Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Лаборатория «Цифровизация, анализ и синтез сложных механических систем, сетей и сред»

Номер договора
075-15-2021-573
Период реализации проекта
2021-2023
Заведующий лабораторией

По данным на 01.12.2023

47
Количество специалистов
32
научных публикаций
8
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Цифровизация – это внедрение цифровых технологий в различных областях науки, техники и производства, ставшее недавно актуальным в связи с повсеместным использованием компьютерных технологий. Данный проект посвящен развитию методов цифровизации для анализа и синтеза сложных механических систем с приложением к проектированию объектов машиностроения: перспективного вибрационного, энергетического, химического оборудования, робототехнических комплексов, летательных аппаратов.

Название проекта:  Теоретические основы цифровизации анализа и синтеза сложных механических систем, сетей и сред


Цели и задачи

Исследования планируется проводить в рамках пяти направлений:

  1. Цифровое интеллектуальное управление многороторными вибрационными установками. Задачи: разработка фундаментальных основ и оценка предельных возможностей цифрового и адаптивного (интеллектуального) управления для повышения эффективности вибрационных машин.

  2. Автономная навигация и управление многоагентными робототехническими и мехатронными комплексами. Задачи: разработка методологии анализа и синтеза эффективных и строго обоснованных алгоритмов децентрализованной автономной навигации многоагентных робототехнических комплексов в условиях нерегулярного или скудного информационного обмена.

  3. Адаптивное управление и оценивание для летательных аппаратов при больших задержках и ограничениях на каналы связи. Задачи: разработка алгоритмов управления при существенной неполноте информации для выполнения маневров современных аэрокосмических систем.

  4. Разработка методов цифрового управления нелинейными пространственно распределенными системами и прочностными свойствами нелинейных акустических метаматериалов. Задачи: создание серии цифровых алгоритмов для подавления и возбуждения заданных форм колебаний в протяженных механических объектах для решения прикладных задач, в т.ч. повышение эффективности шумопоглощающих экранов и подавление колебаний протяженных конструкций (мостов, кранов и т.п.); синтеза нелинейных акустических метаматериалов с заданными свойствами на основе цифрового управления.

  5. Разработка новых методов и алгоритмов цифрового адаптивного управления непрерывными распределенными системами в условиях значительных возмущений. Задачи: повышение точности и безопасности работы объектов энергетического и химического машиностроения, таких, как комплексы энергомашин и ректификационные колонны.

Практическое значение исследования

Научные результаты:

  1. Разработаны фундаментальные основы и оценки предельных возможностей цифрового и интеллектуального управления для повышения эффективности вибрационных машин для различных отраслей промышленности.
  2. Разработаны фундаментальные основы и методология анализа и синтеза эффективных и строго обоснованных алгоритмов реального времени децентрализованной автономной навигации и кооперации многоагентных робототехнических и мехатронных комплексов в условиях нерегулярного или скудного информационного обмена между его компонентами.
  3. Разработаны алгоритмы управления при существенной неполноте информации для выполнения маневров различных робототехнических систем. Разработаны новые методы управления динамично изменяемой несущей аэродинамической поверхностью летательных аппаратов на основе мультиагентного подхода.
  4. Созданы серии цифровых алгоритмов, обеспечивающих подавление и возбуждение заданных форм колебаний в протяженных механических объектах: балках, пластинах, оболочках для решения прикладных задач, в частности, для повышения эффективности шумопоглощающих экранов, подавление колебаний протяженных конструкций. Разработан метод синтеза нелинейных акустических метаматериалов с заданными свойствами на основе теории цифрового управления с обратной связью.
  5. Разработаны алгоритмы, повышающие точность и безопасность работы объектов энергетического и химического машиностроения таких, как комплексы энергомашин и ректификационные колонны.
  6. В 2023 году на Всемирном конгрессе ИФАК в г. Иокогаме (Япония) награду за лучшую публикацию в журнале ИФАК Annual Reviews in Control в 2020-2022 гг. получила совместная работа А. Аннасвами (МТИ, США) и А. Фрадкова (ИПМаш РАН): Anuradha M. Annaswamy and Alexander L. Fradkov. A Historical Perspective of Adaptive Control and Learning // Annual Reviews in Control, 52 (2021) 18–4.

Скрыть Показать полностью
A.N. Nekhoroshikh, D. Efimov, E. Fridman, W. Perruquetti, I.B. Furtat, A. Polyakov.
Practical fixed-time ISS of neutral time-delay systems with application to stabilization by using delays // Automatica. 143(4), DOI: 10.1016/j.automatica.2022.110455
Aleksandrov, D. Efimov, E. Fridman.
Stability of homogeneous systems with distributed delay and time-varying perturbations // Automatica. Volume 153, 2023, 111058, DOI: 10.1016/j.automatica.2023.111058.
Aleksandrov, D. Efimov, E. Fridman.
Analysis of homogeneous systems with distributed delay using averaging approach // IFAC-PapersOnLine. Volume 56, Issue 2, 2023, Pages 174-179. DOI:10.1016/j.ifacol.2023.10.1565.
A.M. Annaswamy, A.L. Fradkov.
A historical perspective of adaptive control and learning // Annual Reviews in Control. Volume 52, 2021, Pages 18-41, DOI: 10.1016/j.arcontrol.2021.10.014.
Plotnikov S.A., Fradkov A.L.
Synchronization of nonlinearly coupled networks based on circle criterion // Chaos. — 2021. — V. 31. — P. 103110. https://doi.org/10.1063/5.0055814
Sevasteeva E.S., Plotnikov S.A., Lynnyk V.
Processing and model design of the gamma oscillation activity based on FitzHugh-Nagumo model and its interaction with slow rhythms in the brain // Cybernetics and Physics. — 2021. — Vol. 10, Issue 4. — P. 265–272. https://doi.org/10.35470/2226-4116-2021-10-4-265-272
Плотников С.А., Фрадков А.Л.
Адаптивная идентификация параметров для класса моделей нейронных ансамблей с применением к эргатическим системам // Мехатроника, автоматизация, управление. — 2024. — Том 25, № 1. — С. 13-18. https://doi.org/10.17587/mau.25.13-18
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория инновационных технологий и механики разрушения (10)

Санкт-Петербургский государственный морской технический университет - (СПбГМТУ)

Механика и машиностроение

Санкт-Петербург

Кашаев Николай Сергеевич

Россия

2024-2028

Лаборатория «Динамика и экстремальные характеристики перспективных наноструктурированных материалов»

Санкт-Петербургский государственный университет - (СПбГУ)

Механика и машиностроение

Санкт-Петербург

Ли Баоцян

Китай

2022-2024

Научно-исследовательская лаборатория механики биосовместимых материалов и устройств

Пермский национальный исследовательский политехнический университет - (ПНИПУ)

Механика и машиностроение

Пермь

Зильбершмидт Вадим Владимирович

Великобритания, Россия

Ташкинов Михаил Анатольевич

Россия

2021-2023