Комплекс технических средств информационной поддержки принятия решений по оперативному управлению объектами судовой электроэнергетики

• Автор: Нгуен Минь Дык
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 153 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ ПРЕДПОСЫЛОК К СОЗДАНИЮ СИСТЕМ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПО ОПЕРАТИВНОМУ УПРАВЛЕНИЮ ОБЪЕКТАМИ СУДОВОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ
1.1 Технология принятия решений в оперативном управлении объектами судовой электроэнергетики и перспективы автоматизации выработки решений
1.2 Типовые объекты судовой электроэнергетики. Структуры и режимные параметры
1.3 Анализ технологий контроля режимных параметров и оценки состояний
объектов судовой электроэнергетики
1.4 Выводы по главе
2 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ И НЕЧЕТКОГО ВЫВОДА ДЛЯ СОЗДАНИЯ КТС ИППР
2.1 Основания к использованию теории нечетких многжеств в разрабатываемой системе информационной поддержки принятия решений
2.2 Основной принцип и алгоритм функционирования нечеткой системы
2.3 Математическая модель многопараметрической нечеткой системы на примере преобразователя электроэнергии
2.4 Моделирование систем информационной поддержки операторов сложных электроэнергетических объектов
2.5 Выводы по главе
3 РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ
3.1 Структура и состав комплекса технических средств информационной поддержки принятия решений
3.2 Технологии построения и внедрений СИП. Проработка схемотехнических решений
3.3 Алгоритм нечеткой системы для интеграции в аппаратуру комплекса технических средств информационной поддержки оператора
3.4 Средства человеко-машинного интерфейса систем информационной поддержки оператора
3.5 Выводы по главе
Заключение
ПРИЛОЖЕНИЯ
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность диссертационной работы
Судовые электроэнергетические системы (СЭЭС), главные двигательные электроустановки (ГДЭУ), вспомогательные движительные электроустановки (ВДУ), гребные электроэнергетические установки (ГЭУ), целевые специальные централизованные и распределенные системы бесперебойного электропитания потребителей (СЭП) могут рассматриваться как объекты одного класса: объекты судовой электроэнергетики, которые, несмотря на имеющиеся различия и назначения, характеризуются тем, что их функционирование тесно связано либо с производством, распределением и преобразованием, либо с преобразованием и потреблением силовой электроэнергии и должны отвечать повышенным требованиям к качеству функционирования, обеспечивая нормальную эксплуатацию судов и других плавсредств, с соблюдением условий безопасности обслуживающего персонала, пассажиров и грузов.
Все указанные электроэнергетические объекты относятся к классу сложных технических объектов, так как состоят, в свою очередь, из многих взаимодействующих в различных режимах работы компонентов, поведение которых характеризуется множеством параметров, что обеспечивается наличием многоконтурных локальных систем автоматического регулирования и автоматизированного управления[10, 13,39].
На протяжении многих лет автоматизации функций управления, контроля и регулирования параметров и защит судовых электроэнергетических объектов уделялось самое пристальное внимание, постоянно совершенствовались элементная база и алгоритмы функционирования, о чем свидетельствуют труды Токарева Л.Н., Ясакова Г. С., Максимова Ю.И. и Павлюченкова А.М., Баранова А.П., Королевой Т.Н., Воскобовича В.Ю. Однако безвахтенная эксплуатация таких объектов практически не осуществляется из-за возможности наступления очень опасных последствий. В 80-х годах прошлого века Я.Н. Лугинским, В.А. Семеновым, а так же В.В. Бушуевым в своих трудах [2, 6] высказывались идеи необходимости и
возможности использования математического моделирования электроэнергетических объектов с целью решения части задач оперативного управления. В частности, круг этих задач ограничивался проверкой допустимости динамических и установившихся режимов, вызываемых планируемыми диспетчерскими коммутациями в системах. Решение этих задач предполагалось осуществлять классическими по тому времени средствами - обработкой данных по алгоритмам решений систем дифференциальных уравнений (Горева-Парка) с помощью гибридных (аналого-цифровых) электронных вычислительных машин[1,6,41,42]. Для судов, как автономных энергетических объектов, в отличие от общепромышленных объектов, такой подход являлся избыточным и слишком затратным и поэтому практического значения не имел. Но за последние 20-30 лет с развитием техники и теории систем управления, а особенно микроконтроллеров и теории нечетких систем, внедрение систем информационной поддержки непосредственно дежурному персоналу на судах становится вполне доступно. Следовательно, в условиях современности, задача дополнительной помощи обслуживающему персоналу в оперативном управлении сложными электроэнергетическими объектами корабля, а особенно в моменты, когда необходимо принимать оптимальные решения в условиях дефицита времени для предотвращения и минимизации последствий аварийных событий, является актуальной[28,30].
С развитием современных средств сбора и обработки данных, средств вычислительной техники, методов и средств моделирования, а также средств представления данных, такая помощь осуществима с применением систем информационного обеспечения и информационной поддержки оператора. Все чаще такие системы внедряются на сложные объекты и практика показывает, что затраты на их разработку и создание оправдываются в ходе эксплуатации, предоставляя возможности быстро предотвращать или с наименьшими потерями избегать опасных последствий. Не могут являться исключением и электроэнергетические объекты судов, кораблей и других технических средств флота, причем оправданным является не только включение систем поддержки принятия решений в новые проекты, но и их внедрение на объектах, уже находящихся в эксплуатации[31].

электроэнергии на потребителях (если они исправны) зависит от качества функционирования преобразователей и/или от качества вырабатываемой СГА электроэнергии. Вместе с тем, как уже отмечалось, для правильной и безаварийной работы СЭЭС не менее важными являются и параметры режимов функционирования приводных двигателей. Как показано ранее, функционирование дизелей в свою очередь зависит от наличия и соответствия требованиям параметров не электрической природы, как например, температуры и давления топлива, масла, наличия и чистоты охлаждающей жидкости. Для безопасных и правильных переходов от одних режимов эксплуатации к другим, следует контролировать возможность пуска генераторных агрегатов, находящихся в резерве. А это значит, что необходимо также знать, что запасов сжатого воздуха или ресурсов аккумуляторных батарей хватит для очередного запуска судовых генераторных агрегатов. Таким образом, формируется список параметров, который необходим, для создания систем информационной поддержки оператора СЭЭО.
1.3 Анализ технологий контроля режимных параметров и оценки состояний объектов судовой электроэнергетики
В период эксплуатации современных автоматизированных объектов судовой электроэнергетики можно выделить два режима функционирования:
- автоматический, когда все функции и действия осуществляются непосредственно под управлением аппаратуры САУ и локальных систем, а оператор только наблюдает.
- автоматизированный, когда оператору приходится вмешиваться в процесс управления и выполнять обозначенные на рис.1.1 функции:
- анализировать данные об объекте;
- оценивать ситуацию;
- вырабатывать план действий и осуществлять его.
В автоматическом режиме измерения параметров, обработка данных и управление осуществляется в замкнутых контурах систем, во внутренних форма-