Достигнутые результаты по направлению

В рамках ПНР-1 по направлению «Контрольно-измерительные и функциональные устройства энергоконтролирующих и энергосберегающих систем» в 2014 г. был разработан метод самодиагностики измерительных первичных преобразователей, основанный на использовании нелинейных свойств функции преобразования – метод нестационарного шума. Метод является принципиально новым и создает основу для исследования и реализации принципов метрологического самоконтроля, основанных на алгоритмических методах анализа выходного сигнала и не требующих доработок конструктива преобразователя.

На основе разработанных моделей и алгоритмов создан прототип комплексного датчика давления способного реализовать, как функции метрологического самоконтроля, так и функции диагностики состояния собственной конструкции. На конструкцию датчика подана заявка на регистрацию РИД.

По направлению «Альтернативная энергетика и ресурсосберегающие технологии» в рамках ПНР-1 в 2014 году разработана математическая модель расчета производительности солнечной опреснительной установки, позволяющая определять экономическую целесообразность использования энергии солнца в системах очистки воды для любого региона.

Проведены лабораторные и производственные эксперименты по исследованию разработанной солнечной опреснительной установки в условиях Южного Урала при использовании вакуумированных солнечных коллекторов и системы слежения за солнцем. Результаты эксперимента показали, использование системы слежения за солнцем увеличивает эффективность устройства на 12%. На основе разработанных моделей и алгоритмов создан экспериментальный образец солнечного опреснителя воды. Проведены прикладные исследования в области создания технологий высоконадежных систем энергоснабжения объектов различного назначения на основе современных устройств альтернативной и гибридной генерации, аккумуляции, распределения и потребления энергии.

По направлению «Геоинформационные системы управления в ЖКХ и бюджетной сфере» выполнены следующие работы: создание ПО «Прототип подсистемы мониторинга объектов сельского хозяйства Челябинской области – раздела сельскохозяйственного мониторинга в геоинформационной системе «Геопортал Челябинской области»; осуществление дешифровки мультиспектральных спутниковых изображений и на их основе проведение геопространственного анализа в сфере сельского и лесного хозяйства; установка референц-станций в г. Челябинск и г. Миасс с целью оптимизации единого геокоординатного пространства в области для проведения высокоточных геодезических, инженерно-изыскательских работ.

По направлению «Теоретические основы создания энерго- и ресурсоэффективных магнезиальных строительных материалов»предложены принципы получения магнезиального вяжущего из магнезиальных пород любой степени закристаллизованности, заключающиеся в использовании при обжиге добавок-интенсификаторов, значительно снижающих температуру декарбонизации магниевой составляющей пород, что обеспечивает энергоэффективность производства и высокие технические характеристики получаемых вяжущих веществ.

Разработана эффективная технология магнезиального вяжущего из широкого спектра магнезиальных пород при пониженных температурах обжига (550…650 °С), что позволяет уменьшить затраты энергии на обжиг, утилизировать накопленные в отвалах породы и является целесообразным как с экономической, так и экологической точки зрения.

По направлению «Многозонные интегрирующие развертывающие преобразователи в системах технологической автоматики и вентильных электроприводах с параллельными каналами регулирования» рассмотрены вопросы моделирования многозонного интегрирующего развертывающего преобразователя для целей использования на объектах социальной сферы (котельные, сети, тепловые электрические станции муниципальных образований).

Проведено моделирование интегрирующего многозонного развертывающего преобразователя с адаптацией к отказам активных компонентов схемы, исследование методов диагностики и автоматического резервирования периферийных устройств автоматики, на базе многозонного интегрирующего развертывающего преобразователя; исследование системы передачи логических сигналов по однопроводной линии связи на основе многозонного интегрирующего развертывающего преобразователя.

По направлению «Синхронный реактивный электропривод с независимым управлением по каналу возбуждения и предельными характеристиками по быстродействию и перегрузочным способностям», для использования на социальных объектах инженерной инфраструктуры и на промышленных предприятиях региона, разработана обобщённая математическая модель электроприводов переменного тока с электродвигателями, имеющими произвольную конфигурацию  магнитной цепи, в которой параметры полупроводникового преобразователя в диапазоне частот до половины от несущей аппроксимированы непрерывными динамическими звеньями, параметры электрической машины представлены как  распределённые, и отличающаяся тем, что алгоритм параллельного вычисления обобщен для класса электроприводов переменного тока, а в основу построения модели положен критерий минимума расчетного времени.

По направлению: «Устройства и системы управления силовыми вентильными преобразователями для потребителей с нестабильными параметрами источника электроснабжения» разработан, теоретически и экспериментально исследован комплекс силовых вентильных преобразователей, построенных на основе адаптивных интегрирующих систем управления для электроприводов и технологических установок постоянного и переменного тока общепромышленного и специального назначения, в том числе функционирующих с сетью ограниченной мощности, например, с дизель– или ветро-генераторными станциями, характеризующиеся высоким уровнем коммутационных искажений и широким диапазоном изменения амплитуды и частоты напряжения сети. По своим техническим характеристикам комплекс превосходит отечественные и зарубежные аналоги и обеспечивает высокий уровень помехоустойчивости силовых вентильных преобразователей и их способность адаптироваться к нестационарным параметрам источника электроснабжения.

По направлению: «Создание технологий энергоэффективного автоматизированного освещения улиц и зданий на основе регулируемых энергосберегающих источников света» предложена структура интеллектуального локального регулятора, реализующего функции снижения освещенности в заданной зоне, в зависимости от внешних условий, а так же структура систем управления, обеспечивающая гибкую реконфигурацию системы по критерию эксплуатационной надежности с обратной связью; предложена методика определения остаточного ресурса светильников на основе ламп ДНаТ и светодиодных источников;  предложены варианты оптимизации функционального резерва светильников для повышения эксплуатационной надежности системы освещения; предложено информационное обеспечение систем управления уличным освещением, обеспечивающее прогнозирование ремонтно-технических мероприятий, мониторинг показателей надежности, а также информационная база данных планирования ремонтно-технического обслуживания; предложены варианты модернизации систем освещения с применением механизма возвратно-целевого финансирования эволюционного внедрения; разработаны блоки управления светильниками и иллюминацией по беспроводным каналам связи и питающей сети;

По направлению «Диспетчеризация инженерных систем ЖКХ» разработана методология интегрированного управления сложными теплоэнергетическими комплексами, позволяющая оптимальным образом согласовывать динамику подсистем и принятие управленческих решений по повышению энергетической эффективности производства; разработаны методы идентификации энергетических характеристик подсистем энергетических комплексов по критериям гарантированной точности и минимизации стоимости энергетических обследований; разработаны методы идентификации оперативных энергетических характеристик технологических объектов, позволяющих оперативное ведение технологических процессов по критерию минимума энергоемкости; разработаны ориентированные модели теплоэнергетических сетей и комплексов, позволяющих решать оперативные задачи парирования возмущений в сложных сетях.

Лаборатории мирового уровня