Российский научный фонд подвел итоги двух региональных конкурсов: проектов отдельных научных групп и малых отдельных научных групп. В Фонд поступило более 2 тысяч заявок от исследователей. По итогам двух региональных конкурсов поддержан 481 проект.
От ИПУ РАН по этим конкурсам поддержано два проекта.
«Новые методы синтеза ПИД-регуляторов». Руководитель – зав. лаб. 7, д.ф.-м.н. Хлебников М.В.
Проект направлен на решение проблемы синтеза ПИД-регуляторов для систем управления с неопределенностями и внешними возмущениями.
ПИД-регуляторы являются наиболее распространенным типом автоматических регуляторов; по различным оценкам, к ним относится более 90% используемых на практике в настоящее время регуляторов. Согласно прогнозам на среднесрочный период, эта доля по-прежнему будет исключительно велика, составляя около 80 %. Востребованность ПИД-регуляторов в промышленности обусловлена их простотой,
невысокой стоимостью и пригодностью для решения большинства практических задач. Вместе с тем, сами процедуры их настройки во многом остаются эвристичными: в реальных установках ПИД-регуляторы часто настраиваются вручную, исходя из интуитивного понимания технологического процесса и влияния на него отдельных составляющих ПИД-закона управления. Соответственно, проблема разработки регулярных подходов к их настройке по-прежнему сохраняет свою содержательность и актуальность.
В рамках настоящего проекта будут предложены и апробированы регулярные подходы к синтезу ПИД-управления применительно к системам управления, подверженным воздействию как внешних возмущений, так и системных неопределенностей. А именно, исходные задачи будут сведены к эквивалентным задачам матричной оптимизации, будут предложены и обоснованы методы их решения. Также в рамках данного проекта будет развит регулярный подход к решению малоисследованной задачи синтеза «нехрупкого» ПИД-регулятора – остающегося работоспособным при допустимых вариациях своих параметров.
«Новые методы мониторинга и управления демпфированием электромеханических колебаний в многомашинных электроэнергетических системах». Руководитель – г.н.с. лаб. 82, д.т.н. Ядыкин И.Б.
В рамках проекта исследование будет вестись в трех конкретных направлениях. Во-первых, предполагается исследовать задачу оптимального размещения датчиков и системных стабилизаторов в сети, которые могут обеспечить эффективное демпфирование глобальных электромеханических колебаний в электроэнергетических системах (ЭЭС), имеющей топологическую структуру в виде графа. Во-вторых, планируется разработать методы селективной настройки глобальных линейно-квадратичных регуляторов в сети ЭЭС с использованием элементов спектрального разложения решений матричных дифференциальных уравнений Ляпунова в качестве целевых функций для оптимизационных процедур. При настройке планируется учесть практически важные эффекты структурных ограничений и запаздывания сигналов в каналах измерения. В-третьих, планируется рассмотреть обобщение спектральных разложений грамианов управляемости и наблюдаемости на случай нелинейных аппроксимаций для моделей больших ЭЭС, включающих квадратичные и кубические члены в разложении динамики. Это позволит оценивать нелинейные эффекты динамики, которые невозможно учесть в рамках линейных аппроксимаций. На основе спектральных разложений грамианов для нелинейных аппроксимаций ЭЭС планируется разработать метод понижения их размерности.
В рамках каждого из трех направлений планируется получить формальное математическое описание для каждого метода или алгоритма, предложить численные методы их реализации, провести тестовые эксперименты по моделированию, иллюстрирующие работоспособность предложенных методов и их сравнение с результатами других методов. Полученные результаты будут способствовать разработке отечественных технологий, программных продуктов и алгоритмов для проектирования и настройки системных стабилизаторов в ЭЭС Российской Федерации и Московского региона зарубежного и отечественного производства. Это будет способствовать обеспечению технологического суверенитета России и импортозамещения. Новые методы также будут противодействовать техногенным угрозам, связанным с риском нарушения колебательной устойчивости ЭЭС и развитием каскадных аварий. Более эффективные методы повышения устойчивости ЭЭС позволят сэкономить электроэнергию за счет более точного мониторинга и оптимизации управления ее генерацией, передачей и распределением в Московском регионе.
Подведены итоги конкурса «Проведение исследований на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня». На конкурс поступило 398 заявок, планируемых к выполнению на 58 объектах научной инфраструктуры. По результатам экспертизы поддержан 101 проект.
От Института по этому конкурсу поддержан 1 проект.
«Анализ и управление потоками фильтрации однородных смесей при наличии термодинамических процессов и химических реакций». Руководитель – г.н.с. лаб. 6, д.ф.-м.н. Лычагин В.В.
Проект посвящен разработке методов анализа и управления фильтрацией однородных смесей при наличии химических реакций, а также общих термодинамических процессов. Результатом проекта должны быть как математические модели анализа и расчета фильтрации однородных смесей так и алгоритмы управления такими процессами, объединенные в программные комплексы, позволяющие производить анализ и управление процессами в реальном времени. Кроме того будет продолжено наполнение библиотеки LychaginTeam/feslib, https://github.com/LychaginTeam получаемыми уравнениями состояния для однородных систем, а также уравнениями и фазовыми портретами химических реакций и других термодинамических процессов с анализом возможных критических явлений и оптимальных управлений.
Конкурс на продление сроков выполнения проектов по мероприятию «Проведение исследований на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня». На конкурс поступило 73 заявки. По результатам экспертизы поддержано 40 проектов.
От Института по этому конкурсу поддержан 1 проект. Ранее этот проект под руководством д.т.н., г.н.с. лаб. 41 Ю.В. Митришкина выполнялся в МГУ, а после его кончины продление было переведено в ИПУ РАН.
«Разработка и создание специализированной высокотехнологичной компьютерной платформы реального времени и развитие на ней цифровых методов и систем диагностики, идентификации и магнитного управления высокотемпературной плазмой в сферическом токамаке Глобус-М2 с последующим применением в эксперименте». Руководитель – н.с. лаб. 41 Коренев П.С.
Проблема управляемого термоядерного синтеза (УТС), поставленная в 50-х годах прошлого века, продолжает оставаться одной из центральных в науке и технике. Наиболее перспективным направлением УТС является развитие токамаков с D-образным сечением плазмы. Они могут использоваться для создания термоядерных энергетических реакторов и термоядерных источников нейтронов в гибридных
термоядерных реакторах. Плазма в токамаках является неустойчивым, нестационарным, многосвязным, подверженным внешним возмущениям
объектом управления. Системы магнитного управления критически необходимы для обеспечения функционирования таких токамаков, так как только с их помощью возможно проведение плазменных разрядов с требуемой конфигурацией. В силу своей сложности наиболее эффективные алгоритмы, используемые для управления плазмой, не могут быть реализованы в аналоговом виде, а только лишь в цифровых системах управления. В рамках проекта будут продолжены работы по развитию цифровых систем управления плазмой, методов диагностики и идентификации плазмы на целевой машине реального времени, внедренной в сентябре 2024 года на токамак Глобус-М2. Будут развиты методы восстановления равновесия плазмы по сигналам магнитной диагностики и диагностики томсоновского рассеяния токамака. Для каждой разрабатываемой системы управления будет проводиться полунатурное моделирование на стенде реального времени. Развитие систем магнитного управления плазмой позволит получать более сложные плазменные конфигурации и будет способствовать улучшению качества проводимых исследований в рамках проблемы УТС. В рамках данного проекта также будут развиваться и сами методы синтеза дискретных регуляторов в многомерных и многосвязных системах управления.
Поздравляем наших коллег и желаем успешного проведения исследований!
