Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления

Данная статья посвящена разработке и исследованию нечеткого ПИД-регулятора для двухвальной газотурбинной установки, использующейся в качестве привода электрогенератора. Рассматривается возможность совместного использования ПИД-управления и нечеткой логики, при этом сохраняется простота синтеза регулятора. Проведен краткий обзор часто используемых структур нечетких ПИД-регуляторов. Предложенный нечеткий ПИД-регулятор способен осуществлять управление в заранее определенном диапазоне нагрузки газотурбинной установки, сохраняя качество управления. При экспериментальной проверке использовалась нелинейная модель двухвальной газотурбинной установки, построенная по данным, полученным в результате эксплуатации реальной ГТУ. Приведены результаты моделирования, подтверждающие целесообразность использования выбранной структуры.

В данной статье описана архитектура автоматизированного проведения испытаний и сбора данных газотурбинных установок. Выявлены недостатки существующих решений по сбору данных об испытаниях. В соответствии с современными требованиями постэкспериментального анализа данных рассмотрены промышленные решения по сбору и хранению данных, а также специфика собственных разработок промышленных предприятий. После проведения анализа предложено решение разработки единого хранилища данных о жизненном цикле испытаний. Показана целесообразность предлагаемого решения на примере интеграции с системами поддержки жизненного цикла (ЖЦ) установок, создания научно-исследовательских и конструкторских систем, систем визуализации данных и повышения производительности систем обработки данных в процессе анализа. Предложено выделение глобального и локального уровней на верхнем уровне трехуровневой архитектуры. Локальный уровень выполняет задачи оперативного сбора данных, глобальный уровень обеспечивает хранение и обработку всей необходимой информации о проведении испытания: конфигурационную, служебную и оперативную.

Проблема старения полимеров и стабилизации их свойств является существенной частью полимерного материаловедения - науки о создании полимерных материалов, их переработке, сохранении и регулировании их эксплуатационных свойств [1-2]. Старение полимеров - это сложный комплекс химических и физических процессов, происходящих под влиянием окружающей среды, при их переработке, эксплуатации и хранении, приводящий к необратимым или обратимым изменениям (ухудшению) свойств полимеров. Часто вместо термина «старение» употребляют термин «деструкция» (иногда «деградация»). Процессы физического старения обратимы. Они не приводят к разрыву или сшиванию полимерных цепей. В качестве примера можно привести процессы кристаллизации, перекристаллизации или проникновения в полимер нежелательных растворителей, которые вызывают межкристаллитную коррозию (смазку) и приводят к ухудшению механических свойств полимерных изделий. Процессы химического старения необратимы. Они приводят к разрыву химических связей, а иногда и к сшивке макромолекул, изменению химической структуры, понижению или увеличению молекулярной массы полимера [3-4]. Очень важной задачей является количественное прогнозирование стойкости полимерных изделий. Если время надежной эксплуатации будет занижено, то детали из полимеров будут изъяты из эксплуатации раньше, чем будут исчерпаны их ресурсы, что неэкономично. Если же сроки эксплуатации будут завышены, то полимерное изделие выйдет из строя во время работы, что может привести к аварии или еще более тяжелым последствиям.

Представлена разработка тренажерного комплекса оператора портального крана, предназначенного для обучения и отработки оператором практических навыков в погрузочно-разгрузочных операциях в режиме реального времени. Объектом имитации стал широко распространенный в России портальный кран «Альбатрос». Рассмотрены проблема подготовки машинистов крана и задача их обучения с помощью компьютерных тренажеров, поскольку обучение с помощью реальных кранов трудозатратно из-за неэффективной их эксплуатации. Рассмотрен электронный тренажер для подготовки крановщиков портальных кранов, разработанный в Пермском политехническом университете, его функционал, выделены его недостатки. Разработана и описана модульная архитектура программного обеспечения разрабатываемого тренажерного комплекса нового поколения. Она состоит из следующих модулей: ядро тренажерного комплекса, которое связывает все остальные модули; среда визуализации, отвечающая за создание и качественную визуализацию окружения порта и рабочего места оператора; модуль физико-математического моделирования; автоматизированная обучающая система; устройства управления, представленные виде реальных пультов крана; устройства вывода. Также в работе рассмотрена сетевая архитектура тренажерного комплекса, представленная в виде рабочего места обучаемого (выполнение различного рода упражнений, отработка навыков управления краном) и места инструктора (выбор и создание учебной обстановки на рабочем месте обучаемого, наблюдение за обучаемым), объединенных друг с другом в локальную сеть. В тренажерном комплексе реализована автоматизированная обучающая система, отличительной особенностью которой является использование аппарата нечеткой логики для оценки выполнения комплекса упражнений обучаемым и редактора уровней упражнений для обучения операторов.

Описана усовершенствованная технология, приведена принципиальная схема автоматического устройства, обеспечивающего оптимальный режим зарядки автомобильной аккумуляторной батареи.