Автоматические системы управления всё чаще применяются в разных отраслях нашей жизни. Они выполняют функции регулирования, контроля и защиты процессов, обеспечивающих безаварийную и длительную работу различного высокотехнологичного и бытового оборудования. Например, в каждом пассажирском самолёте стоит множество датчиков, которые контролируют абсолютно всё, что происходит внутри и снаружи. Управляет всеми этими приборами автоматика, в которую запрограммировано большое количество алгоритмов. Но в летательном аппарате есть объекты, которым свойственно менять свои заданные параметры из-за непредвиденных ситуаций, таких как плохая погода или попадание постороннего предмета в турбину. Поэтому необходимо использовать алгоритмы, которые смогут улучшить контроль автоматики в нестандартных случаях. Учёные Пермского Политеха создали метод, который поможет улучшить автоматическую систему управления в плохих погодных условиях, а также увеличит срок службы авиационных двигателей. Разработка проведена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Статья с результатами исследования была опубликована в сборнике конференции молодых исследователей России по электротехнике и электронике «2023 ElConRus», состоявшейся в Санкт-Петербурге.

По словам учёных, характеристики газотурбинных двигателей или камер внутреннего сгорания могут меняться в зависимости от погоды или непредвиденных ситуаций, например, скачка напряжения или попадания постороннего предмета в турбину. Уловить эти изменения очень трудно, поэтому в них устанавливают специальные датчики для считывания параметров, чтобы автоматика могла адаптироваться под новые условия и сбалансировать мощности. Но из-за флуктуационных и импульсных помех система не всегда эффективна или вовсе не работает. Из-за этого может произойти ненужное увеличение мощностей авиадвигателя, что влечёт за собой перерасход топлива, а также вырабатывание эксплуатационного ресурса.

- В настоящее время общепризнано, что основной проблемой объектов с такими непостоянными значениями является отсутствие их математического описания, а также несистемное изменение характеристик переходного процесса. Следует отметить, что при проектировании авиационных автоматических систем управления допустимое значение перерегулирования лежит в диапазоне 3-7%, что влияет на сложность проектируемой регулирующей системы. Поэтому мы решили использовать метод адаптации с эталонной моделью совместно с методом разности степеней принадлежности для объектов с непостоянными значениями, - говорит заведующий кафедрой автоматики и телемеханики ПНИПУ, доктор технических наук, Александр Южаков.

- Для решения адаптации мы спрограммировали алгоритм, который спокойно встраивается в автоматическую систему управления. Он позволяет автоматике с высокой точностью перестроиться под новые условия и тем самым не дать двигателю выдавать больше мощностей, чем нужно. Кроме того, технология устойчива к различным помехам, в том числе и плохим метеоусловиям: грозе, снегопаду, граду и многим другим, - рассказывает ассистент кафедры автоматики и телемеханики ПНИПУ Сергей Сторожев.

Благодаря разработке учёных Пермского Политеха улучшается контроль автоматической системой управления над механизмами, которые могут работать в незаданных параметрах в нестандартных условиях. Это позволяет экономить энергию и ресурсный потенциал, например, двигателей самолётов или другой техники, где есть автоматика.

Поддержать редакцию