Науковий напрямок “Моделювання та оптимізація процесів управління складними динамічними системами”

Науковий напрямок “Моделювання та оптимізація процесів управління складними динамічними системами”

Засновник та керівник напрямку – д.т.н., професор Северин Валерій Петрович

Анотація

В наш час існує багато важливих класів керованих динамічних систем: енергетичні системи, літальні апарати, системи електричного транспорту та інші системи. Під час модернізації існуючих та проєктуванні нового покоління інформаційних управляючих систем (ІУС) особлива увага приділяється підвищенню їх безпеки і надійності, покращенню якісних характеристик. У зв’язку з цим виникає необхідність підвищення надійності та точності методів проєктування ІУС. 

Однією з основних інженерних проблем створення ІУС є проблема оптимізації їх показників якості, особливості якої визначають велика кількість конструктивних параметрів, складність формалізації і визначення показників якості, суперечність вимог, що пред’являються до них, високий порядок моделей систем. Традиційні методи розрахунку систем управління зазвичай засновані на істотному спрощенні моделей і застосуванні наближених непрямих скалярних критеріїв якості. Найбільшим недоліком у розрахунках систем управління є те, що в цій галузі мало застосовуються моделі та методи теорії оптимізації. Необхідність в розробці моделей і методів оптимізації показників якості процесів управління складними динамічними системами для підвищення надійності, точності та якості автоматизації різних технологічних процесів і визначає актуальність даного наукового напрямку, який доцільно розширити з використанням інтелектуальних систем, інтернету речей, розумного середовища включно з розумним будинком. 

Досягнення 

Кафедра САІТ більше 30 років працює в напрямі моделювання та оптимізації процесів управління складними динамічними системами. Розроблені моделі та проведена оптимізація пристроїв електромагнітної левітації, генераторів потужних електричних імпульсів, процесів управління енергоблоками атомних електричних станцій, електричним транспортом, квадрокоптером та іншими складними динамічними системами. 

За вказаною тематикою захищено 4 кандидатські та 2 докторські дисертації, виконано більше 50 кваліфікаційних магістерських робіт. Опубліковано більше 100 наукових робіт в фахових виданнях України та матеріалах міжнародних конференцій, серед яких 5 проіндексовано в наукометричній базі Scopus. 

Публікації

  1.  Omelyanenko V. I., Sergeev S. A., Severin V. P. Multiple criteria optimization of the maglev vehicle levitation unit // The First Japan-CIS joint seminar on electromagnetomechanics in structures. – Tokyo, 1992. – P. 130–133. 
  2.  Severin V. P., Gubarev G. G., Grozenok D. E. Multicriterion optimization and identification of high voltage pulse generators. – Ninth International Symposium on High Voltage Engineering. August 28 – September 1, 1995, Graz Convention Center, Austria, Europe. Vol. 4. – P. 4557-1–4557-4. 
  3.  Gubarev G. G., Severin V. P., Grozenok D. E. Simulating of high voltage cascade pulse generators // Ninth International Symposium on High Voltage Engineering. August 28 – September 1, 1995, Graz Convention Center, Austria, Europe. Vol. 4. P. 4556-1–4556-4. 
  4.  Lysenko L. I., Omelyanenko V. I., Sergeev S. A., Severin V. P. Parallel genetic algorithm for multicriteria optimization // Proc. of the 4th Int. Workshop on Optimization and Inverse Problems in Electromagnetism. Brno, Czesh Republic, June 19-21, 1996. – P. 46. 
  5.  Severin V. P. Automatic Control Systems Integral Quadratic Estimates Minimization. Part 1. Estimates computation // Journal of Automation and Information Sciences C/C OF AVTOMATIKA THEN PROBLEMY UPRAVLENIIA I INFORMATIKI. – 2004. VOL 36; NUMB 7/8, pages 1-11. – URI: https://www.dl.begellhouse.com/de/journals/2b6239406278e43e,30ebd6066e9a2820,1acdfbb220104bef.html 
  6.  Severin V. P. Minimization of Integral Square Estimates of Automatic Control Systems. Part II. Step by Step Approach // Journal of Automation and Information Sciences C/C OF AVTOMATIKA THEN PROBLEMY UPRAVLENIIA I INFORMATIKI. – 2004. VOL 36; NUMB 9, pages 1-9. 
  7.  Severin V. P. Vector Optimization of the Integral Quadratic Estimates for Automatic Control Systems // Journal of Computer and Systems Sciences International. – 2005. – Vol. 44. – No. 2. – Pp. 207–216. 
  8.  Severin V. P. Application of Genetic Algorithms to Vector Optimization of the Automatic Control Systems // Intelligent Information and Engineering Systems. International Book Series “Information Science and Computing”, Supplement to the International Journal “Information Technologies and Knowledge”. – 2009. – Number 13. Volume 3. – Rzeszow, Poland – Sofia, Bulgaria: ITHEA. – P. 90–97. – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/33139 
  9.  Jafari H. S. M., Severin V. P. Optimal synthesis of intelligent control systems of atomic power station using genetic algorithms // Intelligent Information and Engineering Systems. International Book Series “Information Science and Computing”, Supplement to the International Journal “Information Technologies and Knowledge”. – 2009. – Number 13. Volume 3. – Rzeszow, Poland – Sofia, Bulgaria: ITHEA. – P. 98–105. – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/33141 
  10.  Fedyanina K., Kucher I., Severin V. P. Optimal design of intelligent control systems of steam turbine using genetic algorithms // Intelligent Information and Engineering Systems. International Book Series “Information Science and Computing”, Supplement to the International Journal “Information Technologies and Knowledge”. – 2009. – Number 13. Volume 3. – Rzeszow, Poland – Sofia, Bulgaria: ITHEA. – P. 105–113. – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/33142 
  11.  Северин В. П., Нікуліна О. М., Ахтирцев М. І. Математичне та програмне забезпечення для моделювання одноступеневого генератора імпульсів напруги // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». – Харків: НТУ «ХПІ», 2013. – № 33(1066). – C. 19-24. ISSN 2078-9998. – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/5202 
  12.  Jafari H. S. M., Severin V. P. Multicriterion synthesis of intelligent control systems of generating unit of nuclear power station // International Journal of Industrial Engineering & Production Research. – Iran, Tehran, Iran University of Science & Technology. – 2014. – Vol. 25. – No. 3. – P. 243-255. ISSN 2008–4889. – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/37363 
  13.  Северин В. П., Нікуліна О. М., Буряковський В. С. Аналіз електронних фільтрів Баттерворта чисельними методами // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». – Харків: НТУ «ХПІ», 2014. – № 55(1097). – C. 19-24. ISSN 2079-0023. – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/12911 
  14.  Северин В. П., Нікуліна О. М., Ахтирцев М. І. Математичне та програмне забезпечення для імітаційного моделювання багатоступеневих генераторів імпульсів напруги // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». Збірник наукових праць. Серія: Радіофізика та іоносфера. – Харків: НТУ «ХПІ», 2015. – № 37(1146). – C. 30-35. ISSN 2078-9998. – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/18022 
  15.  Severin V. P., Nikulina E. N., Buriakovskyi V. S. Development of the controller for the quadcopter Finken in simulation enviroment Vrep // Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Системний аналіз, управління та інформаційні технології. – Харків: НТУ «ХПІ», 2016. – № 37 (1209). – С. 9–12. – Бібліогр.: 5 назв. – ISSN 20790023. – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI–Press/26727 
  16.  Nikulina E., Severin V., Lukinova D. Mathematical models for investigation of WWER-1000/320 transients // Nuclear and Radiation Safety. – 2018, Volume 1, Issue 77, Pages 18-23. – Входить до МНБ Scopus. 
  17.  Nikulina E. N., Severyn V. P., Kotsiuba N. V. Optimization of direct quality indexes of automatic control systems of steam generator productivity // Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Системний аналіз, управління та інформаційні технології. – Харків: НТУ «ХПІ», 2018. – № 21 (1297). – С. 8–13. – Библіогр.: 12 назв. – ISSN 20790023. – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI–Press/37363 
  18.  Северин В. П., Ніцин Д. О., Сидоренко О. С. Геометричне моделювання імунітету людини, як системи зі зворотнім зв’язком // Науковий вісник Таврійського державного агротехнологічного університету. – Мелітополь: ТДАТУ. – 2018. – Випуск 8. – Том 1. – С. 124–131. – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI–Press/43192 
  19.  Северин В. П., Ніцин Д. О., Сидоренко О. С. Графоаналітичний метод знаходження екстремуму функції трьох змінних у задачах управління // Прикладна геометрія та інженерна графіка: міжвідом. наук.-техн. зб. = Applied geometry and graphics: the Interdepart. Col. of Proc. / відп. ред. В. Є. Михайленко. – Київ: КНУБА, 2018. – Вип. 94. – С. 100-107. – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/44654 
  20.  Нікуліна О. М., Северин В. П., Коцюба Н. В. Розробка інформаційної технології оптимізації управління складними динамічними системами // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Системний аналіз, управління та інформаційні технології. – Харків: НТУ «ХПІ», 2020. – № 2 (4). – С. 63–69. – ISSN 20790023. – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI–Press/50285 
  21.  Нікуліна О. М., Северин В. П., Коцюба Н. В., Бубнов А. І. Моделювання теплових процесів парогенератора АЕС для інформаційної технології оптимізації управління // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Системний аналіз, управління та інформаційні технології. – Харків: НТУ «ХПІ», 2021. – № 1 (5). – С. 56–61. – ISSN 20790023. – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI–Press/53639 
  22.  Нікуліна О. М., Северин В. П., Надуєва М. О., Бубнов А. І. Моделювання розвитку епідемії на основі інформаційної технології оптимізації // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Системний аналіз, управління та інформаційні технології. – Харків: НТУ «ХПІ», 2021. – № 2 (6). – С. 47–52. – ISSN 20790023 (print), ISSN 24102857 (online). – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI–Press/55913 
  23.  Nikulina O., Severin V., Kotsuba N. Parametric synthesis of control systems for the steam generator of a nuclear power plant. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2022. Vol 1, no. 2 (115). P. 77–84. – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/71585 
  24.  Нікуліна О. М., Северин В. П., Бубнов А. І., Кондратов О М., Розробка нелінійної моделі парогенератора АЕС для інформаційної технології оптимізації управління // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Системний аналіз, управління та інформаційні технології. – Харків: НТУ «ХПІ», 2022. – № 1 (7). – С. 21–27. – ISSN 20790023 (print), ISSN 24102857 (online). DOI: 10.20998/2079-0023.2022.01.04. – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI–Press/57701 
  25.  Нікуліна О. М., Северин В. П., Шаров В. О. Розробка моделі завадостійкої передачі даних для інформаційної технології оптимізації управління динамічними системами // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Системний аналіз, управління та інформаційні технології. – Харків: НТУ «ХПІ», 2022. – № 2 (8). – С. 57–62. – ISSN 20790023 (print), ISSN 24102857 (online). DOI: 10.20998/2079-0023.2022.02.09. – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI–Press/61412 
  26.  Нікуліна О. М., Северин В. П., Шаров В. О. Моделювання та аналіз кодерів завадостійких каскадних кодів для динамічних систем // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Системний аналіз, управління та інформаційні технології. – Харків: НТУ «ХПІ», 2023. – № 1 (9). – С. 64–69. – ISSN 20790023 (print), ISSN 24102857 (online). DOI: 10.20998/2079-0023.2023.01.10. – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI–Press/67282 
  27.  Нікуліна О. М., Северин В. П., Кондратов О. М., Рекова Н. Ю. Аналіз інформаційних технологій для дистанційної ідентифікації динамічних об’єктів // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Системний аналіз, управління та інформаційні технології. – Харків: НТУ «ХПІ», 2023. – № 1 (9). – С. 110–115. – ISSN 20790023 (print), ISSN 24102857 (online). DOI: 10.20998/2079-0023.2023.01.17. – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/67295 
  28.  Северин В. П., Нікуліна О. М. Методи та алгоритми багатовимірної безумовної оптимізації: навч. посіб.. – Харків: НТУ «ХПІ», 2023. – 160 с. – URI: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI–Press/67856