Знайти:

Відділ моделювання динамічних систем

Зав. відділом член-кор. Академії педагогічних наук України, д-р техн. наук, проф. д-р. техн. наук Верлань А.Ф.

Наукові напрямки робіт відділу:

Створення методів і засобів комп’ютерного моделювання для розв’язання задач аналізу, ідентифікації, синтезу та управління при дослідженні і проектуванні енергетичних процесів та об’єктів, а також інших класів динамічних систем

 

Найважливіші наукові результати отримані у напрямі розвитку математичного моделювання широкого класу динамічних систем на основі апарату інтегральних рівнянь, який забезпечує високу адекватність процесів моделювання, згладжувальні властивості інтегральних операторів, прискорення збіжності ітераційних методів, можливість розробки систем спостережень з підвищеною роздільною здатністю.

Методологія комп'ютерної інтерпретації спостережень розвинута в напрямку узагальнення задач обробки непрямих вимірювань i обернених задач з нелінійним оператором, що описує динаміку процесів.

На основі апарату інтегральних рівнянь та розпаралелювання обчислювальних процесів у цифрових фільтрах розроблені програмно- алгоритмічні завадостiйкі засоби для розв'язання в реальному часі задач реконструкції неперервних вхідних сигналів, параметричної ідентифікації елементів системи з урахуванням розподiленостi параметрів i корекції динамічних характеристик елементів систем спостережень, зв'язку та керування. Запропонована цифрова реалізація елементів дробового порядку, яка не має аналогів.

Пропоноване застосування алгоритмів реконструкції зовнішніх дій для синтезу керувань по заданих траєкторіях руху системи в часовій області являє собою новий підхід до подальшої розробки методики забезпечення динамічної подібності систем, що має особливе значення для створення систем керування рухомими імітаторами об’єктів нової техніки з метою економного та безпечного моделювання їх критичних динамічних режимів.

Досліджені існуючі класифікації систем екологічних об'єктів та створені банки моделей переносу забруднень навколишнього середовища. Для уточнення ступеня небезпеки аварійних ситуацій при розповсюдженні забруднень створені моделі, за допомогою яких оцінюється екологічне забруднення довкілля.

Розроблений програмний комплекс для аналізу впливу енергетичних об'єктів на навколишнє середовище з урахуванням фізико-хімічної трансформації забруднюючих речовин.

Проведено дослідження сучасних пакетів комп’ютерного моделювання, методик керування системи баз знань та створення людино - машинних інтерфейсів.

Розроблені об’єктно-орієнтовані технології створення інформаційного та програмного забезпечення для розв’язання прямих і обернених задач моделювання на основі лінійних інтегральних рівнянь; запропоновані відповідні інформаційні моделі.

Створені програми для реалізації інтегральних динамічних моделей на основі лінійних інтегральних рівнянь Вольтерра та Фредгольма. Сукупність створених програм оформлена у вигляді пакету прикладних програм Integral Equations Toolbox.

Розвинені підходи до автоматизації вибору параметрів прикладних модулів; запропоновані методики створення експертної системи, зокрема, з використанням теорії нечітких множин.

Створений експериментальний зразок інтегрованого інтелектуалізованого програмного середовища для моделювання складних динамічних систем; середовище включає до свого складу:

- банк прикладних модулів для вирішення конкретних задач;

- система керування банком прикладних модулів;

- інтерфейс експерта;

- інтерфейс звичайного користувача .

Розвинені підходи до отримання більш ефективних методик переходу до модельних просторів, що визначаються інтегральними розкладами Карунена-Лоєва.

Створено комплекс алгоритмів і програмних засобів моделювання та оптимізації теплових режимів і процесів тепловідведення для використання при створенні перспективних базових несучих конструкцій засобів обчислювальної техніки і керування з системами охолодження нового типу, побудованими на основі використання теплових труб, що дозволяє скоротити терміни проектування таких систем.

Розглянуто та досліджено методи та алгоритми розв’язання обернених задач, що описуються інтегральними та диференціальними рівняннями, та реалізації обернених операторів у задачах відновлення сигналів і даних в системах вимірювання та спостереження, ідентифікації параметрів динамічних і розподілених систем. Розроблені методи чисельного моделювання та перетворення математичних моделей складних лінійних і нелінійних динамічних систем, орієнтовані на розв’язання як прямих задач, так і задач відновлення сигналів та ідентифікації параметрів таких систем.

Для відновлення сигналів інерційного вимірювального приладу створений бірекурсівний цифровий фільтр. Побудовано математичну модель інерційного вимірювального приладу з розподіленими параметрами. На основі теорії некоректних задач побудований метод багатотональної модуляції для реєстрації цифрових сигналів на магнітних носіях і передачі їх по лініях зв'язку. Запропоновано алгоритм вироблення неперервного закону керування натурними імітаторами рухомих об'єктів з урахуванням інерційності каналів управління, що забезпечує підвищення ефективності комп'ютерної обробки інформації в системах моделювання, контролю та діагностики енергетичних об'єктів.

Розроблено програмні засоби для комп'ютерного моделювання поширення акустичних полів, які дозволяють досліджувати вплив чинників, що мають місце в реальних умовах формування акустичних когерентних зображень, та оцінювати ефективність методологічних, алгоритмічних і програмних засобів компенсації впливу середовища розповсюдження і відновлення акустичних зображень в умовах такого впливу.

Тільки за останні 5 років (2005-2009 рр.) у відділі опубліковано 2 підручники та більше 150 наукових робіт.