НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ

ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МАШИНОСТРОЕНИЯ им. А. Н. Подгорного

Отдел общетехнических исследований в энергетике

Программно-информационная система для решения задач оптимизации и идентификации при проектировании и доводке энергетических установок

     Предлагается методология и способы идентификации математических моделей физических процессов в энергетических установках с использованием качественно новой программно-информационной системы – интегрированной среды, реализованной в виде модельно-программного комплекса, обеспечивающего в едином информационном пространстве решение задач многоцелевой и многоуровневой оптимизации для идентификации параметров и характеристик энергетических установок различного назначения (паротурбинные, газотурбинные установки, авиационные двигатели и др.) при их проектировании и доводке.
     Состав модельно-программного комплекса: математическая модель исследуемого объекта (проблемные задачи); результаты эксперимента, представленные в числовом, графическом или программном виде; подсистема оптимизации, позволяющая вести направленный поиск оптимального решения на основе современных математических методов, архив проектных решений; программно-информационный интерфейс, обеспечивающий связь между компонентами системы.
     Комплекс инвариантен относительно исследуемых моделей. Все проблемные задачи, программно-информационный интерфейс и методы оптимизации выполнены в виде динамически связываемых библиотек (dynamic link libraries (DLL)). DLL реализуются в виде исполняемых модулей, содержащих готовые к работе процедуры, функции и (или) ресурсы.
     Наличие адекватной математической модели позволяет сократить сроки доводки (до 10 %), исключить ряд экспериментальных исследований (10-15 %) и получать достоверную информацию о параметрах и характеристиках как исследуемого объекта в целом, так и отдельных его элементов во всем диапазоне его эксплуатации. Кроме того, модель может быть использована для получения диагностической информации, носителями которой будут измеряемые параметры рассматриваемого объекта.
     Отличительной особенностью предлагаемого подхода является решение задачи параметрической идентификации без каких-либо преобразований математической модели объекта, т.е. расчет критериев идентификации, невязок, параметров и характеристик установки ведется по тем же алгоритмам, что и при реальном проектировании, с сохранением традиционных взаимосвязей и последовательностей. Разработан алгоритм многокритериальной оптимизации, позволяющий избежать свертки в аддитивный критерий выбранных критериев качества, что дает возможность получить наилучшие значения для каждой рассматриваемой функции качества, а не улучшать одну из них за счет ухудшения других.
     Применяется при проектировании и доводке энергетических установок различного назначения (паротурбинные, газотурбинные установки, авиационные двигатели и др.).

Структурная схема Optimum

Комплекс внедрен в реальное проектирование на:
НПО "Невский завод",
ОАО "Турбоатом",
ГП "Ивченко-Прогресс",


а также использован для создания идентифицированных математических моделей авиационных АИ-25ТЛШ, Д-436Т1

Максимальная размерность:

-варьируемых параметров 512
-ограничений неравенств 512
-ограничений равенств 256
-критериев качества 10