В настоящее время на кафедре развивается несколько научных направлений:
Динамические измерения
Областью применения этого вида измерений являются объекты, работающие в экстремальных условиях, а также процессы создания новой техники, требующие специальных испытаний, в том числе в тяжёлых условиях.
Характерными условиями таких измерений являются быстро протекающие процессы, такие как удары, вибрации, взрывы, скачки давления, температуры, большие ускорения. Погрешности измерений в таких условиях превосходят в 10 и даже в 100 раз погрешности в традиционных статических измерениях. Это затрудняет или даже делает невозможным определение интересующих параметров. Поэтому необходимо разрабатывать методы, существенно повышающие точность таких измерений.
Ранее применялись два подхода при обработке результатов динамических измерений. Первый основан на применении прямого и обратного преобразования Фурье. Второй — на решении интегральных уравнений.
А.Л. Шестаковым предложен третий подход, основанный на применении методов теории автоматического управления. В рамках его разработаны и исследованы модели динамических измерительных систем на основе метода модального управления, итерационном принципе динамических систем, методе скользящих режимов, параметрической адаптации систем, а также на основе нейросетевых технологий. Исследуется вопросы точности динамических измерительных систем при наличии шумов и погрешности динамических измерений.
Основные результаты этого научного направления отражены в монографии: А. Л. Шестаков «Методы теории автоматического управления в динамических измерениях» и опубликованы в ведущих Российских и зарубежных журналах. По данному научному направлению защищена 1 докторская и 7 кандидатских диссертаций. В завершающей стадии находится ещё одна докторская диссертация.
Самодиагностика средств измерений и диагностика технологических процессов и оборудования
Развитие этого научного направления имеет большое значение для повышения надёжности технологического оборудования, оценки в реальном времени его характеристик и, как следствие этого, улучшения качеств производимой продукции и повышения производительности труда.
Самодиагностика средств измерений, таких как датчики температуры, давления, расхода и других параметров, позволяет по избыточной информации оценивать в реальном времени точность этих средств измерений. Это достаточно смелая постановка задачи, и таких результатов как в нашей стране, так и в мире немного.
Диагностика технологического оборудования и производственных процессов, таких как электроприводы, насосы, металлорежущие станки, прокатные станы и т. п., позволяет в реальном времени оценивать состояние оборудования, влияние ухудшения его характеристик на качество производственного процесса.
В рамках этого направления производится развитие ряда теоретических методов для решения возникающих задач диагностики. Обработка данных и оценка диагностических параметров производится на основе использования избыточной информации методами искусственного интеллекта, включая нейросетевой подход и машинное обучение.
Результаты работ внедрены на ряде металлургических и машиностроительных предприятий России. Существует хорошая перспектива расширения тематики исследований и географии их промышленного внедрения.
По данному научному направлению защищена 1 докторская и 6 кандидатских диссертаций.
Навигационные системы
В настоящее время начало развиваться новое научное направление по навигации летательных аппаратов, которое является продолжением предыдущих работ кафедры приборостроения, вошедшей в состав кафедры ИнИТ в 2020 году. Получили развитие исследования по разработке бесплатформенных инерциальных систем (БИНС) комплексированного типа с применением новых цифровых технологий обработки информации. В состав комплексированной БИНС включаются подсистемы технического зрения и спутниковых навигационных систем.
Получены результаты по исследованию в вычислительных алгоритмах данных оптических систем, повышающих точность определения параметров ориентации БИНС. Разработан алгоритм блочного фильтра Калмана, отличающийся малой вычислительной сложностью, эффективный для применения в бортовых вычислителях. Предложена адаптивная модель технического зрения, учитывающая нелинейные искажения объектов для алгоритмов цифровой обработки данных и коррекции БИНС.
Разработана и испытана комплексированная навигационная система демонстратора многодвигательной установки ракеты на этапе посадки в заданную точку. Руководит работами данного направления доцент кафедры ИнИТ, к.т.н. Кацай Д.А.
В развитии научных работ по навигации принимают участие также сотрудники кафедры Прикладной математики и радиотехнических систем.
В рамках развития этого направления подготовлена 1 кандидатская диссертация.
Патенты и свидетельства
Аддитивные технологии
Цифровые процессы аддитивного производства, связанные с инженерией поверхности (технологии лазерной наплавки и газодинамического напыления).
Данная область является передовым направлением в современном материаловедении и машиностроении. Она объединяет цифровые технологии проектирования, методы аддитивного производства и материаловедение для создания многофункциональнных покрытий с уникальными эксплуатационными свойствами.
По результатам научных исследований, за 3 последних года, опубликованы более 30 научных статей в высокорейтинговых журналах, входящих в лидеры мировых информационных источников. Опубликованные работы связаны с использованием новых материалов для придания функциональных свойств поверхностям металлических изделий.
Научные проекты, которые ведутся сотрудниками кафедры, поддерживаются Российским научным Фондом в рамках полученных и успешно реализованных грантов.
Достигнутые результаты сазаны с исследованиями энергетических и технологических параметров процессов аддитивного производства и влиянием их на качественные характеристики поверхности.
В рамках программы импортозамещения на ПАО «Транснефть» (АО «Русские электрические двигатели», г. Челябинск), для обеспечения технологического суверенитета и внедрения инноваций в производственные процессы был реализован амбициозный проект, который выполнен научными сотрудниками кафедры совместно с ООО «ВПГ Лазеруан» (лидером по производству технологического оборудования и лазерной техники), была разработана технология упрочнения поверхности роторов двигателей для насосов, выпускаемых на предприятии (руководитель проекта — д.т.н. Самодурова М.Н.).
