Моделирование и интеллектуальное управление производственными процессами в промышленности и энергетике

Разработан метод решения матричного дифференциального уравнения Ляпунова для ненулевых начальных или конечных условий с использованием грамианов комбинационных мод. Установлено, что комбинационный спектр матрицы несет новую информацию о явлениях, вызванных взаимодействием слабоустойчивых мод в билинейной модели Карлемана 2-го порядка, вызванной нелинейными эффектами взаимодействия колебаний, чего не выявляет модальный анализ линейной модели. Предложены: метод получения количественной оценки энергии, аккумулируемой в доминантных комбинационных модах, определяющих близость динамической системы к границе устойчивости; интеллектуальные методы оценки состояния энергообъектов и кластеров энергосистемы для мультиагентной системы управления ЭЭС ААС; методы создания экспертных систем управления сложными электроэнергетическими комплексами; методика построения многопериодных нелинейных моделей, предназначенных для планирования производства на различные периоды времени с учетом влияния ремонтов установок, макроэкономических прогнозов, неопределенности цен, сезонных прогнозов потребности продукции, программ реконструкции и развития на технологические возможности предприятия. Показана взаимосвязь сложности моделей и точности расчета нелинейных параметров таких моделей. Для анализа и прогноза состояния сложных промышленных объектов (СПО) в классе непрерывных производств разработаны алгоритмы унифицированной структуры, построенные на основе интеллектуальных методов автоматизированного анализа оперативных данных от штатных систем контроля и управления и имитационного моделирования работы СПО в реальном и ускоренном времени. Предложены методы долгосрочного прогнозируемого управления в крупномасштабных производственных системах с учетом факторов неопределенности развития рынков. Исследовано применение качественных методов нелинейной динамики для выполнения оценки изменений групповой устойчивости крупномасштабных производственных систем в кризисной ситуации. Разработан метод оптимального управления дискретным объектом по критерию минимума дисперсии установившейся реакции при условии, что нули спектральной плотности возмущения содержат некоторый интервал частот. Показано, что этот метод обеспечивает нулевое значение критерия и обладает робастностью по отношению к широкому классу возмущений. Определены достаточные критерии прогноза устойчивости нестационарных процессов с помощью прогнозирующих моделей ассоциативного поиска на основе исследования спектра кратно-масштабного вейвлет-разложения. Установлена мера множественной, связывающей несколько пар случайных процессов зависимости, основанная на использовании условных математических ожиданий этих процессов – обобщения дисперсионных функций. Для вычисления меры по выборочным данным построены сильносостоятельные непараметрические оценки. Определены: принципы поиска адекватной имитационной модели, включая структурную идентификацию, для моделирования сложных организационно-технических систем; процедуры алгоритмической и программной реализации имитационных приложений с идентификатором; интеллектуальные методы синтеза систем управления охлаждением металла на современном толстолистовом прокатном стане. Обоснована необходимость использования трех контуров управления охлаждением раската, обеспечивающих исходную настройку процесса и ее коррекцию. Предложены методы верификации программного обеспечения для систем, важных для безопасности АЭС, концепция анализа безопасности ПО, включающая многоступенчатый подход, связывающий на системном уровне характеристики качества кода, критерии и метрики. На основе анализа свойств интеллектуальных систем выявлены закономерности, которым подчиняется их функционирование. Рассмотрены особенности представления, структурирования и обработки информации, процесса формирования знаний, структур интеллектуальных технических систем. Предложен концептуальный подход к автоматизации комплекса технологических операций конкретного промышленного производства, согласно которому анализ технологических операций заданного вида с заданной вероятностью брака для изготовления определенного изделия, а также действий человека (рабочего, оператора установки) позволяет определять параметры технологического процесса, обеспечивающие максимум производительности труда.