У першому рядку таблиці приведені результати розгону дизель-потяга за час 45секунд до швидкості 38,16 м/с без використання НС, при цьому енергетичні витрати склали 5255 кВт/год, а пройдений шлях 255,3 м. При включенні в систему керування нейронних мереж отриманий виграш по енергетичних витратах 4,5%, хоча кінцева швидкість у даному випадку виявилася меншої на 0,55 м/с. Однак при збільшенні завантаженості складу (рядок 3) отримані енергетичні витрати на 3,2% менше при практично рівних кінцевих швидкостях і пройдених шляхах.
Таблиця 4.2. Результати досліджень.
| № | p/J | t, с | V, км/г | S, м | Е, кВт/г | |||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | |||
| 1 | 0,0001 | 45 | 38,16 | 37,61 | 255,3 | 257,1 | 5255 | 5014 |
| 2 | 0,0002 | 30 | 69,92 | 68,93 | 298,8 | 305,7 | 8755 | 8351 |
| 3 | 0,00009 | 30 | 24,27 | 24,12 | 103,4 | 103,9 | 2416 | 2337 |
| 4 | 0,0001 | 45 | 38,16 | 40,06 | 255,3 | 259,2 | 5255 | 5251 |
| 5 | 0,0002 | 30 | 69,92 | 72,44 | 298,8 | 302,6 | 8755 | 8759 |
| 6 | 0,00009 | 30 | 24,27 | 26,31 | 103,4 | 104,2 | 2416 | 2422 |
| 7 | 0,0001 | 40 | 32,54 | 32,61 | 234,2 | 243,5 | 4762 | 4621 |
| 8 | 0,0002 | 35 | 75,53 | 75,51 | 324,3 | 335,2 | 9867 | 9754 |
| 9 | 0,00009 | 30 | 24,27 | 24,32 | 103,4 | 110,6 | 2416 | 2384 |
У рядках 4 - 6 таблиці 4.2 представлені результати розгону дизель-потяга за час t. У цьому випадку використовувався критерій: одержати велику кінцеву швидкість при однакових енергетичних витратах. У рядках 7-9 критерієм було одержати більший пройдений шлях при менших енергетичних витратах.
Виходячи з проведених результатів дослідження, можна зробити висновок, що введення нейронних мереж до складу системи керування дозволяє оптимізувати роботу енергетичної системи дизель-потяга в процесі розгону, забезпечуючи при цьому виконання заданих граничних умов. При цьому економія по енергетичних витратах складає не менш 3,2% у порівнянні з досліджуваним експериментальним зразком системи керування дизель-потяга.
5. ЕКОНОМІЧНА ОЦІНКА Й ОБГРУНТУВАННЯ.
Резюме
Проведене аналітичне дослідження присвячено трьом видам систем керування електроприводом дизель-потягу з асинхронними тяговими двигунами: стандартній системі керування на основі ПІ-регулятору, системі керування на основі нечіткого нейроконтролеру та системі з використанням нейронних мереж. Дана робота являє собою інтерес з точки зору можливого використання інформації, підібраній та розглянутій в ній, та отриманих результатів проектування та моделювання на підприємствах, що спеціалізуються на проектуванні та виготовленні рухомого складу, в НДІ, лабораторіях та ін.
Аналітичне дослідження, проведене в дипломній роботі, є об’єктом інтелектуальної власності та представлене у вигляді комплексу моделей досліджуваних об’єктів(у форматі робочих файлів для проведення моделювання в пакеті Matlab) та технічної документації, що містить теоретичні відомості й обґрунтування, принципові та структурні схеми досліджуваних систем керування та результати проведеного моделювання їхньої роботи.
Швидкість проведення моделювання залежить від заданих користувачем параметрів.
Витрати на проведення дослідження складають 33069 грн.
5.1 Опис розробленого продукту
Дослідницька робота, що пропонується як об’єкт інтелектуальної власності надає інформацію про:
1) Сучасні світові тенденції у вирішенні задач у даній галузі;
2) Математичні моделі досліджуваних об’єктів;
3) Структурні та принципові схеми розглянутих систем керування;
4) Результати моделювання та отримані характеристики даних об’єктів.
Окрім того, дана робота дає можливість провести моделювання власноруч – до документації докладається комплекс готових схем для дослідження в пакеті Matlab. Мінімальні вимоги до ПЕОМ складають:
1) Операційна система:
- Microsoft Windows 98 (original and Second Edition), Windows Millennium Edition (ME), Windows NT 4.0 (Service Pack 5, Service Pack 6a), Windows 2000 (Service Packs 1 or 2), or Windows XP
2) процесор
- Pentium, Pentium Pro, Pentium II, Pentium III, Pentium IV, Xeon
або AMD Athlon, Athlon XP based personal computer
3) оперативна пам’ять
- 128 MB RAM minimum, 256 MB RAM recommended
4) мінімальний вільний дисковий простір
120 MB for MATLAB only and 260 MB for MATLAB with online help files.
5) CD-ROM (для інсталяції).
Час моделювання залежить від того, які параметри моделювання задані(точність, елементна база та ін.) та може бути зменшений використанням комп’ютеру з більшими обчислювальними можливостями.
5.2 Оцінка ринку збуту
Інформація, представлена у даній роботі, призначена для використання в машинобудівельній галузі промисловості, яка спеціалізується на транспортному машинобудівництві. Діапазон застосування досидь широкий: результати дослідження та теоретичні питання, розглянуті в роботі, можуть бути корисними для проектування та виробництва як рухомого складу в цілому (міського перевезення, дальнього та приміського сполучення) так і його складових частин. Це можна пояснити актуальністю питань як для промислового застосування(на даний момент в Україні здані в експлуатацію лише 4 сучасні дизель-потяги) так і для подальших розробок та теоретичних досліджень.
Основними вимогами потенційних користувачів є:
1) повнота розглянутої інформації (у роботі мають бути висвітлені основні існуючі напрямки, які можуть використовуватися для розв’язання завдань подібного типу);
2) достовірність і детальність опису та структури розглянутих моделей систем керування;
3) достовірність отриманих результатів моделювання;
4) можливість самостійного моделювання зі зміною параметрів та подальших досліджень на базі готових схем.
Основним регіоном при продажу даної роботи є Луганська та Харківська області, але не виключена можливість продажу й за їхні межі.
Проведемо аналіз сегментації ринку збуту за споживачами. Дані заносимо в таблицю 5.1.
Таблиця 5.1. Аналіз ємності сегментів ринку.
| Області використання (сегменти) | Кількість об’єктів, що будуть використовувати продукт | Передбачувана кількість продажів одному об’єкту | Передбачувана ємність сегменту |
| Промислові підприємства | 4 | 1 | 4 |
| Лабораторії | 5 | 1 | 5 |
| Галузеві НДІ | 5 | 1 | 5 |
| ВНЗ | 6 | 1 | 6 |
| Загалом ємність ринку: | 20 | 20 |
Прогнозовані об’єми продажів приведені в таблиці 5.2.
Таблиця 5.2. Прогноз об’ємів продажу.
| Періоди | Об’єм реалізації |
| Для першого року реалізації | |
| Січень | 1 |
| Лютий | |
| Березень | 1 |
| Квітень | |
| Травень | |
| Червень | |
| Липень | 1 |
| Серпень | 1 |
| Вересень | |
| Жовтень | |
| Листопад | |
| Грудень | 1 |
| Загалом: | 5 |
| Для другого року реалізації | |
| I кв. | 2 |
| II кв. | 2 |
| III кв. | 1 |
| IV кв. | 2 |
| Загалом: | 7 |
| Для третього року реалізації | |
| Загалом за рік | 6 |
5.3 Конкуренція
По даним, якими володіють розробники, дане дослідження не має повних аналогів, але існують дослідження, що висвітлюють частини питань, розглянутій у даній. Промислові підприємства, що займаються серійним випуском рухомого складу, зазвичай, не ведуть власних наукових розробок та досліджень, замовляючи їх НДІ, лабораторіям та ВУЗам. Перелічені науково-дослідницькі заклади мають ряд подібних робіт, але вони не є повними, бо в них приділяється увага окремим методам вирішення виключних(часто одиничних) задач.
На відміну від вищезгаданих, дана робота поєднує в собі інформацію про всі основні види систем керування, які можуть бути застосовані в дизель-потязі, дозволяє провести розгорнутий порівняльних аналіз та обрати саме той тип системи керування, використання якого максимально доцільно в зв’язку з поставленими задачами.
5.4 Стратегія маркетингу
Схема розповсюдження матиме наступний вигляд: розповсюдження організацією-посередником, але й не виключається можливість розповсюдження автором роботи.
Розрахуємо витрати на науково-дослідницьку роботу, проведену для написання продукту. Ці витрати визначаємо на основі підрахунку трудомісткості виконаних робіт: дослідження опису завдання та його постановка; проведення аналізу літератури, присвяченої даним питанням; побудова математичних моделей розглянутих об’єктів; створення схем систем керування; проведення моделювання, отримання та аналіз значень основних досліджуваних характеристик; складання документації.
Трудомісткість на НДР розраховується о формулі:
Т= Тоф + Та + Тмм + Тс + Тм +Тд, (5.1)
де Тоф – трудовитрати на дослідження опису завдання та формулювання його постановки;
Та – трудовитрати на проведення аналізу існуючої літератури на задану тематику;
Тмм – трудовитрати на побудову математичних моделей;
Тс – трудовитрати на побудову структурних та принципових схем;