Официальный портал кафедры АСУ

Сегодня: Вторник 26.09.2017 5-я учебная неделя

авторизация

Научно-исследовательская лаборатория (НИЛ) интегральных САУ авиационными объектами

Научно-исследовательская лаборатория интегральных САУ авиационными объектами УГАТУ

Научно-исследовательская лаборатория (НИЛ) интегральных систем автоматического управления (САУ) авиационными объектами на кафедре АСУ УГАТУ уже более 30 лет занимается проблемами управления, контроля и диагностики сложных динамических систем и созданием нелинейных динамических моделей. В рамках лаборатории рассматриваются вопросы анализа и синтеза систем автоматического управления силовыми установками летательных аппаратов, моделирования, информационного сопровождения, испытаний и обеспечения системной безопасностью сложных динамических объектов.

НАПРАВЛЕНИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ:

  • Анализ и синтез систем автоматического управления силовыми установками летательных аппаратов

Решение задач разработки методологии формирования быстросчетных нелинейных моделей газогенераторов авиационных двигателей, работающих в реальном масштабе времени, для синтеза САУ ГТД и отладки алгоритмов управления на полунатурных стендах. Данные модели необходимы для обеспечения работы полунатурных стендов предприятий авиационной отрасли, летных тренажеров и навигационно-пилотажных комплексов. Автоматизация основных этапов синтеза и доводки САУ ГТД.

  • Идентификация и коррекция моделей газотурбинных двигателей на основе нейронных сетей

Разработка инженерного метода построения моделей ГТД на базе рекуррентных нейронных сетей (NARX), включая алгоритмы обучения и идентификации моделей двигателя на основе реальных данных с выбором размера и структуры нейронной сети (которая учитывает динамические характеристики двигателя для соблюдения условий структурной и параметрической адекватности аналитической модели).

  • Полунатурное комплексное моделирование и тестирование ГТД и его систем

Разработка технологии полунатурного комплексного моделирования и тестирования газотурбинных двигателей и его систем, которая дает возможность проведения комплексных испытаний систем управления и контроля, включая моделирование отказов, с помощью имитационных моделей двигателя, датчиков, исполнительных механизмов и самолетных систем (для увеличения глубины и повышения надежности испытаний систем автоматического управления с возможностью проведения удаленных исследований и моделирования отказов двигателя, датчиков, исполнительных механизмов и самолетных систем). Разработка специального математического и программного обеспечения для полунатурных стендов.

  • Мониторинг термонапряженного состояния и ресурса лопаток турбин авиационных ГТД

Разработка системы мониторинга термонапряженного состояния и оценки остаточного ресурса рабочих лопаток турбин с учетом изменения структурных и предельных характеристик материала рабочих лопаток в процессе эксплуатации. Оценка термонапряженного состояния и остаточного ресурса рабочих лопаток проводится в системе управления, контроля и диагностики ГТД в полете на базе алгоритмов и расчетных моделей (как для стационарных, так и для переходных режимов) в сопоставлении их с результатами прямых измерений температур и напряжений лопаток в режиме реального времени.

  • Иерархическое нечеткое марковское и байесовское моделирование ГТД и его систем для обеспечения системной безопасности

Разработка методологии для иерархического нечеткого марковского и байесовского моделирования процессов развития отказов для анализа системной безопасности воздушного судна. Иерархическая модель включает функциональную и физическую структуры ГТД и элементы/блоки САУ, дерево состояний и дерево коэффициентов влияния отказов.

Научная группа имеет тесные многолетние творческие отношения с крупными двигательными и самолетными предприятиями, такие как АО УНПП "Молния", УМПО, АО «НПП «Мотор», АО «НПЦ газотурбостроения «САЛЮТ», ФГУП "Гидравлика" и др. Лаборатория поддерживает контакты с рядом ведущих отечественных исследовательских центров (Институт проблем управления ИПУ РАН, ЦИАМ, МАИ), а также на международном уровне с университетами Манчестера, Шеффилда (Великобритания), Карлсруэ (Германия), Нанкинским университетом Аэронавтики и Астронавтики (Китай).
Научные результаты по данным тематикам докладывались на международных конференциях и конгрессах, и опубликованы в ведущих рецензируемых журналах, включая монографию и главы в зарубежных изданиях, наиболее значимые из которых:

  1. Kulikov Gennady G., Thompson Haydn A. (Eds.) (2004). Dynamic modelling of gas turbines: identification, simulation, condition monitoring, and optimal control, London, New York, Springer, 2004, 309 p.
  2. Pashkevich A., Kulikov G., Fleming P., Kazheunikau M. (2005). Identification-Based Condition Monitoring of Technical Systems. In Dolgui A., Soldek J., Zaikin O., Supply Chain Optimisation. Applied Optimization. Volume 94, Springer. pp. 263-275.
  3. Dai X., Breikin T., Wang H., Kulikov G., Arkov V. (2010). Modeling a complex aero-engine using reduced order models. In Mohammadpour J. Grigoriadis K. (Eds.), Efficient Modeling and Control of Large-Scale Systems, Springer. pp. 89-111. (ISBN: 978-144195756-6)
  4. Kulikov G.G., Arkov V.Yu., Abdulnagimov A.I. (2013). System Safety of Gas Turbines: Hierarchical Fuzzy Markov Modelling. In Benini E. (Eds.), Progress in Gas Turbine Performance. InTech. pp. 213 - 235. (ISBN: 978-953-51-1166-5).
  5. Kulikov G.G., Trushin V.A., Abdulnagimov A.I., Ganeev A.A. (2016). Concept of monitoring for thermostressed state and service life of aircraft gas turbine engine blades. In: Russian Aeronautics. 2016. Vol. 59, № 1. pp. 77-83.
  6. Lyantsev,O.D.; Kazantsev,A.V.; Abdulnagimov,A.I. (2017) Identification Method for Nonlinear Dynamic Models of Gas Turbine Engines on Acceleration Mode. In: Procedia Engineering, vol. 176, pp. 409-415.
  7. Pogorelov, G.I.; Kulikov, G.G.; Abdulnagimov, A.I.; Badamshin, B.I. (2017) Application of Neural Network Technology and High-performance Computing for Identification and Real-time Hardware-in-the-loop Simulation of Gas Turbine Engines. In: Procedia Engineering, vol. 176, pp.402-408.

Некоторые технологические решения НИЛ защищены патентами Российской Федерации (№ 2554667, 2331054, 2340883, 2418990, 68070, 89178). Совместно с АО УНПП "Молния" НИЛ АСУ УГАТУ занимается разработкой комплексов и технологий полунатурного моделирования и прототипирования интеллектуальных систем управления и контроля сложных систем, объектов и их узлов, обладающих многомерными характеристиками.

Научный коллектив:

Местонахождение (корпус-кабинет): 6-224.