Разработка научных основ проектирования, идентификации и диагностики систем высокоточного позиционирования с применением методологии обратных задач электротехники

Перспективным направлением развития систем позиционирования является использование интеллектуальных материалов в качестве активных элементов. Ключевым фактором для практического использования таких материалов служит то, что преобразованием одного вида энергии в другой можно управлять. К ним относятся ферромагнитные материалы с памятью формы (ФМПФ), обладающие высокой чувствительностью и возможностью изменять геометрические размеры в широком диапазоне под воздействием магнитных, механических сил и температуры. Это позволяет повысить точность преобразования, расширить область перемещений и упростить конструкцию систем позиционирования. Сложный характер происходящих в ФМПФ физических процессов и недостаточно развитая теоретическая база для проектирования приводят к тому, что значительные возможности этих материалов используются не в полной мере. Современные системы позиционирования отличаются минимальными массогабаритными параметрами, что обуславливает предельные режимы работы, высокие тепловые, электромагнитные, механические нагрузками на материалы и конструкции. Это требует надежной идентификации объектов исследования.. Большое значение приобретает диагностика систем в процессе их эксплуатации. Существующие методы и средства испытаний не в полной мере удовлетворяют предъявляемым требованиям. В этой связи разработка научных основ проектирования, идентификации и диагностики систем высокоточного позиционирования на основе интеллектуальных материалов является актуальной задачей. При создании быстродействующих высокоточных систем позиционирования, обладающих малыми массогабаритными параметрами, целесообразно для управления активными элементами из ФМПФ использовать локальные импульсные магнитные поля. Важное значение при решении задач проектирования, идентификации и диагностики систем позиционирования приобретает информационное обеспечение, реализованное на базе распределенного комплекса сетевых программно-технических средств, который включает множество взаимосвязанных и взаимодействующих между собой компонент. Для реализации такого подхода необходимо решить следующие задачи, обладающие научной новизной: – выполнить анализ зависимости магнитомеханических свойств ФМПФ от воздействия неоднородных полей физических величин; – выполнить анализ известных методов решения обратных задач при проектировании, идентификации и диагностике электротехнических систем; – разработать метод импульсного локального воздействия на магнитомеханическое состояние активного элемента из ФМПФ; – разработать математические модели , учитывающие особенности систем позиционирования, и вычислительные алгоритмы на их основе для решения полевых задач; – разработать теоретические основы оптимального проектирования систем высокоточного позиционирования с применением методологии решения обратных задач электротехники ; – разработать теоретические основы идентификации и диагностики систем позиционирования с применением методологии решения обратных задач электротехники ; – выполнить системный анализ и разработку математических моделей архитектурных решений распределенных информационных систем.