Продолжаем применять теорию автоматического управления к процессам в ядерных реакторах. На этот раз рассмотрим процессе в контуре с теплоносителями и ядреными реакциями.

Данный текст является незапланировнным продолжением к статье для школьников о моделировании погони, которая внезапно превратилась в задачу перехвата артиллерийского снаряда зенитной ракетой. Сейчас мы опять обратимся к модели зайца и посмотрим на эту задачку с точки зрения теории эволюции, опять в таки изложении для школьников.

Подробное описание создания модели в первой части статьи

Продолжение статьи, созданной в процессе решения задачи о погоне, для школьников. Очков Валерий Федорович, предложил мне решить методом структурного моделирования задачу погони волка за зайцем. И в первой части именно эта задача подробно и разобрана. Многие читатели справедливо спрашивали, а причем здесь евреи и ракеты?  В этой части я покажу, как можно связать школьную задачу про бегающего по кругу зайца с израильской противоракетной системой купол. 

Этот текст – дополнение ко второй части лекции про особые линейные системы. 

Сравниваем расчет многослойной стенки в сеточной модели и расчет по формуле ТАУ. 

Продолжаем публикацию лекций по предмету "Управление в Технических устройствах" Автор Олег Степанович Козлов. Кафедра "Ядерные энергетические установки" МГТУ им. Н.Э. Баумана. Это вторая лекция, гда теория автоматеского управления применяется непосредственно к таким устройствам как ядерные реакторы. 

В предыдущих сериях:

1. Введение в теорию автоматического управления.
2. Математическое описание систем автоматического управления 2.1 — 2.3, 2.3 — 2.8, 2.9 — 2.13.
3. ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВЕНЬЕВ И СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ. 3.1  Амплитудно-фазовая частотная характеристика: годограф, АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ. 3.2 Типовые звенья систем автоматического управления регулирования. Классификация типовых звеньев. Простейшие типовые звенья. 3.3 Апериодическое звено 1–го порядка инерционное звено. На примере входной камеры ядерного реактора. 3.4 Апериодическое звено 2-го порядка. 3.5 Колебательное звено. 3.6 Инерционно-дифференцирующее звено. 3.7 Форсирующее звено. 3.8 Инерционно-интегрирующее звено (интегрирующее звено с замедлением). 3.9 Изодромное звено (изодром). 3.10 Минимально-фазовые и не минимально-фазовые звенья. 3.11 Математическая модель кинетики нейтронов в «точечном» реакторе «нулевой» мощности. 
4. Структурные преобразования систем автоматического регулирования. 
5. Передаточные функции и уравнения динамики замкнутых систем автоматического регулирования (САР).
6. Устойчивость систем автоматического регулирования. 6.1 Понятие об устойчивости САР. Теорема Ляпунова. 6.2 Необходимые условия устойчивости линейных и линеаризованных САР. 6.3 Алгебраический критерий устойчивости Гурвица. 6.4 Частотный критерий устойчивости Михайлова. 6.5 Критерий Найквиста.
7. Точность систем автоматического управления. Часть 1 и Часть 2
8. Качество переходного процесса. Часть 1 и Часть 2
9. Синтез и коррекция систем автоматического регулирования (САР).
10. Особые линейные системы. Часть 1

В тексте на школьном примере демонстрируется вся красота структурного моделирования технических систем. Рассматривается задача погони волка за зайцем которая на самом деле является задачей перехвата любых целей в многомерном пространстве. Объясняем на пальцах, для самых маленьких, как работает система противоракетной обороны Израиля. Мне кажется, что у меня получилось объяснить способы решения системы алгебраический и дифференциальных уравнений маленькому человеку, которые еще не знает что такое производная или большему человеку кторый уже забыл об этом, да и не знал никогда. Один знакомый финансист прочитав этот текст, бросил дебет с кредитом и банковские счета и попросился работать инженером, потому что ему вдруг стало понятно о чем ему говорили на уроках математики.

Статья инженера, работающего в авиации о проблемах импортозамещения. Практический опыт использования отечественного ПО для решения практических задач. Что очень ценно, поскольку все задачи реальные. Да это частное мнение одного инженера, поэтому он просил не упоминать его фамилии, и это не официальная позиция организации, но тем это интереснее узнать о чем думают практики.

Продолжаем истории быдлокодера, который пытается стать миллионером. В данном тексте вас ждет новое слово в науке и технике, а также очередные поучительные истории внедрения инженерного софта в суровых условиях зоны рискованного земледелия среднерусской возвышенности и солнечного ковбойского штата Техас. 

Этот текст у меня родился после посещения конференции, где наш заказчик (внезапно для нас) рассказал, как он с помощью нашей библиотеки моделирования теплогидравлических систем и библиотеки нейронных сетей обрабатывает данные, полученные с летательных аппаратов, используя 1D математическую модель системы кондиционирования воздуха. 

Привет всем маленьким любителям больших технических систем! В данной статье расскажем, как технологии создания систем управления ядерным реактором могут применяться в быту. Рассмотрим пример практического применения модельно-ориентированного подхода и структурного моделирования для бытовой и очень актуальной осенней задаче обогрева жилого помещения. А также на практике покажем, что такое цифровой двойник, с чем его едят и как его правильно приготовить. Мы уже публиковали статьи на данную тему: Технология создания динамических моделей на примере обогрева помещения  и Девушка и электронагреватель. Моделирование экономики бытового потребления воды.

Но если предыдущие статьи — это высокая теория, то теперь обратимся к низкой практике - пойдем в подвал. Мы покажем, как в быту можно применять знания, полученные после изучения теории автоматического управления. Будет, как всегда, интересно и познавательно.

Продолжаем образовательные истории быдлокодера, который никак не может стать миллионером. Сейчас будет трогательная и крайне поучительная история, как мы начали импортозамещать MATLAB в авиации, когда нас об этом никто не просил, и еще до того, как это стало модно, и молодежно!

Прочитав этот текст, вы поймете как нужно правильно оценивать себя, свое ПО и потенциальных партнеров по опасному бизнесу. В тексте описыватеся только реальный личный опыт автора, поэтому все события выдуманы и совпадения случайны.

Как я уже рассказывал, американская коррупция превратила физика-ядерщика в былдокодера, но далеко от ядерных реакторов у меня оторваться сразу не получилось, несмотря на всю мою оторванность. Поэтому первые коммерчески успешные проекты у нашей копании были связанны технологиями «говна и пара», как на флоте называют ядерный реактор атомных подводных лодок. Не спрашивайте почему реактор ядерный, а подлодка атомная, это науке не известно. Но в итоге наше ПО начало применяться для проектирования систем управления АПЛ: сначала в качестве системы моделирования, потом для автоматической генерации управляющего ПО, дальше – больше, и уже наш код стоит непосредственно в системе управления.

Продолжаем публикацию лекций по предмету "Управление в Технических устройствах" Автор Олега Степановича Козлова. Кафедра "Ядерные энергетические установки" МГТУ им. Н.Э. Баумана. Это пожалуй первая лекция, гда теория автоматеского управления применяется непосредственно к таким устройствам как ядерные реакторы. Более того имеенно на это лекции объясняется что такое 1D моделирование.

В предыдущих сериях:

1. Введение в теорию автоматического управления.2. Математическое описание систем автоматического управления 2.1 — 2.3, 2.3 — 2.8, 2.9 — 2.13. 

3. Частотные характеристики звеньев и систем автоматического управления регулирования. 3.1. Амплитудно-фазовая частотная характеристика: годограф, АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ. 3.2. Типовые звенья систем автоматического управления регулирования. Классификация типовых звеньев. Простейшие типовые звенья. 3.3. Апериодическое звено 1–го порядка инерционное звено. На примере входной камеры ядерного реактора. 3.4. Апериодическое звено 2-го порядка. 3.5. Колебательное звено. 3.6. Инерционно-дифференцирующее звено. 3.7. Форсирующее звено.  3.8. Инерционно-интегрирующее звено (интегрирующее звено с замедлением). 3.9. Изодромное звено (изодром). 3.10 Минимально-фазовые и не минимально-фазовые звенья. 3.11 Математическая модель кинетики нейтронов в «точечном» реакторе «нулевой» мощности. 

4. Структурные преобразования систем автоматического регулирования.

5. Передаточные функции и уравнения динамики замкнутых систем автоматического регулирования (САР).

6. Устойчивость систем автоматического регулирования. 6.1 Понятие об устойчивости САР. Теорема Ляпунова. 6.2 Необходимые условия устойчивости линейных и линеаризованных САР. 6.3 Алгебраический критерий устойчивости Гурвица. 6.4 Частотный критерий устойчивости Михайлова. 6.5 Критерий Найквиста.

Судя по откликам, рассказы как я не стал миллионером или как мне не удалось спасить американскую АЭС, пользуются большим спросом на хабре. Поэтому продолжу публикацию кейсов из жизни быдлокодера и дам несколько бизнес-советов тем, кто собирается заработать миллионы продавая софт. Требую лайков, подписки и донатов, как настоящий инфоцыганбизнесмен.

Эта история произошла после того, как я вернулся из США в 2008 году, где благополучно потратил все свои деньги, полученные от разграбления советских заводов бандой прихатизаторов, во главе с Кахой Бендукидзе. В США я пытался запустить свой стартап, но не преуспел, но это история для мамкиных стартаперов с сайта VC. Здесь же расскажу, что было потом, поскольку это касается разработки и продвижения ПО. И бесплатно дам несколько бизнес-советов, которые за большие деньги можно получить только на курсах Тони Робинсона.

В России, как и во всем мире, в это время, кроме кризиса 2008 года, разворачивалась менее заметная, но не менее эпическая и трогательная история освобождения евреев от пленения фараоном.  Для тех, кто не читал библию, напомню, что Моисей своих евреев, отпущенных из египетского плена, водил 40 лет по пустыне, (навигаторов и Яндекс-карт тогда не было, и назад никто свалить не мог). Ведомые плевались, плакали, матюкались, ругались, но шли по пустыне за Моисеем. Тот же самый библейский сюжет разворачивался в области разработки софта, cо специалистами из французской фирмы-разработчика, той-которую-нельзя-называть, и которая проектирует боевые самолеты Рафал. В недрах этой конторы была разработана система 3D-проектирования CATIA.

Отладка систем управления вместе с моделью объекта. 

В данной статье рассмотрены примеры использования графических языков программирования в жизненном цикле модельно-ориентированного проектирования для систем управления сложными техническими объектами. А также продемонстрировано, как графические языки программирования делают жизнь проще, но интересней. И чтобы читатель не заскучал, мы рассмотрим противостояние программистов и технологов. Это как Монтекки и Капулетти, физики и лирики, красное и белое.  Разберемся кто из них главный, а кто лишний.

Все события выдуманы, все совпадения случайны.

Определение:

Технологи - специалисты в конкретной предметной области: физики, электрики, конструктора и проектанты разных сложных объектов. Технолог знает, как работает его сложный технический объект, что и когда включать или что и когда выключать, чтобы не было потом мучительно больно.

Программисты - специалисты в написании программ, умеют закодировать любой бред, который напишут в техническом задании, а также знают, как работает аппаратура управления, и что нужно написать в коде, чтобы получить данные с АЦП в программу, и наоборот отправить из программы в ЦАП.

Каждый из них занимается свои делом по жизни, но, когда нужно создать сложный технический объект, они встречаются как лед и пламень, или лебедь, рак и щука, или мартышка и очки. А все потому, что любой современный технический объект содержит в себе систему управления, которая сейчас почти всегда выполнена в виде программного обеспечения на контроллере, а значит, нам нужен программист, и он должен понимать (хотя бы примерно), что от него хочет технолог.

Это история из цикла «как войти в IT», написанная старпером, ветераном броуновского движения, который помнит динозавров. Поэтому его опыт вхождения в ИТ никому не пригодится, но представляет интерес с точки зрения истории.  

Также поделюсь своим мыслями об интерфейсе инженерного ПО. Участвуя в разработках различного ПО, предназначенного для ускорения разработки сложных систем, периодически приходится выслушивать жалобы от новых пользователей на «кривой и устаревший» интерфейс ПО. Однако инженеры, погруженные в проблемы проектирования реальных железок, вообще не задают нам таких вопросов, либо потому, что уже искривили свои руки о кривой интерфейс, либо им это вообще неважно. Более того, есть два примера, когда реальные высокопрофессиональные инженеры в своей области предъявляли претензии обратного свойства, и первая версия кривая версия GUI была удобнее, а вот улучшения делали какие-то полупокеры. 

К написанию данного текста меня подтолкнула беседа с одним из крутых разрабов из «жирной» конторы, с которым мы пересеклись на яхте в Средиземном море. Узнав, что я тоже из Бауманки, и у меня свой бизнес, он заинтересовался и выспрашивал. Как я смог начать бизнес на софте, почему не пошел в большую контору, типа Yandex, Сбер и прочие. У него тоже знакомство с софтом началось как создание собственной разработки по анализу результатов металлургических испытаний в лаборатории, но закончилось работой прогером по найму. Попивая вино на яхте где-то между Турцией и Грецией в 2023 году, он предположил, что, возможно, если бы он продолжал писать софт для металлургических исследований, то, наверное, сейчас мог плавать на своей яхте, а не арендованной, и не около Турции, а на Карибах (но это не точно). А поскольку фарш невозможно провернуть назад, я решил описать свою историю успеха, так как она забавна и поучительна.

Графические языки программирования

Изобретатели языка FORTRAN стремились создать такой язык программирования, который был бы понятен человеку. По сравнению с ассемблером FORTRAN более понятен, но все равно не так понятен, как английский. Поэтому движение к упрощению языков программирования продолжалось и дошло до того, что программы сегодня можно не писать текстом, а рисовать диаграммами.

Забавно, но это наглядное подтверждение, что развитие идет по кругу или, точнее, по спирали. Первобытный человек сначала рисовал истории на стенах, потом люди придумала алфавит, потом другие умные люди придумали формулы для математических расчетов, потом другие не менее умные придумали для них счетные машины, потом для счетных машин придумали алфавит – ассемблер, потом язык FORTRAN, и, наконец, появился графический язык диаграмм. Круг замкнулся! Люди вернулись к рисованию, но на другом уровне развития, а все потому, что это удобнее и экономит время на понимание. Очевидно, что рисунок понять легче чем текст, особенно когда текста многие килобайты, как в современных библиотеках и фреймворках, в которых сам черт ногу сломит. 

Что говорят стандарты?

Обратимся к  МЭК 61131-3. Там описано два чисто графических языка программирования:

 FBD (Function Block Diagram) — графический язык программирования стандарта МЭК 61131-3. Предназначен для программирования программируемых логических контроллеров (ПЛК). 

LD (Ladder diagram) — язык релейно-контактной логики.

Интересно, что язык программирования LD основан на принципиальных электрических релейных схемах, то есть программист, когда пишет программу на этом языке, на самом деле рисует принципиальную электрическую схему. 

Мы живем в неспокойное время. Импортозамещение набирает обороты, но местами буксует как немецкий танк семейства кошачьих в украинской грязи. При чем даже за такое трудное и медленное движение вперед «спасибо» нужно сказать нашим уважаемым партнерам. Без них ничего бы не происходило вообще ничего от слова «совсем». Наши западные «партнеры» пытаются отрезать Россию от передовых инженерных технологий, и мы вынуждены, как те мыши из анекдота, «колоться, плакать», но пытаться съесть кактус.

...Гуд бай Америка о – о – о 

где я не буду никогда 

нас так долго лечили 

любить твои запретные плоды...

В статье мы расскажем как перестать любить Америку и полюбить Китай.

Продолжаем публикацию лекций по предмету "Управление в технических системах". Кафедра "Ядерные энергетические установки" МГТУ им. Н.Э. Баумана. Автор: Олег Степанович Козлов.

1. Введение в теорию автоматического управления.2. Математическое описание систем автоматического управления 2.1 — 2.3, 2.3 — 2.8, 2.9 — 2.13. 

3. Частотные характеристики звеньев и систем автоматического управления регулирования. 3.1. Амплитудно-фазовая частотная характеристика: годограф, АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ. 3.2. Типовые звенья систем автоматического управления регулирования. Классификация типовых звеньев. Простейшие типовые звенья. 3.3. Апериодическое звено 1–го порядка инерционное звено. На примере входной камеры ядерного реактора. 3.4. Апериодическое звено 2-го порядка. 3.5. Колебательное звено. 3.6. Инерционно-дифференцирующее звено. 3.7. Форсирующее звено.  3.8. Инерционно-интегрирующее звено (интегрирующее звено с замедлением). 3.9. Изодромное звено (изодром). 3.10 Минимально-фазовые и не минимально-фазовые звенья. 3.11 Математическая модель кинетики нейтронов в «точечном» реакторе «нулевой» мощности. 

4. Структурные преобразования систем автоматического регулирования.

5. Передаточные функции и уравнения динамики замкнутых систем автоматического регулирования (САР).

6. Устойчивость систем автоматического регулирования. 6.1 Понятие об устойчивости САР. Теорема Ляпунова. 6.2 Необходимые условия устойчивости линейных и линеаризованных САР. 6.3 Алгебраический критерий устойчивости Гурвица. 6.4 Частотный критерий устойчивости Михайлова. 6.5 Критерий Найквиста.

Леонид Маркович Скворцов. Широко известный в узких кругах математик, профессионально занимающийся математическими проблемами автоматического управления. Например, его авторские методы использованы в SimInTech. Данный текст, еще готовится к публикации. Но с разрешения автора, читатели Хабр будут первыми кто сможет оценить. Первая часть здесь... Вторая часть здесь...

Две предыдущие части были заполнены многоэтажными формулами в третей части разберем на примерах применение этих формул. Математику в жизнь!

Приведем примеры и покажем в видео как синтезировать регулятор для линейной модели двухроторного газотурбинного двигателя, работающего на базовом режиме малого газа, вместе с исполнительным механизмом. От теории к практике не приходя в сознание!

Леонид Маркович Скворцов. Широко известный в узких кругах математик, профессионально занимающийся математическими проблемами автоматического управления. Например, его авторские методы использованы в SimInTech. Данный текст, еще готовится к публикации. Но с разрешения автора, читатели Хабр будут первыми кто сможет оценить. Первая часть здесь...

Продолжаем публикацию лекций Олега Степановича Козлова с кафедры Ядерные Энергетические Установки МГТУ им. Баумана. Вторая часть лекции про качество САР и модель реактора как бонус.

В предыдущих сериях:

1. Введение в теорию автоматического управления.
2. Математическое описание систем автоматического управления 2.1 — 2.3, 2.3 — 2.8, 2.9 — 2.13.
3. ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВЕНЬЕВ И СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ. 3.1  Амплитудно-фазовая частотная характеристика: годограф, АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ. 3.2 Типовые звенья систем автоматического управления регулирования. Классификация типовых звеньев. Простейшие типовые звенья. 3.3 Апериодическое звено 1–го порядка инерционное звено. На примере входной камеры ядерного реактора. 3.4 Апериодическое звено 2-го порядка. 3.5 Колебательное звено. 3.6 Инерционно-дифференцирующее звено. 3.7 Форсирующее звено. 3.8 Инерционно-интегрирующее звено (интегрирующее звено с замедлением). 3.9 Изодромное звено (изодром). 3.10 Минимально-фазовые и не минимально-фазовые звенья. 3.11 Математическая модель кинетики нейтронов в «точечном» реакторе «нулевой» мощности. 
4. Структурные преобразования систем автоматического регулирования.
5. Передаточные функции и уравнения динамики замкнутых систем автоматического регулирования (САР).
6. Устойчивость систем автоматического регулирования. 6.1 Понятие об устойчивости САР. Теорема Ляпунова. 6.2 Необходимые условия устойчивости линейных и линеаризованных САР. 6.3 Алгебраический критерий устойчивости Гурвица. 6.4 Частотный критерий устойчивости Михайлова. 6.5 Критерий Найквиста.
7. Точность систем автоматического управления. Часть 1 и Часть 2
8. Качество переходного процесса. Часть 1