• О предприятии
  • Комплексные поставки
  • Качество
  • Научно-исследовательская деятельность
  • Кадры
• Продукция
• Пуско-наладочные работы
• Партнеры
• Публикации
• Контакты
• Вакансии

Научно-исследовательская деятельность

Основные направления научной деятельности

• Создание новых программно-инструментальных средств предпроектных исследований, проектирования и отладка алгоритмов управления сложными автоматизированными технологическими комплексами путём математического и логического моделирования поведения объектов управления технологическими процессами в соответствии с действиями оператора и различного рода внешними и внутренними дестабилизирующими воздействиями.
  
  
• Разработка методов и средств автоматизированного управления маневрированием и динамическим позиционированием судна, обеспечивающим движение судна по заданным законам путём согласованного управления режимами работы ГД, ВРШ, подруливающими устройствами и рулевыми насадками.
  
  
• Оптимизация режимов управления судовыми пропульсивными установками и электростанциями, исходя из критериев экономичности, надёжности и долговечности.
  
  
• Компьютерное моделирование и комплексная отладка систем управления энергетическими установками на базе новых информационных технологий.

Компьютерное моделирование сложных систем управления

В НПО «АМТ» разрабатываются новые информационные технологии автоматизированного проектирования, компьютерного моделирования и комплексной отладки систем управления тепло-электроэнергетическими, транспортными и производственно-технологическими процессами.

Предприятием специально разработана универсальная объектно-ориентированная программно-инструментальная оболочка "OUR-CAD" (The Object Universal Resolver-CAD), предназначенная для предпроектных исследований, проектирования, компьютерного моделирования и комплексной отладки сложных систем управления.

Работа в среде "OUR-CAD" позволяет специалисту предметной области создавать и отлаживать на функциональном уровне собственные компьютерные модели сложных систем без привлечения программистов.

Структурные элементы компьютерных моделей описываются передаточными математическими и логическими операторами и строятся на принципах многоуровневой иерархии. Моделирование непрерывных и дискретных процессов выполняется как в расчетном режиме, так и в масштабе реального времени.

Новые методы адаптивного управления

В НПО «АМТ» разработаны новые подходы к принципам построения адаптивных регуляторов, расширен арсенал этих принципов в направлении сочетания адаптации с оптимальностью и минимальным априорным информационным обеспечением. Реализованы эти принципы на основе модульной архитектуры средств автоматизации с унификацией регуляторов.

В современных условиях актуальность создания высокосовершенных адаптивных регуляторов не только не уменьшается, но возрастает. Несмотря на полувековую историю развития, проблема адаптации регулятора не имеет практического решения на уровне современных требований. То, что это действительно так, показывает полное отсутствие на мировом рынке адаптивных регуляторов, удовлетворяющих современным требованиям и возможностям микропроцессоров и контроллеров.

Оптимальная и универсальная в широком смысле система состоит из адаптивной модели системы оптимального оценивания и системы оптимального регулирования. Все системы взаимосвязаны. Адаптивная модель, получая информацию от системы оценивания и регулирования, посылает в эти системы информацию о параметрах управляемого процесса. Система оптимального регулирования, получая информацию от системы оценивания, посылает сигналы не только в управляемый объект, но и в систему оценивания. Адаптивная модель осуществляет идентификацию управляемого процесса, а система регулирования, используя информацию о векторе состояния и параметрах модели управляемого процесса, осуществляет оптимальное управление этим процессом. Сочетание алгоритмов оптимального регулирования ("координатного" управления) и алгоритмов оптимальной адаптации ("параметрического" управления) с взаимным информационным обменом создаёт универсальные алгоритмы оптимального управления.

Особенности и преимущества самоорганизующихся систем управления сложными объектами 

Cуществует значительное количество сложных объектов управления, математические модели которых являются существенно приближенными или вообще отсутствуют.

К сложным объектам следует отнести такие, характеристики и свойства которых изменяются при функционировании (изменении режимов работы), а внешние воздействия носят случайный характер. К ним в полной мере относятся, например, морские подвижные объекты (подводные аппараты, водоизмещающие суда, суда на подводных крыльях и воздушной подушке, экранопланы и т.д.) как объекты управления их положением в пространстве, энергетические установки и электроэнергетические комплексы всех типов и назначения, технологичские процессы в нефтехимической промышленности.

Разработка математического описания (математических моделей - ММ) указанных объектов, которое является основой при создании большинства существующих систем управления, как известно, представляет собой серьёзную проблему в связи с их нестационарностью, нелинейностью и стохастическим характером (см. предыдущую статью) Решение этой проблемы требует больших финансовых и интеллектуальных затрат, а также значительного времени. В связи с этим для построения систем управления такими объектами их математические модели упрощаются и заменяются моделями стационарными, линейными и низкой размерности.

Результатом этого является, например, в большинстве случаев управление объектом с изменяющимися свойствами регулятором с постоянной настройкой. Настройка регулятора практически не изменяется, или изменяется только на отдельных режимах работы объекта в процессе его эксплуатации, что резко снижает в целом эффективность работы автоматизированных таким образом объектов при изменении их характеристик (режимов работы). Проектирование и испытания этих систем управления затягиваются и номенклатура их увеличивается.

Настало, вероятно, время изменения этого положения с появлением перспективного класса адаптивных систем - саморганизующихся. С одной стороны, ужесточились требования к современным системам управления как с точки зрения качества и точности регулирования на всех режимах работы объекта, так и круга решаемых задач. Основные из этих требований:

• оптимальное и адаптивное автоматическое управление на всех этапах и режимах работы объекта в соответствии с изменяемым комплексным критерием и ограничениями;
• минимум необходимой априорной информации не только о параметрах, но и о структуре, ММ управляемого объекта и внешних воздействий;
• минимальное вмешательство в естественное течение процессов в объекте;
• повышенная эффективность функций автоматического контроля, диагностирования, сигнализации и аварийной защиты сложных объектов в связи с повышением опасности техногенных и природных катастроф;
• наличие возможности поддержки операторов и их временной замены контуром автоматического управления в принятии решений для предотвращения аварий и катастроф;
• возможность реализации на базе программируемых промышленных контроллеров.

С другой стороны, появились новые возможности их обеспечения - разработаны методы современной прикладной теории управления и новая элементная база (программируемые контроллеры и одноплатные компьютеры).

Самоорганизующиеся системы предназначены для управления процессами в сложных объектах (нестационарных нелинейных со случайными внешними воздействиями), математические модели которых неизвестны. Принципиальное отличие этих систем управления от известных адаптивных систем состоит в том, что они построены на сочетании, прежде всего, алгоритмов структурной (функциональной) адаптации с алгоритмами параметрической адаптации и оптимальностью. Такие системы в полной мере отвечают указанным современным требованиям. В частности:

• высокое качество и точность управления процессами на всех режимах работы нестационарного объекта, а также при их изменении обеспечивается наличием одновременно алгоритмов структурной и параметрической адаптации, а также оптимального управления. Влияние факторов, связанных с изменением состояния и свойств объекта, внешних условий и нарушающих заданные технологические процессы, компенсируется автоматически этой системой до пределов, отведенных управляю­щим воздействиям;
• для разработки и настройки системы не требуется знание ММ объекта, т.е. не требуется не только информация о параметрах, но и о структуре модели управляемого объекта и внешних воздействий;
• нет необходимости также в тестовых специальных сигналах;
• текущие и экстраполируемые нарушения регулируемых технологических процессов могут практически мгновенно передаваться на инфор­мационное поле оператора или (и) автоматы за­щиты. Блоки оценивания (наблюдатели) данных систем могут выпус­каться и применяться отдельно в качестве_прогнозаторов опасных режимов, выдающих сигналы на соответствующие дисплеи или устройства для дальнейшего использования. Это обстоятельство позволяет реализовывать помимо функции регулирования более эффективные функции автоматического контроля, диагностирования, автоматической сигнализации и аварийной защиты сложных объектов;
• система имеет возможность быстрой самоорганизации контуров управления в условиях аварийных нештатных ситуаций. Эта возможность и поддержка операторов при принятии решении и их временная замена контуром автома­тического управления системы может играть очень важную роль в предотвращении аварий и катастроф;
• используемые алгоритмы способствуют относительной простоте программного обеспечения системы, возможности его микропроцессорной реализации на промышленных контроллерах.

Они могут поставляться в виде устройств, ориентированных как на конкретные новые объекты управления, так и как блоки самонастройки на объекты управления, программируемые контроллеры которых реализуют традиционные законы управления. При этом необходимы минимальные финансовые затраты, так как не требуется разработка ММ новых объектов управления, а при модернизации (снабжении адаптивными свойствами автоматизированного объекта) - изменения конструкции или программного обеспечения существующих как отечественных, так и зарубежных ПИД – регуляторов и других регуляторов. Указанные особенности и преимущества самоорганизующихся систем управления позволяют существенно снизить стоимость автоматизации сложных объектов и повысить их конкурентоспособность.