Осуществляется в рамках научного направления ЮРГТУ (НПИ) «Теория и методы построения устройств и систем управления, контроля и диагностики», соруководителем которого является зав. кафедрой, д.т.н., профессор В.И. Лачин.

Лабораторные стенды разработанные и внедренные на кафедре Автоматика и телемеханика ЮРГПУ (НПИ)

1. Принципы построения систем и устройств диагностики и прогнозирования состояния объектов с дискретно-распределенными параметрами

(Руководитель работ:  д.т.н., профессор Лачин В. И.)

 

К указанному классу объектов относятся аккумуляторные батареи, электрохимические генераторы, солнечные батареи, электролизные серии в цветной металлургии, обмотки размагничивания кораблей, разветвленные электрические сети постоянного тока, переменного тока или двойного рода тока на судах, в шахтах, оперативные цепи электростанций, подстанций, телефонных станций и другие подобные объекты.

Предложена стройная концепция системного подхода к сложной задаче построения универсальных систем и устройств контроля и прогнозирования состояния ответственных объектов электроэнергетики, электромеханики, электроснабжения и промышленных технологий, объединённых в единый класс в связи с повышенными требованиями к надежности, долговечности, безопасности и бесперебойности функционирования в нормальных эксплуатационных условиях, а также необходимостью прогнозирования и надежного предотвращения нежелательных или аварийных ситуаций.

Этот подход основан на взаимосвязанном исполнении функций измерения доступных для наблюдения параметров, оценки состояния объектов, характеризующихся многоэлементной конфигурацией, в условиях неполной наблюдаемости и экстраполяции полученной информации, которые структурно организуются и реализуются в рамках адаптивной модели с прогнозирующей моделью в роли идентификатора. 

Созданы основы теории и принципы схемотехнических решений новой элементной базы, обеспечивающей реализацию с требуемой точностью функций измерения, оценки состояния и прогнозного моделирования в разрабатывающихся натурно-модельных комплексах.

По результатам работы защищены докторская и 2 кандидатские диссертации.

Разработанные устройства и ряд полученных результатов внедрены и внедряются в работах, выполненных по заданию и под наблюдением 1-го Центрального научно-исследовательского института Министерства обороны РФ, ФГУП Центрального конструкторского бюро морской техники «Рубин», ФГУП ЦНИИ судовой электротехники и технологии, ФГУП Центрального морского конструкторского бюро «Алмаз», Невского проектно-конструкторского бюро, Военно-морской академии им.    Н. Г. Кузнецова, Ростовской АЭС, ОАО «ЭМК-Атоммаш», ОАО «Приборостроительный завод «Вибратор» (г. С-Петербург), а также использованы в учебном процессе СПГЭТУ «ЛЭТИ», Военно-морского инженерного института, Государственной морской Академии им. адм. С. О. Макарова и ЮРГТУ(НПИ) в дипломных проектах, в лабораторных работах, компьютерном тренажере, лекциях и в выпущенном учебном пособии.

Разработанный цифровой мегомметр ЦМ 1628 прошёл межведомственные испытания и выпускается ОАО «Приборостроительный завод «Вибратор» (г. С-Петербург).  На него в    2008 г. получен сертификат об утверждении типа средств измерений и он зарегистрирован в Государственном реестре под №37272-08 и допущен к применению в Российской Федерации. Работа проводилась в соответствии с ОКР «Создание системы контроля состояния изоляции в системах электроснабжения специальных объектов», выполняемой в соответствии с постановлением Правительства РФ № 876-48 от 30.12.2004 г.  

В рамках данного научного направления опубликовано более 140 работ, в том числе, получены патенты и свидетельства госрегистрации программ. Опубликованы статьи  в журналах различных уровней, в том числе, РАН и рекомендованных ВАК. Опубликованы 2 монографии.

2. Математическое и алгоритмическое обеспечение для комплексов контроля, прогнозирования и управления процессами электро-потребления в крупных электроэнергетических системах (Руководитель работ: д.т.н., профессор Седов А.В.)

Работы выполняются совместно с лабораторией энергетики и элек-тротехники Южного научного центра Российской академии наук и кафедрой электрохимии ЮРГТУ(НПИ).

Назначение и описание направления: 

Эффективный, безаварийный контроль и управление крупными территориальными энергетическими системами в настоящее время не возможно без использования компьютерных комплексов моделирования, прогнозирования и диагностики состояния объектов. Реализация оптимального заказа электроэнергии на рынках энергии и мощности; решение задач оптимизации работы энергосистем с точки зрения минимизации потерь ; решение задач энергосбережения, как при генерации, так и при распределении и потреблении энергии; экономическая эффективность; экологичность работы; недопущение серьезных аварийных ситуаций в энергосистемах во многом определяется краткосрочным и оперативным прогнозированием изменения электрической нагрузки в энергосистеме и учетом его при управлении. 

Предлагается использование математических моделей, реализующих новые декомпозиционные методы и подходы, на протяжении ряда лет успешно разрабатываемые авторским коллективом. Данные методы и подходы базируются на новых, адаптированных и развитых применительно к энергосистемам современных математических методах и теориях. Эти методы и подходы применительно к графикам нагрузки энергосистемы, позволяют на основе анализа предыстории точнее учесть их сложную много-мерную динамику изменения от действия различных влияющих факторов с учетом структуры, режимов и особенностей работы конкретной энергосистемы. 

Реализация указанных методов и подходов в составе программно-аппаратных комплексов позволяет повысить качество диспетчерского управления энергосистемой и тем самым повысить эффективность и надежность работы территориальных энергосистем. 

Расширенное использование:  предложенные подходы и методы могут использоваться и в иных системах контроля, диагностики и управления, в частности, в системах экспресс-анализа химического состава металлических сплавов (конструкционные стали и сплавы, драгметаллы ) и других. 

Практическое использование разработки: опытное внедрение и апробация программного и математического обеспечения в составе автоматизированных измерительных комплексов (АИК) диспетчерских служб на энергосистемах Юга России (Ростовэнерго, Волгоградэнерго).

Научный задел. В рамках данного научного направления опубликовано более 120 работ, в том числе, получены патенты и свидетельства госрегистрации программ. Опубликованы статьи  в журналах различных уровней, в том числе, РАН и рекомендованных ВАК. Опубликованы 2 монографии: а) Седов А.В. Моделирование объектов с дискретно-распределенными параметрами: декомпозиционный подход. М.: Наука, 2010 – 438 с. б) Седов А.В., Надтока И.И. Системы контроля распо-знавания и прогнозирования электропотребления: модели, методы, алгоритмы и средства. Ростов: Изд.РГУ, 2002 – 320 с. 

Опытные внедрения в ряде территориальных энергосистем.

В 2009 году был получен грант РФФИ.

По данному направлению защищена докторская диссертация готовятся к защите две кандидатских диссертации.

3. Разработка многоуровневых распределенных систем мониторинга технологических параметров промышленных объектов (Соруководители работ: к.т.н., доц. Малина А.К., к.т.н., доц. Плотников Д.А.) 

В рамках выполнения работ по данному разделу получены следующие результаты:

1.1.    Разработана многоуровневая распределённая система регистрации срабатываний реле защит. Система внедрена на Невинномысской ГРЭС, Волгодонской ТЭЦ, Смоленской ГРЭС, Уфимской ТЭЦ. Отдельные элементы системы функционируют на Новочеркасской и Краснодарской ГРЭС.

1.2.    Разработана многоуровневая распределённая система вибромониторинга и защиты турбоагрегатов. Система внедрена более чем на двадцати электростанциях Российской Федерации.

1.3.    Разработана многоуровневая распределённая система некоммерческого учета потребления газа. Система внедрена на Невинномысской ГРЭС.

1.4.    Разработаны компоненты многоуровневой распределённой системы дожига летучих углеводородных соединений. Система внедрена в эксплуатацию на Новочеркасском электродном заводе.

1.5.    Разработана многоуровневая распределённая система мониторинга механических параметров турбоагрегатов. В настоящее время идёт подготовка к вводу системы в опытную эксплуатацию.

1.6.    Опубликовано двенадцать печатных работ, получено семь свидетельств о регистрации программ для ЭВМ.

Разработки внедрены более чем на 100 турбоагрегатах 10 электростанций России.

Основные результаты работ:

Многоуровневая распределённая система некоммерческого учета потребления газа

Система предназначена для сбора, отображения и архивирования данных, поступающих с узлов учета газа. Система может быть использована на тепловых электрических станциях, котельных, объектах ЖКХ, а также на других предприятиях, нуждающихся в оперативной и достоверной информации о потреблении газа.

Основные особенности системы 

За счет использования технологии DCOM легко интегрируется в существующую сетевую инфраструктуру предприятия.

Обеспечивает доступ к текущим и накопленным данным, а также управление основными функциями при помощи любого приложения, поддерживающего технологию COM (MS Excel, MatLab, MS Visio и многие другие).

Путем подключения дополнительных узлов учета легко расширяется для решения задач учета воды, тепла и т.п. в масштабах предприятия.

Информация о текущих параметрах потребления газа, а также о режимах работы оборудования узлов учета представлена в наглядной графической форме. Цветовая и звуковая сигнализация о нештатных режимах работы позволяет своевременно привлечь внимание диспетчера.

Представление на одном графике информации о заданном и фактическом расходе газа позволяет легко выявить интервалы времени и объекты с аномально высоким или низким потреблением. Данные за выбранный период времени, представленные в табличном виде, могут быть легко переданы в популярные приложения (MS Excel, MatLab и др.) для дальнейшего анализа.

Наглядная и эффективная система настройки позволяет уполномоченным лицам установить параметры работы системы в соответствии с задачами, решаемыми на предприятии.

Многоуровневая распределённая система вибромониторинга и защиты турбоагрегатов

Система вибромониторинга и защиты турбоагрегатов предназначена для сбора, архивирования, отображения на экране компьютера и вывода на печать текущей и накопленной информации о вибрационном состоянии турбоагрегата. При соответствующей настройке оборудование системы может формировать управляющие воздействия в системы сигнализации и аварийного отключения агрегата. Система может быть использована на тепловых электрических и компрессорных станциях, а также на других предприятиях, нуждающихся в контроле параметров вибрации роторных механизмов.

Многоуровневая распределённая система мониторинга механических параметров турбоагрегатов

Система мониторинга вибрационных и механических параметров предназначена для сбора, архивирования, отображения на экране компьютера и передачи на более высокий уровень АСУТП текущей и накопленной информации о вибрационном состоянии турбоагрегатов тепловых электрических станций энергетического комплекса России. При соответствующей настройке оборудование системы может формировать управляющие воздействия в системы сигнализации и аварийного отключения турбоагрегатов. Система может быть использована на тепловых электрических и компрессорных станциях, а также на других предприятиях, нуждающихся в контроле параметров вибрации роторных механизмов.

Структурная схема системы:

Система состоит из системного контроллера и нескольких подсистем, связанных между собой межблочным интерфейсом CANopen.

Основные компоненты системы:

-Контроллер интеллектуального датчика на базе цифрового сигнального процессора семейства Blackfin фирмы Analog Devices.

-Универсальный блок среднего уровня для сбора, обработки и отображения оперативной информации.

-Элементы приборной стойки системы в процессе калибровки измерительных каналов.

Многоканальная система контроля параметров и регистрации событий «Пульсар»

Автоматизированная многоканальная система контроля параметров и регистрации событий "Пульсар" (в дальнейшем - система) предназначена для автоматической регистрации номеров и времени срабатывания реле аварийных защит, а также контроля уровней аналоговых сигналов с накоплением полученной информации и передачей ее по проводной линии связи на ЭВМ верхнего уровня (ЭВМ ВУ) диспетчеру.

Система предназначена для применения на электрических, котельных и компрессорных станциях в качестве средства, обеспечивающего наблюдение за изменением технологических параметров (температуры, давления и т.п.) и контролирующего процесс срабатывания реле защит.

4. Интегрированная система техногенного и экологического мониторинга крупных объектов и населенных пунктов. (Руководитель работ: к.т.н., доц. Лапеев С.М.) 

Интегрированная система управления, техногенного и экологического мониторинга обеспечивает интеграцию всех служб для эффективной работы по управлению жизнедеятельностью крупного технологического объекта или субъекта Федерации и координации действий в чрезвычайных ситуациях. 

Система предназначена для регистрации и анализа сообщений об аварийных, внештатных и кризисных ситуациях, обеспечения информационного взаимодействия между дежурно-диспетчерскими службами, координации взаимодействия по ликвидации чрезвычайных ситуаций, предоставления полной и достоверной информации обо всех экстренных ситуациях.

Система обеспечивает: 

•    Автоматическое измерение текущих (предельных) значений параметров источников потенциальной опасности:

Например: содержание хлора в водопроводной воде в магистральных водопроводах,  контроль параметров  тепловых сетей, контроль подачи электроэнергии, контроль параметров воздуха в районах расположения  предприятий с опасными производствами и другие.

•    Визуализацию состояния контролируемых параметров и объектов с привязкой к карте объекта, в том числе мониторинг автотранспорта и транспортная логистика объекта средствами GPS и Глонасс.

•    Автоматическое оперативное информирование персонала, ответственного за функционирование технологического оборудования, о фактах достижения докритических и критических значений контролируемых параметров.

•    Автоматическую передачу на централизованный пульт управления информации относительно факта достижения критических значений.

•    Автоматический контроль каналов связи и состояния электроснабжения.

•    Оповещение ответственных должностных лиц предприятий, учреждений и организаций, расположенных в зоне возможного поражения. 

На взрывопожароопасных объектах, таких как предприятия химической промышленности, АЗС, водоканалы, котельные подлежат наблюдению и контролированию такие параметры: 

•    Концентрация в воздухе взрывоопасных веществ и смесей; 

•    Уровень взрывоопасных жидкостей в резервуарах, аппаратах и других емкостях; 

•    Наличие утечек взрывоопасных жидкостей; 

•    Показатели давления и температуры взрывоопасных жидкостей и газовых смесей в трубопроводах, резервуарах, аппаратах и т.д. 

Структура системы включает ряд подсистем, интегрированных технологиями ERP, SCADA, программно-техническими комплексами.

Отдельные элементы системы разрабатывались на кафедре в рамках различных проектов и внедрены на предприятиях: МУП «Водоканал» (г.Новочеркасск), МУП «Тепловые сети» (г. Новочеркасск), «Водоканал» (г. Приморско-Ахтарск).

Вариантом системы является концепция «Умный город», которая  объединяет многоуровневую систему сбора информации, её обработки и распределения по потребителям и систему управления и диспетчерского контроля.

Верхний уровень АСУ. Непосредственно потребители собранной и обработанной информации – это диспетчерские пункты коммунальных служб, мобильные (временные и передвижные) диспетчерские пункты, бригады по устранению неполадок, МЧС, противопожарная служба, городские власти.

Средний уровень   АСУ. Это серверы сбора,  обработки и распределения информации  по потребителям.

Нижний уровень АСУ. Уровень сбора данных, на котором устанавливаются контроллеры серии "Интелекон", позволяющие собирать информацию с датчиков и управлять исполнительными агрегатами непосредственно на объектах: Водоканала, Горгаза, Горсвета, тепловых и электросетей. 

Автоматизированная система диспетчерского контроля и управления

технологическими объектами (АСДКУ)

Реализация: 

- выполнена на базе программно-технического комплекса «Деконт» и Scada-системы Genesis 32 как многоуровневая распределенная система.

Решаемые задачи:

-    визуализация состояния оборудования и технологических процессов в масштабе реального времени;

-    управление технологическим оборудованием с рабочих мест диспетчера, технолога, оператора; 

-    архивирование параметров технологического процесса:

-    формирование, протоколирование и выдача сигналов тревог (визуальных, звуковых):

-    протоколирование действий персонала:

-    автоматизация документооборота производственных служб. 

Дополнительные функции:

Автоматизированная  система диспетчерского контроля и управления (АСДКУ)

Реализована на базе современных программно-технических комплексов.

 Цели и задачи

Внедрение АСДКУ позволит решить задачи:

- создание единой информационной системы; 

- сокращение потребления энергоресурсов;

- повышения КПД технологическогооборудования;

- оперативного учета потребленных энергоресурсов;

- оперативного управления технологическими объектами, производственной и непроизводственной сфер;

- визуального отображения технологических циклов и режимов работы оборудования в реальном масштабе времени, с индикацией аналоговыми и цифровыми приборами;

- сокращения потерь электроэнергии, газа, холодной, горячей воды, пара и т.д.;

- ведения автоматизированного документооборота производственных служб предприятия;

- обеспечения автоматизации отработки и документирования технологических процессов и аварийных ситуаций, с оповещением диспетчера;

- обеспечения функций охранно-пожарной сигнализации.

5. Аналитическое конструирование законов управления нелинейными динамическими объектами в условиях ограниченной неопределенности (Руководитель работ: д.т.н., проф. Елсуков В.С.)

Данная тема посвящена разработке методов структурно-параметрического синтеза и проектированию на их основе систем автоматического управления (САУ) нелинейными электромеханическими и электроэнергетическими объектами, а также преобразователями силовой электроники с переменными характеристиками. В частности, это могут быть следующие САУ, в том числе и многоканальные координирующего управления:

 

– электромагнитным подвесом вращающихся валов турбин и насосов в вакуумной и криогенной технике, машин и приборов для ядерных и космических установок, гироскопов, инерционных накопителей энергии, центрифуг, приводов вибростендов, роботов, высокоскоростных шпинделей шлифовальных и фрезерных станков, а также экипажа высокоскоростного наземного транспорта, подвижной части прецизионных многокоординатных электроприводов электронных микроскопов, графопостроителей, устройств для изготовления интегральных микросхем;

– многодвигательным электроприводом шлюзовых и других крановых механизмов, электроподвижного состава, технологических линий для обработки различных материалов и дозирования соответствующих компонентов в химической технологии;

– турбогенераторами в энергетике и широтно-импульсными преобразователями силовой электроники.

 

Разработан метод структурно-параметрического синтеза САУ нелинейными объектами с переменными характеристиками, который основан на алгоритмическом решении обратной задачи динамики. Особенность этого решения заключается в том, что при формировании компонентов закона управления применяется метод разделения движений, т.е. для каждого из указанных компонентов используется свой темп его формирования. Причем для компенсации внешних и параметрических возмущений и неопределенности характеристик нелинейных объектов управления применяются косвенный способ их оценки и бинарно-операторные стабилизирующие и компенсирующие обратные связи.

На основе предложенного метода структурно-параметрического синтеза нелинейных САУ и его отдельных процедур разработано следующее.

 

Система согласованного управления электромагнитным многоточечным подвесом подвижной части интегрированного многокоординатного привода

В разработанной системе вместо контура регулирования тока электромагнита, как в известных системах ЭМП, применён контур регулирования магнитного потока с оригинальным вычислителем оценки последнего. Для компенсации нелинейной зависимости подъёмной силы электромагнита от потокосцепления в систему включён бинарно-операторный преобразователь, реализующий обратную нелинейную зависимость. 

А для компенсации силовых возмущающих воздействий применена дифференциальная компенсирующая связь с бинарно-операторным преобразователем в виде дополнительного контура регулирования переменной структуры. 

Более того, временное разделение усреднённого и относительного движений в спроектированной системе осуществляется ускорением темпа относительного движения, а не снижением темпа усреднённого движения, как в известных системах ЭМП.

Разработанная система многоточечным ЭМП обеспечивает, по сравнению с извес

тными, повышение динамической точности согласования и стабилизации воздушных зазоров многоточечного электромагнитного подвеса не менее чем в два раза. 

Система координирующего управления многоканальным электромеханическим подвесом грузостабилизационной платформы строительного подъемного крана

Разработанная система является трехконтурной многоканальной системой подчинённого регулирования: внешним является контур регулирования высоты поднятия груза, подчинёнными ему – контуры регулирования скорости поднятия углов треугольной грузостабилизационной платформы, а подчинёнными им – контуры регулирования токов приводных электродвигателей, вращающих барабаны с канатами подвеса платформы.

Контуры регулирования скорости содержат, во-первых, параметрически стабилизирующую коэффициент усиления прямой цепи своего канала управления обратную связь с оригинальным бинарно-операторным вычислителем обратного значения указанного коэффициента усиления. Во-вторых, дифференциальную бинарно-операторную связь для компенсации измеренного косвенным способом момента нагрузки приводного электродвигателя. Причём оператором дифференциальной компенсирующей связи является контур регулирования переменной структуры с интегральной знакопеременной обратной связью.

Параллельно с пропорциональным регулятором высоты, который является регулятором усредненного движения, включены реальные пропорционально-дифференциальные регуляторы относительного движения. Причём указанные регуляторы имеют более высокий коэффициент усиления, чем достигается разделение разнотемповости процессов усреднённого и относительного движений системы.

Разработанная система позволяет повысить производительность и безопасность транспортировки грузов строительным подъемным краном в условиях плотной городской застройки.

Система селективно-согласованного регулирования нагрузок тяговых машин электровоза постоянного тока

Для ускорения процесса выравнивания нагрузок тяговых машин в разработанной системе осуществляется логическое разделение указанного процесса и  процесса защиты от избыточного скольжения колесных пар локомотива. В известных системах аналогичного назначения применяется разнотемповое разделение указанных процессов путем замедления процесса выравнивания нагрузок. 

Контуры регулирования наибольшего тока якоря и выравнивания нагрузок снабжены бинарно-операторными преобразователями, позволяющими компенсировать параметрическое возмущение в виде изменения частоты вращения тяговых машин.

Контур регулирования скорости содержит, во-первых, бинарно-операторный преобразователь, позволяющий учесть зависимость вращающего момента тяговых машин от их магнитного потока, который является переменной величиной. Во-вторых, параметрическую обратную связь по коэффициенту кратности изменения массы нагрузки, благодаря которой осуществляется коррекция коэффициента усиления прямой цепи контура регулирования скорости. В-третьих, дополнительный, соподчи-нённый контуру регулирования скорости, контур регулирования по отклонению ускорения вращения колесной пары с интегральным регулятором для отработки неизмеряемого возмущения в виде изменения силы сопротивления нагрузки.

Разработанная система позволяет повысить эффективность электрического торможения электроподвижного состава и возврат электроэнергии в контактную сеть.

Результаты работ используются:

– в ОАО “Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения” при проектировании и исследовании систем автоматического управления тяговым электроприводом перспективного электроподвижного с

остава;

– в техническом университете г. Ильменау (Германия) при разработке и исследовании системы координирующего управления многоканальным электромеханическим подвесом грузостабилизацион-

ной платформы маневренного строительного подъемного крана;

– в учебном процессе ЮРГПУ (НПИ) при чтении соответствующих разделов лекций по дисциплинам: “Теория автоматического управления”, “Моделирование систем”, “Автоматизация проектирования систем и средств управления”, “Современные проблемы автоматизации и управления”, а также в курсовом и дипломном проектировании студентов, бакалавров и магистров по направлению “Автоматизация и управление”.

Работы выполнялись при поддержке Российского Фонда фундаментальных исследований (гранты 07-08-00111-а и  10-08-00254-а).

По результатам работ защищены докторская диссертация (В. С. Елсуков «Структурно-параметрический синтез нелинейных систем управления с дифференциальными бинарно-операторными связями») и одна кандидатская.

Опубликовано более 80 научных трудов, в том числе получено 26 авторских свидетельств и патентов на изобретения и полезные модели.

6.Математическое моделирование электронных схем  (Руководитель работ: д.т.н., дпроф. Савелов Н.С.) 

Научная работа направлена на создание новых теоретических подходов, а также методов синтеза и исследования математических моделей электронных схем (электрических цепей) и других объектов с целью всестороннего анализа статических и динамических режимов.

В рамках проведённых исследований получены новые научные результаты, существенно повышающие эффективность математического моделирования различных устройств, систем и процессов.

Разработана новая алгоритмическая основа для синтеза и исследования математических моделей – модификация метода исключения Гаусса для решения систем линейных алгебраических уравнений. Существенным преимуществом новой модификации является возможность ускоренного повторного решения системы уравнений после определенных изменений матрицы коэффициентов. 

На основе указанной модификации разработаны новые методы анализа электронных схем в режиме постоянного тока и в режиме переменного тока.

Предложены новые формы исходных математических моделей, адаптированные к проблеме формирования и коррекции уравнений состояния электронных схем.

Разработан новый метод формирования уравнений состояния.

Разработан новый метод формирования частично символьных функций.

Разработан новый подход к выявлению областей в пространстве состояний, отличающихся динамикой переходных процессов. Этот подход базируется на использовании предложенного нового конструктивного понятия в теории обыкновенных дифференциальных уравнений – понятия изменчивости. 

Предложен новый метод обеспечения устойчивости численных алгоритмов расчета переходных процессов. 

По результатам исследований опубликовано более 50 научных работ, сделаны доклады на многочисленных научных конференциях, в том числе на Международной конференции, посвящённой 100-летию со дня рождения Л.С. Понтрягина, проведённой Московским государственным университетом им. М. В. Ломоносова и Математическим институтом им. В. А. Стеклова РАН, а также, неоднократно, на научных конференциях Московского физико-технического института (МФТИ) «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук». 

Ряд докладов отмечен дипломами победителей конкурсов научно-исследовательских работ.

По данной научной теме осуществляется сотрудничество с учеными Технического университета Ильменау, Германия.

Наиболее важные области научных интересов:

1.    Решение особо актуальных для предполагаемого заказчика проблем в области электротехники, электроники, индукционного нагрева и в смежных областях, для решения которых уже были предприняты серьезные усилия, не увенчавшиеся успехом.

2.    Математическое моделирование объектов и процессов различной физической природы с целью существенного улучшения параметров технических устройств. 

7. Принципы построения устройств управления твердотопливными энергетическими установками с электротермическим воздействием на внутрикамерные процессы  (Руководитель работ: к.т.н., доц. Хоружий И.В.) 

Данная тема посвящена разработке методов и систем управления выходными параметрами твёрдотопливных энергетических установок (ЭУТТ) без термо- и газодинамических ограничений по энергетике применяемых топлив, составу продуктов сгорания и времени работы изделий.

Актуальность научно-исследовательских работ в данной области обусловлена необходимостью совершенствования управляемых двигателей твёрдого топлива и газогенераторов различного назначения до функционального уровня и энергетических характеристик жидкостных двигателей при сохранении известных преимуществ неуправляемых энергоустановок (высокий объёмный удельный импульс, длительные сроки хранения без технического обслуживания, малое время подготовки к пуску и др.).  При этом проблематика разработок таких систем управления связана, в частности, с поиском эффективных физических методов воздействия на внутрикамерные процессы при необходимом использовании высокоэнергетических смесевых твёрдых топлив, применяемых в современных неуправляемых энергоустановках. 

Разработанный новый электротермический метод управления выходными параметрами ЭУТТ основан на прямом воздействии электрического тока на поверхность горения твёрдотопливных зарядов и в отличие от применяемых термодинамических и газодинамических методов (“теплового ножа” и др.) не имеет механических исполнительных устройств и температурных ограничений в камере сгорания. Кроме этого, он позволяет сохранять устойчивость рабочих процессов объекта при давлениях ниже критического, организовать повторно-кратковременные режимы работы, функции контроля и подавления внутрикамерных акустических резонансов, а также выполнять расширенную предстартовую диагностику технического состояния объекта.

 

Области применения: двигательные установки малой тяги систем автоматического управления полётом аэродинамических и космических летательных аппаратов; газогенераторы глубоководных аппаратов, плазменных МГД-генераторов, систем старта и др. 

Первоначально поисковые исследования по данной теме выполнялись в рамках химико-технологического направления ЮРГПУ по заказу Секции прикладных проблем при Президиуме РАН. По результатам исследований по данной научной теме опубликовано 15 работ, в том числе, в журналах ВАК, получены 4 патента на изобретения, свидетельство госрегистрации алгоритмов и программ, защищена кандидатская диссертация.

Таким образом, результатами выполненных научно-исследовательских работ являются:

– Постановление Правительства РФ на выполнение ОКР;

– 2 сертификата об утверждении типа разработанных средств измерений и регистрации в Государственном реестре;

– 2 докторские и 3 кандидатские диссертации;

– 4 гранта РФФИ;

– 3 монографии, в т.ч. одна под эгидой РАН РФ;

– более 2-х десятков свидетельств о госрегистрации программных продуктов и патентов на изобретения и полезные модели;

– внедрение результатов разработок на предприятиях РФ.