ИСТИНА

Целью проекта является разработка, анализ, оптимизация и управление термоэлектромеханической энергетической системой на основе «умных» материалов. С практической стороны, основной задачей проекта является разработка термоэлектромеханической системы, основанной на использовании «умных» материалов, моделирование ее работы. Эта часть выполняется в основном зарубежными партнерами коллектива. С точки зрения теории, основной рассматриваемой задачей является разработка математического аппарата, необходимого для анализа разрабатываемой системы, в также методов решения задачи оптимизации ее эффективности.

The project is based on a thermoelectromechanical system which makes use of materials with a shape memory effect (“smart” materials). This system allows us to use residual thermal energy, converting it into electric current, and its introduction may lead to increasing in the energy efficiency of various industries. The mathematical model of the system under consideration leads to a system of nonlinear differential equations with a discontinuous right-hand side. Engineering and computer experiments show the occurrence of a periodic motion in the system. Within the framework of the project, it is planned to study such a class of systems, study their fundamental properties, develop more advanced methods of numerical simulation of such systems. It is planned to consider various optimization problems for them, obtaining methods for the optimal parameter choice based on the theory of nonlinear systems and interval analysis. The results obtained can not only enrich the nonlinear analysis, but also find practical applications.

По итогам реализации проекта ожидаются как прикладные, так и фундаментальные результаты. К прикладным результатам относится разработка и изготовление термоэлектромеханической микроэнергетической системы, содержащей материалы с эффектом памяти формы в сочетании с упругим элементом пьезоэлектрического слоя. К фундаментальным результатам относится установление свойств решений систем рассматриваемого класса и возникающих в них движений, установление различных свойств таких систем (устойчивость, управляемость, наличие периодических режимов), разработка математического аппарата для решения задач оптимизации при различных целевых функциях. Ожидаемые научные результаты будут оригинальными и носят фундаментальный характер. Ожидается, что результаты экспериментальных и прикладных исследований также будут оригинальными с точки зрения создания принципиально новых конструкций и их данных. В результате совокупных исследований ожидается построение новой, эффективной системы, пригодной для практического применения.

Коллектив имеет богатый опыт решения различных задач управления, в том числе и для сложных нелинейных систем, систем с разрывной правой частью, в условиях неопределенности. В основе используемых методов лежат теория систем переменной структуры,теория одновременной стабилизации, теория построения цифровых регуляторов, существенно развитые членами коллектива. Имеется опыт практической реализации полученных теоретических методов и алгоритмов, разработки реализующих их программных комплексов.