Найти:

Отдел моделирования динамических систем

Зав. отделом член-кор. Академии педагогических наук Украины, д-р техн. наук, проф. д-р. техн. наук Верлань А.Ф.

Научные направления работ отдела:

Создания методов и средств компьютерного моделирования для решения задач анализа, идентификации, синтеза и управления при исследовании и проектировании энергетических процессов и объектов, а также других классов динамических систем 

 

Наиболее важные научные результаты получены в направлении развития математического моделирования широкого класса динамических систем на основе аппарата интегральных равнений, который обеспечивает высокую адекватность процессов моделирования, сглаживающие свойства интегральных операторов, ускорение сходимости итерационных методов, возможность разработки систем наблюдения с повышенной разрешающей способностью.

Методология компьютерной интерпретации наблюдений развитая в направлении обобщения задач обработки непрямых измерений и обратных задач с нелинейным оператором, описывающим динамику процессов.

На основе аппарата интегральных уравнений и распараллеливания вычислительных процессов в цифровых фильтрах разработаны программно- алгоритмические помехоустойчивые средства для решения в реальном времени задач реконструкции непрерывных входных сигналов, параметрической идентификации элементов системы с учетом распределенности параметров и коррекции динамических характеристик элементов систем наблюдений, связи и управления. Предложена цифровая реализация элементов дробного порядка, которая не имеет аналогов.

Предлагаемое применение алгоритмов реконструкции внешних воздействий для синтеза управлений по заданным траекториям движения системы во временной области представляет собой новый подход к последующей разработке методики обеспечения динамического подобия систем, что имеет особенное значение для создания систем управления подвижными имитаторами объектов новой техники с целью экономного и безопасного моделирования их критических динамических режимов.

Исследованы существующие классификации систем экологических объектов и созданы банки моделей переноса загрязнений окружающей среды. Для уточнения степени опасности аварийных ситуаций при распространении загрязнений созданы модели, посредством которых оценивается экологическое загрязнение окружающей среды.

Разработан программный комплекс для анализа влияния энергетических объектов на окружающую среду с учетом физико-химической трансформации загрязняющих веществ.

Проведено исследование современных пакетов компьютерного моделирования, методик управления системы баз знаний и создания человеко-машинных интерфейсов.

Разработаны объектно-ориентированные технологии создания информационного и программного обеспечения для решения прямых и обратных задач моделирования на основе линейных интегральных уравнений; предложенные соответствующие информационные модели.

Созданы программы для реализации интегральных динамических моделей на основе линейных интегральных уравнений Вольтерра и Фредгольма. Совокупность созданных программ оформлена в виде пакета прикладных программ Integral Equations Toolbox.

Развиты подходы к автоматизации выбора параметров прикладных модулей; предложены методики создания экспертной системы, в частности, с использованием теории нечетких множеств.

Созданный экспериментальный образец интегрированной интеллектуализированной программной среды для моделирования сложных динамических систем; среда включает в свой состав:

- банк прикладных модулей для решения конкретных задач;

- система управления банком прикладных модулей;

- интерфейс эксперта;

- интерфейс рядового пользователя .

Развитые подходы к получению более эффективных методик перехода к модельным пространствам, которые определяются интегральными разложениями Карунена-Лоева.

Создан комплекс алгоритмов и программных средств моделирования и оптимизации тепловых режимов и процессов отвода тепла для использования при создании перспективных базовых несущих конструкций средств вычислительной техники и управления с системами охлаждения нового типа, построенными на основе использования тепловых труб, что позволяет сократить сроки проектирования таких систем.

Рассмотрены и исследованы методы и алгоритмы решения обратных задач, которые описываются интегральными и дифференциальными уравнениями, и реализации обратных операторов в задачах восстановления сигналов и данных в системах измерения и наблюдения, идентификации параметров динамических и распределенных систем. Разработаны методы численного моделирования и преобразования математических моделей сложных линейных и нелинейных динамических систем, ориентированные на решение как прямых задач, так и задач восстановления сигналов и идентификации параметров таких систем.

Для восстановления сигналов инерционного измерительного прибора создан бирекурсивный цифровой фильтр. Построена математическая модель инерционного измерительного прибора с распределенными параметрами. На основе теории некорректных задач построен метод многотональной модуляции для регистрации цифровых сигналов на магнитных носителях и передачи их по линиям связи. Предложен алгоритм выработки непрерывного закона управления натурными имитаторами подвижных объектов с учетом инерционности каналов управления, что обеспечивает повышение эффективности компьютерной обработки информации в системах моделирования, контроля и диагностики энергетических объектов.

Разработаны программные средства для компьютерного моделирования распространения акустических полей, которые позволяют исследовать влияние факторов, которые имеют место в реальных условиях формирования акустических когерентных изображений, и оценивать эффективность методологических, алгоритмических и программных средств компенсации влияния среды распространения и восстановления акустических изображений в условиях такого влияния.

Только за последние 5 лет (2005-2009 гг.) в отделе опубликовано 2 учебника и более 150 научных работ.