22.06.2019

Книга: В. П. Тарасик «Математическое моделирование технических систем. Учебник. Математическое моделирование и компьютерные технологии функционального проектирования механизмов и систем автомобилей. Название научного направления


Доктору технических наук, профессору Владимиру Петровичу Тарасику, заведующему кафедрой "Автомобили" Белорусско-Российского университета, исполнилось 70 лет. С юбилеем его поздравили очень многие: создатели и изготовители автомобильной техники, бывшие и нынешние ученики. Пусть и эта короткая заметка будет поздравлением от коллектива НАМИ, с которым Владимир Петрович тесно сотрудничает вот уже почти полвека.

В. П. Тарасик начал трудовой путь в 1960 г. в должности инженера-конструктора БелАЗа: он оказался в первой группе молодых специалистов, поступивших на завод в только что созданный отдел главного конструктора, который возглавил молодой в то время, а впоследствии известнейший, с мировым именем конструктор - З. Л. Си-роткин. Причем поступил в нелегкое для БелАЗа время: по директиве "сверху" завод осваивал выпуск автомобилей МАЗ-525 и МАЗ-530, конструкции которых устарели и не отвечали требованиям потребителей, а разрабатывать новые было, по существу, некому, потому что половину сотрудников ОГК составляли молодые специалисты, а приехавшие с МАЗа конструкторы также были молоды и не имели большого опыта. Но сложившиеся условия, с другой стороны, способствовали быстрому проявлению способностей и талантов таких молодых сотрудников, как Владимир Петрович: именно ему и Ю. И. Бехтереву главный конструктор поручил разработать компоновку своего "первенца" - автомобиля БелАЗ-540. И не ошибся: в очень короткий по тем временам срок они провели все необходимые расчеты и обоснования основных параметров автомобиля, разработали его общую компоновку.

Выполняя официальное задание, начинающий конструктор продолжал заниматься и темой своего дипломного проекта - гидромеханическими передачами, разрабатывая различные варианты их конструкций применительно к автомобилю БелАЗ-540. Поэтому вскоре перешел в КБ гидромеханических трансмиссий, где наиболее ярко проявился его талант конструктора и исследователя: уже через год был изготовлен первый опытный образец автомобиля БелАЗ-540 с ГМП собственной разработки. Однако для ее доводки потребовалась экспериментальная база, поэтому В. П. Тарасик берет на себя создание испытательных стендов и оснащение их необходимыми приборами и оборудованием. И блестяще справляется с новой для себя задачей, обеспечив тем самым завод средствами совершенствования техники на основе научных исследований и обоснований.

С 1963 г. Владимир Петрович исполняет обязанности начальника КБ ГМП, а в 1965 г. его утверждают в этой должности. К тому времени номенклатура разработанных конструкций: автомобилей БелАЗ значительно расширяется, требования к параметрам ГМП существенно возрастают и возникает необходимость создания ГМП с более широкими функциональными возможностями. И он находит нужное решение: разрабатывает унифицированную ГМП с многоступенчатой коробкой передач, из которой путем замены двух-трех шестерен можно получить варианты схем 4 + 2, 5 + 2, 6 + 2, 4 + 4 с различными передаточными числами, а совместно с лабораторией гидропередач НАМИ создает гидротрансформатор серии ЛГ-470 со сменными колесами, что обеспечивает возможность применения унифицированной ГМП на АТС с двигателями различной (от 176 до 420 кВт, или от 240 до 520 л. с.) мощности.

Принципиально новая по замыслу ГМП успешно проходит испытания в различных эксплуатационных условиях, и с 1980 г. начинаются ее серийное производство и установка на всех карьерных самосвалах БелАЗ грузоподъемностью 30-60 т, погрузчиках, бульдозерах, аэродромных тягачах, а также на многих машинах МоАЗ. Более того, созданная тогда ГМП до сих пор находится на уровне современных требований, и сфера ее применения постоянно расширяется.

По результатам научных исследований и конструкторских разработок в 1970 г. В. П. Тарасик защитил кандидатскую диссертацию, а в 1971 г. принимает приглашение о переходе на преподавательскую работу в Могилевский машиностроительный институт. Постоянное стремление к самосовершенствованию приводит к тому, что он осваивает и читает студентам практически все предусмотренные учебным планом специальные дисциплины (теорию автомобиля, конструирование и расчет автомобилей, теорию и проектирование двигателей), а также ряд фундаментальных дисциплин (теоретическую механику, теорию автоматического управления, математическое моделирование) и здесь завершает тему ГМП, в 1973 г. опубликовав монографию "Фрикционные муфты автомобильных гидромеханических передач", которая стала настольной книгой конструкторов и исследователей, занимающихся проблемами ГМП. В книге изложен весь спектр теоретических и практических вопросов проектирования ГМП, начиная от разработки кинематической схемы и кончая расчетами и исследованиями рабочих процессов всех ее механизмов и систем.

Многогранность интересов, чуткое реагирование на современные направления развития науки и потребности использования научных достижений в производстве позволили Владимиру Петровичу в дальнейшем выполнить уникальные работы во многих направлениях (теория автомобиля; рабочие процессы механизмов автомобиля; методология математического моделирования технических систем; статистическая динамика машин; теория, алгоритмы и программное обеспечение автоматизированного проектирования; теория и методология синтеза адаптивных интеллектуальных мехатрон-ных систем автоматического управления и др.). Например, созданные им математические модели колесных и гусеничных машин как сложных нелинейных вероятностных систем с неголономными связями вошли в качестве типовых в учебники по автотракторостроению и энциклопедию "Машиностроение", разработки в области статистической динамики колесных машин нашли свое отражение в очень популярной среди специалистов монографии "Проектирование колесных тягово-транспортных машин"; его труды, посвященные автоматизации управления, прежде всего монографии "Системы автоматического управления ступенчатыми трансмиссиями тракторов" и "Интеллектуальные системы управления автотранспортными средствами", а также учебник "Теория и проектирование автоматических систем" широко используют конструкторы машиностроительных заводов, преподаватели и студенты вузов.

Неизменный интерес Владимира Петровича к проблемам математического моделирования (а он начал заниматься такими моделями еще в начале 1970-х годов) привел его к разработке принципиально новой концепции и методологии автоматизированного проектирования, основанной на универсальном структурно-матричном методе получения математических моделей, корреляционном и регрессионном анализе и методах оптимизации. Методология изложена в дважды (1997 и 2004 гг.) издававшейся уникальной книге "Математическое моделирование технических систем". Ее использование позволяет руководимому им коллективу успешно решать задачи поиска новых технических решений и внедрять их в производство. Для ее освоения студентами Владимир Петрович разработал и внедрил в учебный процесс комплекс компьютерных программ, который на всероссийском конкурсе "Компьютерный инжиниринг" (XXIX Гагаринские чтения 2003 г.) занял третье место по разделу "Дидактические системы, программные продукты и методическое обеспечение учебного процесса".

В 1983 г. В. П. Тарасик защитил докторскую диссертацию и еще более активно продолжает вести научную и изобретательскую деятельность по созданию новой техники, работая в содружестве с конструкторами БелАЗа, МТЗ и ВТЗ, с учеными НАМИ, НАТИ и МГТУ "МАМИ". Он участвует в работе специализированных советов по защите кандидатских и докторских диссертации (БПИ, НАТИ), является членом УМК по специальности "Автомобиле- и тракторостроение".

Выполненные им научные разработки позволили создать научную школу, признанную и широко известную в Белоруссии, России и за рубежом. Под руководством Владимира Петровича Тарасика подготовлено 14 кандидатов наук. На конструкторские разработки получено 113 авторских свидетельств и патентов на изобретения, многие из которых внедрены в производство. Он автор (соавтор) 237 научных работ, среди которых пять монографий, шесть учебников, 123 статьи в научных журналах и сборниках научных трудов.

Д-р техн. наук О.И. Гируцкий


Редакционная коллегия и редакция журнала "Автомобильная промышленность" тоже поздравляют В. П. Тарасика, одного из активных авторов, со значительной для него датой, желают крепкого здоровья, успехов во всех начинаниях и надеются, что наше сотрудничество, начавшееся я 1968 г., будет столь же плодотворным, как до сих пор.

Изложены основы методологии математического моделирования и проведения вычислительных экспериментов в процессе проектирования сложных технических систем. Рассмотрены принципы и методы построения детерминированных и вероятностных, теоретических и экспериментальных факторных моделей, численные методы решения систем алгебраических и дифференциальных уравнений, стратегии постановки и решения задач многокритериальной оптимизации. Изложение материала иллюстрируется примерами. Для студентов технических вузов, аспирантов, инженеров (проектировщиков и исследователей) и научных работников.

1.Общие сведения о моделировании технических систем.
1.1. Методология автоматизированного проектирования.

Создание нового технического объекта - сложный и длительный процесс, в котором стадия проектирования имеет решающее значение в осуществлении замысла и достижении высокого технического уровня. Под техническим объектом в дальнейшем понимается техническая система - машина, механизм, технический комплекс, технологический процесс, а также любой их компонент, выделяемый в процессе проектирования путем декомпозиции (деления) структуры целостного объекта на отдельные блоки, части, элементы и т.п.

Предисловие.
Введение.
1. Общие сведения о моделировании технических систем.
2. Математические модели технических объектов на микроуровне.
3. Математические модели простых дискретных элементов технических объектов.
4. Основы построения теоретических математических моделей на макроуровне.
5. Структурно-матричный метод формирования математических моделей.
6. Моделирование нелинейных систем и систем с виртуальными и неголономными связями.
7. Качественный анализ и упрощение математических моделей.
8. Моделирование и анализ статических состояний.
9. Моделирование и анализ переходных процессов.
10. Моделирование и анализ вероятностных систем.
11. Экспериментальные факторные математические модели.
12. Оптимизация параметров технических систем.
Приложения.
Литература.
Предметный указатель.

Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Математическое моделирование технических систем, учебник, Тарасик В.П., 2013 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

  • Практикум по решению инженерных задач математическими методами, Осташков В.Н., 2013
  • Математика для бакалавров, универсальный курс для студентов гуманитарных направлений, учебное пособие, Грес П.В., 2013
    Автор Книга Описание Год Цена Тип книги
    В. П. Тарасик Математическое моделирование технических систем. Учебник Изложены основы методологии математического моделирования и проведения вычислительных экспериментов в процессе проектирования сложных технических систем. Рассмотрены принципы и методы построения… - Инфра-М, Новое знание, (формат: 70x100/16, 592 стр.) Высшее образование 2016
    1513 бумажная книга
    Тарасик В.П. Изложены основы методологии математического моделирования и проведения вычислительных экспериментов в процессе проектирования сложных технических систем. Рассмотрены принципы и методы построения… - Инфра-М, (формат: 241.00mm x 171.00mm x 23.00mm, 495 стр.) 2018
    1838 бумажная книга
    В. П. Тарасик Математическое моделирование технических систем. Учебник. Гриф МО РФ Изложены основы методологии математического моделирования и проведения вычислительных экспериментов в процессе проектирования сложных технических систем. Рассмотрены принципы и методы построения… - ИНФРА-М, (формат: 70x100/16, 592 стр.) Высшее образование. Бакалавриат 2016
    2305 бумажная книга
    Черняк, Аркадий Александрович, Черняк, Жанна Альбертовна, Василец, Сергей Иванович Учебник для ВУЗов. Математика для экономистов на базе Mathcad. 2-е изд. С учетом внедрения систем компьютерной математики и различий в уровне исходной подготовки студентов материал второго издания излагается на трех уровнях, дополняющих друг друга. Описание всех… - БХВ-Петербург, (формат: 241.00mm x 171.00mm x 23.00mm, 495 стр.) учебник для вузов 2016
    679 бумажная книга

    См. также в других словарях:

      Институт автоматики и вычислительной техники Московского энергетического института (технического университета) … Википедия

      - (ИПМ РАН) … Википедия

      Институт прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН (ИПМ РАН) . Международное название Keldysh Institute of Applied Mathematics, KIAM Основан … Википедия

      Им. М. В. Келдыша РАН (ИПМ РАН) . Международное название Keldysh Institute of Applied Mathematics, KIAM Основан … Википедия

    НАЗВАНИЕ НАУЧНОГО НАПРАВЛЕНИЯ:

    Математическое моделирование и компьютерные технологии функционального проектирования механизмов и систем автомобилей

    ОСНОВАТЕЛЬ

    д.т.н. проф. В.П. Тарасик

    НАУЧНЫЕ СОТРУДНИКИ

    д.т.н. доц. С.А. Рынкевич,
    к.т.н. доц. Н.Н. Горбатенко,
    к.т.н. доц. О.В. Пузанова,
    к.т.н. доц. Г.Л. Антипенко,
    к.т.н. доц. В.И. Мрочек,
    ст. препод. Ю.С. Романович,
    ст. препод. Р.В. Плякин,
    асс. В.И. Курстак,
    аспирант В.С. Савицкий,
    инж. И.М. Дычкин

    ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

    • разработка математических моделей автомобилей как сложных вероятностных систем с неголономными связями;
    • разработка математических моделей процессов функционирования механизмов и систем автомобилей
    • разработка алгоритмов адаптивных систем автоматического управления и диагностирования гидромеханических передач;
    • разработка методов синтеза мехатронных систем автоматического управления механизмами автомобиля;
    • разработка и исследование конструкций компонентов мехатронных систем автоматического управления механизмами автомобиля;
    • разработка методик поиска оптимальных характеристик и параметров механизмов и систем автомобиля.

    ИСТОРИЯ НАПРАВЛЕНИЯ

    Научная школа начала зарождаться на кафедре «Автомобили и тракторы» Могилёвского машиностроительного института в 70-х годах прошлого века по инициативе кандидата технических наук Тарасика Владимира Петровича, который организовал группу преподавателей и сотрудников для осуществления научных исследований и разработок в области автомобилестроения.

    В период с 1960 г. по 1971 г. он работал начальником КБ гидромеханических трансмиссий Белорусского автомобильного завода. Принимал непосредственное участие в создании карьерных самосвалов особо большой грузоподъемности БелАЗ. Автор общей компоновки первой машины БелАЗ–540 грузоподъемностью 27 т и соавтор разработанной для неё гидромеханической передачи. В дальнейшем под его руководством создано семейство унифицированных гидромеханических передач, производство которого организовано на БелАЗе с 1980 г. Эти передачи используются на машинах Белорусского и Могилевского автозаводов по настоящее время. На основе выполненных на предприятии исследований и разработок в 1970 г. защитил кандидатскую диссертацию.

    Во время работы на кафедре под его руководством развернулись работы по созданию методов математического моделирования и функционального проектирования механизмов и систем мобильных машин различного назначения с оптимизацией их параметров. В 1983 г. защитил докторскую диссертацию. В 1984 г. открыл в ММИ отраслевую научно-исследовательскую лабораторию «Системы управления тягово-транспортными машинами» Минтракторосельхозмаша СССР, которая работала до 1992 г. В ней созданы системы автоматического управления военными гусеничными машинами Волгоградского и Минского тракторных заводов.

    В 90-х годах выполнялись исследования и разработки по заданиям ГНТП, направленные на создание новых модификаций гидромеханических передач для карьерных самосвалов БелАЗ и на разработку для них систем автоматического управления и диагностирования. Разработаны алгоритмы автоматического управления и созданы программные обеспечения для микропроцессорных контроллеров управления. По программе ГНТП «Машиностроение» разработано техническое обоснование проекта и созданы компоненты мехатронной системы автоматического управления и диагностирования гидромеханических передач карьерных самосвалов БелАЗ.

    Руководитель научной школы подготовил 16 кандидатов и одного доктора технических наук. Опубликовал более 300 научных работ, в т.ч. 7 монографий, 6 учебников, соавтор энциклопедии «Машиностроение», том IV–15. Колесные и гусеничные машины (1997 г.). Автор свыше 150 изобретений и патентов, более 40% которых внедрено в производство и использовано на автомобилях БелАЗ и военных гусеничных машинах. В 1984 г. возглавил кафедру «Автоматизированное проектирование машин», с 1991 г. – заведующий кафедрой «Автомобили». Заслуженный изобретатель Республики Беларусь (1998 г.).

    Выполненные разработки многократно экспонировались на международных и республиканских выставках и были отмечены дипломами.

    На всероссийском конкурсе «Компьютерный инжиниринг» (XXIX Гагаринские чтения, г. Москва, 2003 год) за комплекс разработанных программных обеспечений для функционального проектирования технических систем было присуждено 3-е место.

    На Петербургской технической ярмарке 15–17 марта 2011 г. представленная разработка «Мехатронная система автоматического управления энергетическими режимами гидромеханической передачи и двигателя карьерных самосвалов БелАЗ» награждена Золотой медалью и дипломом 1-й степени за лучший инновационный проект и лучшую научно-техническую разработку года.

    ЦЕНТРЫ И ЛАБОРАТОРИИ

    На кафедре «Автомобили» созданы лабораторные стенды, позволяющие проводить испытания и исследования создаваемых механизмов мехатронных систем автоматического управления различными объектами.

    ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ

    1. Тарасик В.П. Проектирование колесных тягово-транспортных машин / В.П. Тарасик. – Минск: Выш. шк., 1984. – 163 с.
    2. Тарасик В.П. Фрикционные муфты автомобильных гидромеханических передач / В.П. Тарасик. – Минск: Наука и техника, 1973. – 320 с.
    3. Тарасик В.П. Интеллектуальные системы управления автотранспортными средствами / В.П. Тарасик, С.А. Рынкевич. – Минск: Технопринт, 2004. – 512 с.
    4. Ксеневич И.П. Теория и проектирование автоматических систем: учебник для вузов / И.П. Ксеневич, В.П. Тарасик. – М.: Машиностроение, 1996. – 480 с.
    5. Тарасик В.П. Математическое моделирование технических систем: учебник для вузов / В.П. Тарасик. – Минск: Дизайн ПРО, 2004. – 640 с.
    6. Тарасик В.П. Интеллектуальные технологии в диагностировании автотранспортных средств / В.П. Тарасик, С.А. Рынкевич. – Могилев: Белорус.-Рос. ун-т, 2007. – 400 с.
    7. Тарасик В.П. Теория движения автомобиля: учебник для вузов / В.П. Тарасик. – СПб.: БХВ-Петербург, 2006. – 478 с.
    8. Тарасик В.П. Теория автомобилей и двигателей: учеб. пособие для вузов / В.П. Тарасик, М.П. Бренч. – Минск: Новое знание; М.: ИНФРА-М, 2013. – 448 с.
    9. Диагностирование гидромеханических передач мобильных машин / Н.Н. Горбатенко, А.Н. Егоров, В.В. Региня, С.А. Рынкевич, В.П. Тарасик, Г.Л. Антипенко; под общ. ред. д-ра техн. наук, проф. В.П. Тарасика. – Могилев: Белорус.-Рос. ун-т, 2010. – 511 с.
    10. Машиностроение. Энциклопедия. Т. IV–15: Колесные и гусеничные машины. – М.: Машиностроение, 1997. (В.П. Тарасик. Статьи в разделе 3: Тракторы. – С. 386–415).

    ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И КОММЕРЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ:

    Основные научные результаты:

    1. Новый универсальный высокоэффективный метод математического моделирования технических систем на макроуровне (структурно-матричный метод). Позволяет моделировать объекты различной физической природы: механические, гидравлические, тепловые, электрические. Изложен в учебнике «Математическое моделирование технических систем» (первое издание в 1997 г., второе издание в 2004 г.).
    2. Методология автоматизированного функционального проектирования технических систем. Назначение – для получения оптимальных проектно-конструкторских решений на начальной стадии проектирования. Изложена в учебнике «Математическое моделирование технических систем»
    3. Математические модели движения колесных и гусеничных машин как сложных многомерных вероятностных систем с неголономными связями. Опубликованы в монографии «Проектирование колесных тягово-транспортных машин» и в двух учебниках: «Тракторы. Проектирование, конструирование и расчет» и «Теория движения автомобиля».
    4. Корреляционно-спектральный метод моделирования и исследования нелинейных вероятностных систем. Опубликован в учебнике «Теория и проектирование автоматических систем» и в монографии «Проектирование колесных тягово-транспортных машин».
    5. Теория и методы синтеза алгоритмов мехатронных адаптивных систем автоматического управления гидромеханическими передачами мобильных машин. Опубликовано в монографии «Интеллектуальные системы управления автотранспортными средствами».
    6. Теория и методы интеллектуальных технологий в системах автоматического управления и диагностирования автотранспортных средств. Опубликованы в монографиях «Интеллектуальные системы управления автотранспортными средствами» и «Технологии искусственного интеллекта в диагностировании автотранспортных средств».

    Все научные разработки используется в учебном процессе по специальности 1–37 01 02 – «Автомобилестроение» и по многим другим специальностям.

    Наиболее значимые внедрённые разработки

    1. Семейство унифицированных гидромеханических передач для большегрузных автомобилей и тягачей с двигателями мощностью до 500 кВт. Внедрено в ОАО «БелАЗ». Используются с 1980 г. по настоящее время на машинах БелАЗ и МоАЗ.
    2. Система автоматического управления процессом синхронизации блокируемых элементов зубчатых муфт коробок передач боевой машины десанта. Внедрена в 1992 году на Волгоградском тракторном заводе.
    3. Участие в разработке планетарных гидромеханических коробок передач для карьерных самосвалов БелАЗ г/п 90 т, 130 т, 60 т. Обоснование и выбор кинематической схемы и основных параметров всех компонентов. Внедрена в 2007 г. на самосвалах г/п 90 т. Использована при разработке нового самосвала г/п 60 т.
    4. Алгоритмы адаптивных мехатронных систем автоматического управления гидромеханическими передачами карьерных самосвалов БелАЗ и программное обеспечение микропроцессорных контроллеров управления, реализующее эти алгоритмы. Внедрены на самосвалах г/п 90 т.
    5. Мехатронная система автоматического управления и диагностирования гидромеханических передач карьерных самосвалов БелАЗ г/п 45–60 т. Используется с 2010 г.
    6. Разработка полного комплекса мехатронных компонентов системы автоматического управления гидромеханической передачей и двигателем карьерных самосвалов БелАЗ. Ведется подготовка производства компонентов в ОАО «Измеритель». Начало производства запланировано на 2014 г.