Grant: Program na podporu excelentných tímov mladých výskumníkov v podmienkach Slovenskej technickej univerzity v Bratislave

Čas riešenia: 2015-2016

Abstrakt: Predkladaný projekt sa zameriava na významné rozšírenie možností bezpečného optimálneho riadenia širokej škály technologických procesov. Tento projekt rieši možnosti integrácie a implementácie pokročilých prístupov matematickej optimalizácie na dosiahnutie bezpečného a ekonomicky efektívneho riadenia  komplexných technologických procesov. Pri návrhu pokročilých algoritmov optimálneho riadenia systémov sa bude brať ohľad na dosiahnutú bezpečnosť prevádzky a kvalitu riadenia. Kvalita riadenia je vyhodnocovaná vzhľadom na celkovú bezpečnosť, optimalizáciu vstupných surovinových a energetických zdrojov, ako aj redukcia prípadných negatívnych dopadov na životné prostredie. Ďalším posudzovaným kritériom je celková výpočtová náročnosť. Čiastkovým cieľom projektu je vývoj softvérových nástrojov, voľne dostupných prostredníctvom internetu.

Ciele projektu: 

Predkladaný projekt je zameraný na rozpracovanie algoritmov bezpečného riadenia technologických procesov založeného na prístupoch optimálneho, prediktívneho a robustného riadenia. Tieto prístupy riešia problémy vyplývajúce z výskytu neurčitostí a nelineárneho správania sa procesov využívaných v chemickom a potravinárskom priemysle. Tieto procesy patria z riadiaceho pohľadu medzi náročné, vzhľadom na častý výskyt nelineárneho, asymetrického a neminimálne fázového správania sa, s častým výskytom parametrov, ktoré sa menia v priebehu riadenia.

Čiastkové ciele sú rozdelené do troch kategórií.

Ciele projektu v teoretickej oblasti sú:

• redukcia konzervatívnosti prístupov robustnej analýzy a syntézy,
• rozpracovanie metód a návrh efektívnych algoritmov bezpečného robustného prediktívneho riadenia mnohorozmerových systémov s ohraničeniami riadiacich, stavových a riadených veličín,
• spracovanie metodiky riešenia optimalizačných úloh použitím numerických a analytických metód dynamického programovania,
• spracovanie kompaktného modelu, ktorý bude čo najpresnejšie odzrkadľovať dynamiku komplexného procesu chemicko-technologického procesu.

Ciele projektu v experimentálnej oblasti sú:

• implementácia bezpečného optimálneho riadenia, získaného na základe numerických a analytických metód, na reálnom chemicko-technologickom procese.
• syntéza explicitného prediktívneho regulátora a jeho implementácia na nízko úrovňový hardvér s limitovanými pamäťovými a výpočtovými prostriedkami,
• implementácia automaticky generovaného a sebestačného algoritmu pomocou simulácie a pomocou riadenia reálnych procesov.

Ciele projektu v oblasti vývoja voľne dostupného softvéru sú:

• rozšírenie softvérového balíka pre matematické modelovanie a riadenie s neurčitosťami v chemickom a potravinárskom priemysle.
• vývoj pokročilého softvéru na generovania algoritmov bezpečného prediktívneho riadenia, ktorý na základe požiadaviek na kvalitu riadenia, bez potreby hlbšej znalosti náročných matematických operácii, vygeneruje efektívny riadiaci algoritmus. 

Riešitelia: 

• Ing. Juraj Oravec, PhD. (zodpovedný riešiteľ), 
• Ing. Juraj Holaza,
• Ing. Martin Jelemenský,
• Ing. Bálint Takács.

Poďakovanie:

Slovenská verzia:
Autori ďakujú STU za finančnú podporu v rámci Grantovej schémy na podporu excelentných tímov mladých výskumníkov.

Anglická verzia:
The authors would like to thank for financial assistance from the STU Grant scheme for Support of Excellent Teams of Young Researchers.