Исследование алгоритмов, моделей и методов повышения эффективности функционирования сложных технических систем

В главах 1-4 в качестве объекта исследования рассмотрена утилизация низкопотенциального тепла в системах теплоснабжения, позволяющая путем прямого преобразования тепловой энергии в электрическую генерировать электроэнергию в термоэлектрических преобразователях, расположенных в теплообменниках. Цель – разработка конструкции экспериментального образца пластинчатого теплообменника, исследование прямого преобразования тепловой энергии в электрическую, исследование теплообмена в термоэлектрических преобразователях на лабораторном стенде, проведение экспериментов. В процессе работы проведен литературно–патентный обзор по использованию термоэлектрического эффекта и типам термоэлектрогенераторов, разработаны экспериментальные установки, проведены экспериментальные исследования по определению основных технических характеристик для генерирования электричества на экспериментальных установках. В результате исследования была создана экспериментальная установка, с использованием термоэлектрических преобразователей на основе элементов Пельтье и проведены эксперименты, на основании которых разработана методика расчета основных характеристик термоэлектрогенераторов. Основные конструктивные и технико-экономические показатели разработанного комплексного теплообменника: повышение экономической и экологической эффективности автономных источников ЭДС систем теплоснабжения, транспортирующих теплоноситель с интервалом температур (80–150)0С. В главах 5-8 объектом исследования являются математические модели систем промышленного электроснабжения функционирования нейро-нечётких систем, реализованных на параллельно-конвейерных устройствах, использующих комбинирование мягких моделей нечётких импликаций и функционирования установившихся процессов работы термоэлектрических источников ЭДС при различных разностях температур, действующих на эти источники и процессы потребления и использования электрической энергии на промышленных предприятиях и влияние на ход этих процессов разнообразных факторов, как внешних, так и внутренних. Цель работы – разработка математических моделей промышленного электроснабжения, учитывающие влияние на работу данных систем разно-образных внешних и внутренних факторов, выраженных как в количественном, так и в качественном виде, а также учитывающие возможную неполноту и неопределенность исходных данных. В процессе работы проведен анализ факторов, влияющих на эффективность процессов потребления и использования электроэнергии промышленными предприятиями, на основе данного анализа выявлена необходимость введения в математические модели потребления и использования электроэнергии на предприятиях исходных данных, выражаемых качественными показателями, в том числе и экспертными оценками, а также учета возможной неполноты и неопределенности части исходной информации. Проблемная ситуация для первого этапа выполняемой НИР заключается в разработке математических моделей функционирования систем промышленного электроснабжения; нейро-нечётких систем, реализованных на параллельно-конвейерных устройствах, использующих комбинирование мягких моделей нечётких импликаций в задачах распознавания изображений в системе «умный город» и функционирования установившихся процессов работы термоэлектрических источников ЭДС и установления взаимосвязи между входными и выходными параметрами разработанных систем. Цель проекта для первого этапа: разработка моделей и методов управления сложными техническими системами, основанными на параллельно-конвейерном принципе интеллектуальной обработки больших объемов данных, полученных от информационно-измерительных комплексов, и новых методов машинного обучения на основе нейро-нечеткой управления. Установление новой взаимосвязи, между числом степеней свободы нейро-нечёткой сети и быстродействием системы принятия управляющих решений, необходимой для дистанционного управления различными городскими системами с помощью создания дешевых и крупных управляющих узлов, а также одновременного управления различными системами города. Описание научных подходов: для решения поставленных задач использовались теория нечеткой логики и множеств, методы математического моделирования, вычислительной математики и статистики, теория распознавания образов, основы теории построения алгоритмов, а также теория проектирования вычислительных устройств и ЭВМ. Содержание выполняемых работ в первом году научного исследования: - Разработка математических моделей функционирования систем промышленного электроснабжения; - Разработка нейро-нечётких систем реализованных на параллельно-конвейерных устройствах в задачах распознавания изображений для функционирования систем умный «город»; - Разработка математических моделей установившихся процессов работы термоэлектрических источников ЭДС. - Проведение экспериментальных исследований с целью изучения динамики работы разработанных моделей.