Наукові вісті - Mon, 03/12/2018 - 00:00

Background. Most of the models of financial and economic processes are characterized by considerable com­pu­ta­tio­nal complexity, and construction of predictions of acceptable quality for the required time horizon – by considerable efforts. Therefore, the development and implementation of effective tools for forecasting the modeling of fi­nancial and economic processes are one of the actual and practically meaningful tasks. The paper deals with the modeling and forecasting of nonlinear nonstationary processes in macroeconomics and finance using a methodology based on the principles of system analysis such as hierarchical modeling, consideration of the influence of uncertainties, opti­mi­za­tion of the characteristics of models using complex criteria, structural and parametric adaptation. The application of the pro­posed methodology will improve the quality of forecasting by studying the features of the analyzed process and adapting models to new data, etc.

Objective. The purpose of this article is to develop a methodology for predictive modeling of nonstationary processes in finance and macroeconomics using statistical data, as well as its implementation in the corresponding computer system.

Methods. The methodology is based on the technologies of preliminary processing of statistical data intended to eli­mi­nate possible uncertainties, the use of correlation analysis to evaluate structure of the model and choice of me­thods for estimating its parameters, calculating forecast estimates and generating alternative solutions. This allows us to objec­tively evaluate the results obtained at each stage of solving the problem of modeling nonlinear nonstationary processes in macroeconomics and finance. The paper proposes an original methodology for determining the structure of the model and its implementation in the information system for decision support.

Results. Appropriate models were built for the selected financial and macroeconomic processes. High quality of the final result of data analysis and forecasting is achieved due to implementation of evaluation of the results obtained using statistical quality criteria at each stage of data processing, modeling and forecasting, and also due to the possibility of adapting models to new data through analysis of statistical characteristics of the processes under study and application of combined criteria for the adequacy of models and quality of estimates of forecasts, and the convenient presentation of intermediate and final results.

Conclusions. The proposed methodology is used for forecasting modeling of some macroeconomic and financial pro­cesses in Ukraine. The obtained results show that it can be successfully used to solve practical problems of con­struc­ting models and prediction of nonlinear nonstationary processes under conditions of uncertainties of various types, which, as a rule, have to be considered during modeling and forecasting on the basis of statistical data.

Method of Digital Processing of Video Thermogramms at Execution of the Open Heart Operations with Filtration of Visual Fields of Myocardium

Наукові вісті - Mon, 03/12/2018 - 00:00

Background. The implementation of the video data digital processing method of cardiac thermograms in the extracorporeal circulation is considered.

Objective. The aim of the paper is to apply digital image processing methods to the video sequence of cardiac thermograms to quantify the temperature gradient observed on the myocardium surface during hypothermia and hyperthermia in the extracorporeal circulation.

Methods. To obtain the initial video data, which represent a sequence of heart thermograms, a thermal imager, and a video capture and storage device are used. For analysing the temperature field, thermal imaging diagnostic methods, and digital image processing methods are used, which allow obtaining a binary image for quantitative evaluation of temperature gradients between blood in vessels and myocardium when the heart is heated or cooled, respectively.

Results. As a result of digital processing of the video data of the heart thermograms, the areas in the myocardium and the contours of the coronary vessels are distinguished, in which the temperature change is significantly ahead of or lagging behind the average temperature on the surface when the heart is heated or cooled. The application of the method of digital processing of thermograms allows visualizing the spread of temperature profiles on the myocardium surface and evaluating myocardial metabolism at different stages of perfusion.

Conclusions. The results of video data digital processing of heart thermograms allow supplementing the information on the temperature and homogeneity of blood vessels during cooling and warming of the heart in the extracorporeal circulation. Non-invasive temperature control makes it possible to minimize the time of cardiopulmonary bypass and to provide conditions for maximum protection of the myocardium and brain in the extracorporeal circulation.

Initial Alignment of the Attitude and Heading Reference System

Наукові вісті - Mon, 03/12/2018 - 00:00

Background. At the alignment of strapdown inertial navigation system (INS) the main problems are the accuracy and the alignment time. The article discusses the alignment accuracy of the portable gimballess attitude and heading reference system, namely the accuracy of the gyrocompassing mode.

Objective. The aim of the paper is to develop a mathematical model for the gyrocompassing mode error.

Methods. To develop a mathematical model for the gyrocompassing mode error, based on the output signals of the accelerometers and gyroscopes, a cosine matrix is obtained. Using the elements of cosine matrix, the full mathematical model of the gyrocompassing error is obtained by the variation method, which depends on the gyros’ drifts, the errors of the accelerometers and the error in determining the latitude of the place.

Results. The main result of the study is the derivation of the full formula for the gyrocompassing error.

Conclusions. The greatest influence on the gyrocompassing error is the drift of gyroscopes. Therefore, it is necessary to use more precise gyroscopes to increase the alignment accuracy.

Evaluation of Electromyogram Time Characteristics of the Wrist Functional Movements for Intuitive Control of Bionic Prosthesis

Наукові вісті - Mon, 03/12/2018 - 00:00

Background. Time evaluation features of characteristics (TDF-characteristics) of a surface electromyogram when performing the palm functional movements and the possibility of their implementation in the bionic prosthetic limb intuitive control system.

Objective. The aim of the paper is to develop the analytical model for evaluating the TDF-characteristics of myographic signals for basic functional movements of the patient’s wrist and fingers, as well as studying the possibilities of its implementation as a basis for non-parametric method of classification.

Methods. A one-channel microcontroller based information measuring system was created for the registration of a surface electromyogram. The analytical model for evaluating its TDF-characteristics based on the use of variance and trapezoidal integral features was developed.

Results. The developed model was tested using the method of k-NN classification of the measured signal in the analysis of normalized and non-normalized data of recognition of the fingers’ functional movements. The accuracy of movement classification was 86.11 % and is acceptable for use in the development of methods for automatic control in the control systems of bionic prosthetics of the upper limbs or fingers.

Conclusions. The analytical model for evaluating the TDF-characteristics of myographic signals for the wrist basic functional movements based on one-channel measuring system and a simple method of machine learning technique were proposed in the study. The proposed model is effective when working with a small set of signal characteristics and a limited amount of input data, and its classification accuracy can be increased by using a wider sample of data for training.

Pages