Регистрация / Вход
Прислать материал

Автоматизированное проектирование электротехнических комплексов перспективных транспортных средств

Номер контракта: 14.574.21.0050

Руководитель: Терещук Валерий Степанович

Должность руководителя: профессор кафедры Электрооборудования

Докладчик: Ференец Андрей Валентинович, директор института автоматики и электронного приборостроения

Организация: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ"
Организация докладчика: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ"

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
транспортные средства, электротехнические комплексы, автоматизированное проектирование

Цель проекта:
Реализация проекта направлена на разработку и реализацию методики и программного обеспечения автоматизированного проектирования электротехнических комплексов перспективных транспортных средств. Целью реализуемого проекта является создание методики (технологии) автоматизированного проектирования электротехнических комплексов перспективных транспортных средств, позволяющей сократить сроки проектирования этих комплексов, повысить качество и надежность их функционирования. Реализация проекта обеспечит сокращение сроков проектирования электротехнических комплексов перспективных транспортных средств, уменьшение массы проводного электромонтажа, устранение ошибок при проектировании электротехнических комплексов перспективных транспортных средств.

Основные планируемые результаты проекта:
Проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, который показал, что системы автоматизированного проектирования (САПР) электротехнических комплексов (ЭТК) являются средствами графически-информационной поддержки проектного процесса. Задачи оптимизации, анализа качества и надежности проектируемых систем ЭТК современные средства САПР не решают. Разработанная модель этапа проектирования ЭТК транспортных средств в виде логической схемы проектирования позволяет решить задачу системного проектирования и объединить множество взаимосвязанных задач и решающие процедуры автоматизированной и неавтоматизированной деятельности в единый процесс, организовать итерационные циклы для получения оптимальных проектных решений. Созданная база данных для автоматизированного проектирования электротехнических комплексов перспективных транспортных на основе системы управления базами данных MS Access позволяет осуществлять взаимодействие существующего и разрабатываемого программного обеспечения. Разработаны алгоритм и программа анализа режимов работы системы электроснабжения электротехнических комплексов, определяющие и прогнозирующие режимы работы системы электроснабжения и её элементов на этапах проектирования, стендовых испытаний и модернизации в части расчета токов на участках цепей питания, расчета напряжения для нормальных режимов с учетом изменения токораспределения по режимам потребления, определения максимальных токов и минимальных напряжений участков электрической сети, расчета силы тока цепи короткого замыкания, проверки по допустимому номинальному напряжению на зажимах потребителей, определения максимального времени отключения места короткого замыкания предохранителем при минимальном токе короткого замыкания. Разработаны алгоритм и программа оптимального выбора сечений проводов системы электроснабжения электротехнических комплексов, определяющие токи на участках электрических цепей нормального и аварийного режимов с учетом изменения токораспределения по режимам потребления, определяющие максимальные токи участков электрической цепи нормального и аварийных режимов, проверяющие провода по предельно допустимому току, проверяющие допустимое номинальное напряжение на зажимах потребителей, проверяющие защищаемость проводов аппаратами защиты. Разработаны алгоритм и программа выбора аппаратов защиты системы электроснабжения электротехнических комплексов и проверки их работы, определяющие токи на участках электрических цепей нормального и аварийного режимов с учетом изменения токораспределения по режимам потребления, определяющие токи на участках электрических цепей для режимов короткого замыкания, проверяющие правильность выбора аппаратов защиты по номинальному току, проверяющие правильность выбора аппарата защиты при перегрузках в случае электродвигательных нагрузок, проверяющие защищаемость проводов аппаратами защиты, определяющие последовательность срабатывания аппарата защиты в режимах короткого замыкания, проверяющие селективность действия защиты, определяющие максимальное, минимальное и среднее время отключения места короткого замыкания от установившихся токов с учетом тех-нологического разброса времятоковых характеристик аппаратов защиты, проверяющие ограничение времени отключения места короткого замыкания, проверяющие аппараты защиты на устойчивость к токам короткого замыкания, проверяющие чувствительность аппаратов защиты. Выполнено тестирование разработанных программ, позволяющее проверить проектные решения, выявить причины сбоев, определить показатели качества функционирования программ. Разработанная методика (технология) автоматизированного проектирования электротехнических комплексов перспективных транспортных средств, обеспечивающая сокращение сроков проектирования на 5-10%, уменьшение массы проводного электромонтажа на 3-5%, устранение ошибок при проектировании электротехнических комплексов перспективных транспортных средств. Выполнена апробация методики (технологии) автоматизированного проектирования в части создания принципиальных электрических схем и схем электрических соединений на примере автоматизированного проектирования бортовой кабельной сети беспилотного летательного аппарата.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
В ходе выполнения ПНИ получены следующие научно-технические результаты:
Логическая схема процесса проектирования электротехнических комплексов перспективных транспортных средств и основные задачи его автоматизации.
База данных для автоматизированного проектирования электротехнических комплексов перспективных транспортных средств.
Программное обеспечение автоматизированного проектирования электротехнических комплексов перспективных транспортных средств, включающее:
а) алгоритм и программу анализа режимов работы системы электроснабжения электротехнических комплексов;
б) алгоритм и программу оптимального выбора сечений проводов системы электроснабжения электротехнических комплексов;
в) алгоритм и программу выбора аппаратов защиты системы электроснабжения электротехнических комплексов и проверки их работы.
Методика (технология) автоматизированного проектирования электротехнических комплексов перспективных транспортных средств.
Техническая документация (проект) бортовой кабельной сети БПЛА, разработанная по результатам апробации методики (технологии) автоматизированного проектирования электротехнических комплексов перспективных транспортных средств.
Разработанные алгоритмы, программные средства, методика позволяют решать новые задачи анализа и синтеза электротехнических комплексов выбранного типа, поддержка которых не осуществляется в базовых САПР соответствующего профиля.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Область применения полученных результатов ПНИ – предприятия по проектированию электротехнических комплексов транспортных средств (авиастроение, автомобилестроение и др.)
Индустриальным партнером проекта является ОАО НПО «ОКБ им. М.П. Симонова», являющееся одним из лидеров по разработке беспилотных авиационных комплексов. В реализации проекта заинтересованы следующие предприятия: Казанский авиационный завод им. С.П. Горбунова – филиал ПAO «Туполев», ПАО «КАМАЗ», ПАО «КВЗ».
Способом использования полученных результатов является внедрение разработанной методики и специализированного программного обеспечения на предприятиях, занимающихся разработкой перспективных транспортных средств, что позволит создать принципиально новую продукцию, а также улучшить функциональные и эксплуатационные характеристики существующих электротехнических комплексов транспортных средств.
Разрабатываемая методика (технология) автоматизированного проектирования электро-технических комплексов перспективных транспортных средств обеспечивает сокращение сроков проектирования на 5-10%, уменьшение массы проводного электромонтажа на 3-5%.

Текущие результаты проекта:
Разработаны алгоритм и программа анализа режимов работы системы электроснабжения электротехнических комплексов, определяющие и прогнозирующие режимы работы системы электроснабжения и её элементов на этапах проектирования, стендовых испытаний и модернизации в части расчета токов на участках цепей питания, расчета напряжения для нормальных режимов с учетом изменения токораспределения по режимам потребления, определения максимальных токов и минимальных напряжений участков электрической сети, расчета силы тока цепи короткого замыкания, проверки по допустимому номинальному напряжению на зажимах потребителей, определения максимального времени отключения места короткого замыкания предохранителем при минимальном токе короткого замыкания. Разработаны алгоритм и программа оптимального выбора сечений проводов системы электроснабжения электротехнических комплексов, определяющие токи на участках электрических цепей нормального и аварийного режимов с учетом изменения токораспределения по режимам потребления, определяющие максимальные токи участков электрической цепи нормального и аварийных режимов, проверяющие провода по предельно допустимому току, проверяющие допустимое номинальное напряжение на зажимах потребителей, проверяющие защищаемость проводов аппаратами защиты. Разработаны алгоритм и программа выбора аппаратов защиты системы электроснабжения электротехнических комплексов и проверки их работы, определяющие токи на участках электрических цепей нормального и аварийного режимов с учетом изменения токораспределения по режимам потребления, определяющие токи на участках электрических цепей для режимов короткого замыкания, проверяющие правильность выбора аппаратов защиты по номинальному току, проверяющие правильность выбора аппарата защиты при перегрузках в случае электродвигательных нагрузок, проверяющие защищаемость проводов аппаратами защиты, определяющие последовательность срабатывания аппарата защиты в режимах короткого замыкания, проверяющие селективность действия защиты, определяющие максимальное, минимальное и среднее время отключения места короткого замыкания от установившихся токов с учетом технологического разброса времятоковых характеристик аппаратов защиты, проверяющие ограничение времени отключения места короткого замыкания, проверяющие аппараты защиты на устойчивость к токам короткого замыкания, проверяющие чувствительность аппаратов защиты. Выполнено тестирование разработанных программ, позволяющее проверить проектные решения, выявить причины сбоев, определить показатели качества функционирования программ. Разработанная методика (технология) автоматизированного проектирования электротехнических комплексов перспективных транспортных средств, обеспечивающая сокращение сроков проектирования на 5-10%, уменьшение массы проводного электромонтажа на 3-5%, устранение ошибок при проектировании электротехнических комплексов перспективных транспортных средств. Выполнена апробация методики (технологии) автоматизированного проектирования в части создания принципиальных электрических схем и схем электрических соединений на примере автоматизированного проектирования бортовой кабельной сети беспилотного летательного аппарата.