Department of Instrumentation and Control Engineering

Národní centrum kompetence - Kybernetika a umělá inteligence

Období řešení projektu: 2018-2022
Kód projektu CEP: TN01000024
Link na CEP: https://www.isvavai.cz/cep?s=rozsirene-vyhledavani&ss=detail&n=0&h=TN01000024

Projektový tým ústavu:
T. Vyhlídal, P. Skopec, M. Kuchař, A. Peichl, J. Bušek, J. Fišer
Popis projektu:

Výzkumný tým ústavu se podílí na řešení NCK – KUI (https://www.ciirc.cvut.cz/cs/research-education/projects/project-nck-kui/), který koordinuje prof. Ing. Vladimír Mařík, DrSc., dr. h. c., CIIRC ČVUT v Praze. Tým je konkrétně zapojen do dílčího projektu:

ROBOTIKA A KYBERNETIKA PRO PRŮMYSL/SPOLEČNOST 4.0, sub-projektt: Složité systémy pro rozvrhování, plánování a řízení, který vede prof. Ing. Vladimír Kučera, DrSc., dr.h.c., CIIRC ČVUT v Praze.

Tým ústavu řeší dvě oblasti modelování a řízení komplexních technologických a energetických systémů:

1) Ve spolupráci s průmyslovým partnerem ZAT a.s. (https://www.zat.cz/) je realizován simulátor vodní elektrárny pro účely parametrizace regulátorů otáček a výkonu vodní turbíny. Simulátor je jednak implementován v prostředí Python, kde je parametrizován přes vytvořené webové rozhraní. Odladěné funkcionality simulátoru jsou implementovány v programátorském prostředí Pertinax firmy ZAT a.s., kde slouží k ověření systému řízení turbosoustrojí v rámci koncepce „hardware in the loop”.

2) Druhá oblast výzkumu, řešená s průmyslovým partnerem PTSW, s.r.o. (https://www.ptsw.cz) je zaměřena na tvorbu softwarových funkcionalit pro návrh pokročilých systémů řízení průběžných ohřívacích pecí pro ohřev oceli před válcováním. Dále je řešena optimalizace samotného řízení procesu válcování. Návrhové postupy jsou založeny na širokém využití numerických modelů daných aplikací a moderních návrhových metod řízení, včetně metod MPC (Model Predictive Control), strojového učení a neuronových sítí.

Výsledek první etapy řešení: Software – TN01000024/1-V1 – Library of software modules for modelling, control, and optimization of processes and systems

Výsledek, který twoří softwarová knihovna, zahrnuje následující softwarové moduly a funkcionality vytvořené projektovým týmem ústavu:
1) Simulátor vodní elektrárny pro parametrizaci PID regulátorů řízení otáček a výkonu implementovaný v open source prostředí Python (https://aspicc.fs.cvut.cz/turbine)
2) Funkční blok vodní elektrárny ve vývojovém prostředí Pertinax pro parametrizaci PID regulátorů řízení otáček a výkonu v koncepci „hardware in the loop”
3) Výpočetně efektivní nelineární model ohřívací pece pro optimalizaci ohřevu v reálném čase. Zahrnuje implementaci metod výpočtu relativně detailního tepelného přenosu, odhadu stavu a prediktivního řízení
4) Detailní počítačový model ohřívací pece pro virtuální experimenty, implementace v CFD software
5) Implementace podpůrných metod pro řízení válcovacích stolic
6) Vytvoření a implementace (jazyk C++) fuzzy-polynomiálního modelu pro odhad korekčních válcovacích parametrů

Schéma přívodního kanálu a turbosoustrojí vodní elektrárny uvažované ve vytvořeném simulátoru https://aspicc.fs.cvut.cz/turbine
Zobrazení prostorového rozprostření teploty, intenzity sálání a rychlosti proudění, jako výsledku CFD modelu.
Zobrazení prostorového rozprostření teploty, intenzity sálání a tepelného toku, jako výsledku zjednoduššeného FVM modelu.