Embed Size (px)
Citation preview
1
SOLUTII PRIVIND CONDUCEREA OPTIMALA A AGREGATELOR
EOLIENE IN RAPORT CU CRITERII MIXTE
1. Introducere
Caracterul aleator al resursei energetice primare şi cerinţele exigente impuse parametrilor
energiei electrice generate impun o implicare importantă a automaticii în domeniul sistemelor de
conversie a energiei eoliene (SCEE). Viteza vântului reprezintă un proces aleator nestaţionar,
considerat – de regulă – ca fiind compus din două componente: variaţia aleatoare pe termen
mediu şi lung, vml(t), şi componenta de turbulenţă, de înaltă frecvenţă, vt(t) : v(t)=vml(t)+vt(t) [1].
Performanţele SCEE se referă la un ansamblu de factori, dintre care cei mai importanţi
sunt: integritarea/fiabilitatea sistemului, eficienţa conversiei energetice şi calitatea energiei
electrice furnizate [2]. Toţi acesti factori sunt dependenţi de caracteristicile proceselor aleatoare
vml(t) şi vt(t).
Funcţiunile sistemelor de conducere automată sunt foarte variate, vizând următoarele
cerinţe [3], [4], [5]:
- realizarea limitării puterii active la valoarea nominală, în regiunea de sarcină totală, şi
limitarea vitezei unghiulare, eventual a cuplului la arbore;
- reducerea solicitărilor mecanice, pentru creşterea siguranţei în funcţionare;
- optimizarea conversiei in regiunea de sarcină partiala ;
- minimizarea fluactuaţiilor de putere debitată în reţea şi, în mod deosebit, a filckerului .
Este recunoscut faptul că o “bună conducere automată” [6] are în vedere satisfacearea unui
număr cât mai mare de cerinţe, dintre cele menţionate. In acest context, problema conducerii
optimale a SCEE este pusă în raport cu criterii care vizează cel puţin două cerinţe.
In formularea iniţială [7], problema optimizării avea în vedere, menţinerea punctului curent
de funcţionare al sistemului eolian pe caracteristica regimurilor optimale (CRO). Această cerinţă
se poate realiza prin utilizarea unei bucle care asigură stabilizarea vitezei specifice, λ(t), la
valoarea optimală, λopt, considerată cunoscută [7], [8]. Având în vedere caracterul neliniar şi
variant al sistemului, au fost propuse legi de comandă variate pentru stabilizarea vitezei specifice
λ(t) la valoarea optimală. Alături de legile de reglare tipizate clasice, PI şi PID, sunt menţionate
legi de comandă sintetizate prin metodologii avansate din automatică: control liniarizant [9],
sliding mode [10], control robust QFT [11], tehnici multimodel [11] etc. Indiferent de natura
legii de reglare, această abordare este deficitară prin faptul că urmăreşte doar o singură cerinţă:
eficienţa energetică.
Exprienţa inginerească în domeniul sistemelor eoliene impune cerinţa de fiabilitate ca o
cerinţă cu nivel mai ridicat de prioritate. Ea este concretizată prin obiectivul de reducere a
2
solicitărilor la oboseală a structurii mecanice [12]. Ideea obţinerii unui compromis între eficienţa
conversiei energetice si creşterea duratei de viaţă a structurii mecanice, prin reducerea
solicitărilor la oboseală, a fost si este luată în considerare chiar şi la utilizarea regulatoarelor
tipizate, de tip PI sau PID [13]. In cadrul unei bucle de menţinere a punctului de functionare pe
CRO, o comandă “fermă”, sub aspectul realizării cerinţelor de performanţă, va conduce la
comenzi « energice », care se traduc în variaţii importante de cuplu. Dimpotrivă, o acordare mai
« slabă », sub aspectul cerinţelor de performanţă ale buclei de optimizare, ar putea reduce
sensibil variaţiile de cuplu, fără a afecta sensibil performanţa energetică.
Totuşi, această abordare nu permite o sinteză riguroasă a comenzii, care să asigure o
ponderare exactă a cerinţelor de performanţă energetică şi a celor de fiabilitate. In aceste
condiţii, formularea problemei de conducere optimală, în regiunea de sarcină parţială a
sistemului eolian, se face în raport cu criteriul
2 2( ) ( )opt gI E t M t (1)
în care ( )gM t este variaţia cuplului generatorului antrenat de turbine eoliană, iar α este un
factor de ponderare. Un asemenea criteriu mixt, propus iniţial încă din 1997 în [15], îmbină două
cerinţe contradictorii: cea de extremizare a eficienţei energetice – exprimată de primul termen
din (1) – şi cea de reducere a solicitări structurii mecanice, exprimată de cel de al doilea termen.
Ponderarea celor două cerinţe concurente se face prin parametrul α. O asemenea formulare, ca şi
formulări similare adaptate cerinţelor din zona de sarcină totală a sistemului, reprezintă în
prezent punctul de plecare în problema conducerii optimale a SCEE [16], [17], [18], [19].
In toate lucrările citate, sinteza legii de comandă are la bază modelului de stare al
sistemului, obţinut pe cale analitică. Componentele dinamice induse de generatorul electric sunt
neglijate, astfel încât un SCEE cu cuplaj rigid este descris doar prin ecuaţia de mişcare. In plus,
proprietăţile statistice ale componentei de turbulenţă a vitezei vântului se consideră cunoscute.
In prezenta lucrare este propusă o abordare diferită a sintezei legii de comandă optimală,
care nu impune ipotezele simplificatoare menţionate, privind modelul procesului condus şi
modelul vitezei vântului. S-a avut în vedere faptul că, în conformitate cu rezultatele din [7], chiar
şi în cazul unui SCEE cu cuplaj rigid, este necesar să se trateze sistemul eolian ca un sistem de
ordinul 3. Abordarea propusă implică identificarea statistică a sistemului şi a componentei de
turbulenţă a vitezei vântului, precum şi sinteza legii de comandă LQG pe baza modelelor de tip
intrare-ieşire.
Lucrarea este organizată astfel: în secţiunea următoare este prezentat stadiul actual
privind modelul matematic al sistemului eolian şi modelul vitezei vântului, tratată ca un proces
3
aleator nestaţionar. In secţiunea 3 este prezentată identificarea sistemului prin metoda
minimizării erorii de predicţie, iar secţiunea 4 este dedicată sintezei legii optimale de comandă
după criteriul mixt (1). Rezultatele numerice privind performanţele metodei propuse de
conducere optimală fac obiectul secţiunii 5. Secţiunea finală, 6, prezintă concluziile acestei
lucrări.
2. Stadiul actual…….
4
Metodologia şi Etica Cercetării
Curs 1
Introducere
De ce este necesar un asemenea curs ?
Există mai multe motive:
I.
a – noţiunile privind cercetarea ştiinţifică, metodologia cercetării etc. sunt puţin
cunoscute, inclusiv privind modul în care trebuie realizată prima lucrare cu caracter de
cercetare, care este lucrarea de disertaţie.
b – nu sunt cunoscute aspectele de etică a cercetării, cele legate de noţiunea de
proprietate intelectuală; acestea sunt reglementate legal (Legea Educaţiei), cu consecinţe
severe, inclusiv sub aspect penal.
II.
In Uniunea Europeană s-a elaborat Cadrul european al calificărilor: (EQF - European
Qualifications Framework), care este în curs de asimilare şi în ţara noastră. Această reglementare
se referă la :
a) care sunt treptele de calificare, pornind de la meserii, continuând cu profesii bazate
pe licenţă şi terminând cu masterat şi doctorat;
b) ce trebuie să ştie/să facă absolventul fiecărei trepte.
Obs. Importanţa EQF în contextul mobilităţii forţei de muncă în UE, (dar şi în SUA,
Canada etc) este evidentă şi vizează interesul de viaţă al fiecărei persoane.
III.
In viziunea actuală, educaţia presupune cel puţin 3 aspecte esenţiale:
a) cunoaştere, care reprezintă forma tradiţională de învăţământ,
b) a şti să faci, care orientează educaţia în sensul eficienţei practice. In UE, programele
analitice ale disciplinelor din sistemele de învăţământ sunt puternic orientate spre acest aspect:
fiecare programă analitică (curriculum) porneşte de la următoarea cerinţă: ce trebuie să ştie să
facă studentul la absolvirea disciplinei respective (evaluarea acestui aspect este obiectivă şi
foarte exigentă);
c) a şti să fii. Această componentă stimulează capacitatea unei persoane de a se
valorifica în societate (în colectiv), în condiţiile când societatea (un colectiv) are interesul de a
valorifica la maximum resursa umană, în domeniul de activitate specific. In esenţă, sunt
importante două aspecte:
a) capacitatea de a lucra în colectiv (abilitate impusă în standardele EQF);
b) capacitatea de comunicare în scris şi oral (multă vreme eludată în sistemul românesc
de educaţie).
Toate aceste componente trebuie să se regăsească şi în activitatea de formare pentru
cercetare ştiinţifică
Obs. Dacă în trecut, unele testări la angajare vizau strict capacitatea intelectuală
exprimată prin indicatorul IQ, în prezent contează mult şi indicatorul EQ (“inteligenţa”
emoţională). La unele firme, ponderea celor doi indicatori este: 20% IQ şi 80% EQ !
Treptele educaţie universitare sunt:
5
a) licenţă; sintetic, pentru domeniul ingineriei, cerinţele se referă la stăpânirea
metodologiilor de proiectare de echipamente şi de tehnologii diverse (inclusiv de exploatare şi
menenanţă). Metodologiile respective sunt cunoscute şi trebuie aplicate corect în diverse
situaţii concrete.
b) masterat; conform Legii Educaţiei, masteratul poate fi:
profesional, în acest caz cerinţele se referă la stăpânirea metodologiilor de
proiectare avansate – de ultimă oră – dar totuşi cunoscute, sau
ştiinţific. La masteratul ştiinţific, cerinţa se referă la obţinerea de rezultate noi
sub aspect ştiinţific, însă contribuţiile ştiinţifice pot să nu fie de amploare;
d) doctorat; în acest caz, cerinţa se referă la aptitudinea de a aduce contribuţii pe
frontul cunoaşterii ştiinţifice (cercetarea doctorală se defineşte ca fiind o cercetare de
frontieră – în sensul frontierei cunoaşterii ştiinţifice).
Obiectivul disciplinei de MEC: cum se realizează – sub aspect metodologic – o lucrare
de cercetare, respectând cerinţele eticii de cercetare. Aceasta presupune cunoaşterea noţiunilor
fundamentale privind activitatea de cercetare ştiinţifică.
Competenţele fixate prin “Fişa disciplinei” sunt:
Competenţe generale -
Competenţe
specifice
disciplinei
1. Cunoaştere, înţelegere, explicare şi interpretare
a. formarea unui ansamblu de cunoştinţe care să ofere cursanţilor posibilitatea de
a utiliza metodologii corecte si eficiente de cercetare in ştiinţele tehnice, in
general, cu particularizări in domeniul automaticii, ingineriei electrice şi
electronice;
b. formarea cunoştinţelor privitoare la aspectele de etica cercetării.
2. Instrumental-aplicative
a. Aplicarea corectă a metodologiei de organizare a unui proiect de cercetare
b. Utilizarea eficientă a tehnicilor de informare si documentare
c. Aplicarea corectă si eficientă a metodologiei cercetării cu caracter
fundamental-teoretic;
d. Utilizarea corectă si eficientă a tehnicilor de validare prin simulare numerică
off-line
e. Utilizarea corectă si eficientă a metodologiilor de validare prin tehnici de tip
« Hardwarw-In-the-Loop » si prin sistemele de dezvoltare pentru
experimentări de laborator
f. Aplicarea corectă si eficientă a metodologiilor de redactare a lucrărilor
ştiinţifice (articole, comunicări ştiinţifice, lucrări de dizertaţie şi teze de
doctorat)
g. Aplicarea corectă a metodologiilor de protecţie a proprietăţii intelectuale,
îndeosebi prin brevetare
3. Atitudinale
a. Însuşirea principiilor de etică a cercetării ştiinţifice pentru dezvoltarea
cunoaşterii (cercetare cu caracter fundamental)
b. Formarea capacităţii de autoevaluare a rezultatelor cercetării
c. Formarea aptitudinilor de lucru în echipe de cercetare
d. Aplicarea principiilor privitoare la metodologia şi etica cercetării în cadrul
lucrării de dizertaţie
6
1. Noţiunea de cercetare ştiinţifică
I. Obiectiv : obţinerea de noi rezultate privind cunoaşterea ştiinţifică a realităţii
obiective. Prin cunoaştere ştiinţifică se înţelege:
cunoaşterea calitativă, fenomenologică şi descriptivă a realităţii investigate. In cadrul cunoaşterii calitativ-fenomenologice a realităţii, se pun în evidenţă:
1. descrierea sistematică a fenomenologiei;
2. structurarea şi clasificarea proceselor care se regăsesc în realitatea investigată;
3. stabilirea legăturilor cauză – efect care se regăsesc în realitatea examinată;
4. stabilirea interacţiunii realităţii (procesului) care face obiectul cercetării cu alte
realităţi (procese) cu care se interacţionează;
In cadrul acestei etape de cercetare ştiinţifică se stabileşte o terminologie ştiinţifică, care
are şansa de a fi diseminată în societate.
cunoaşterea cantitativă a realităţii investigate In cadrul cunoaşterii cantitative,obiectivul cercetării ştiinţifice este de a stabili modele
matematice ale relaţiilor cauză – efect, puse în evidenţă de cunoaşterea calitativă şi
fenomenologică. Un model matematic permite:
1. dezvăluirea detaliată (prin relaţii matematice) a relaţiilor cauză efect. Aceasta
se poate realiza prin:
determinarea pe cale experimentală a unor relaţii care reflectă legăturile
cauză – efect. Aceste relaţii (modele), care se stabilesc pe cale experimentale,
se numesc legi (în domeniul cunoaşterii ştiinţifice);
legături deduse prin raţionamente matematice (leme, teoreme), pornind de la
următoarele premize:
a) rezultate cunoscute generale sau din domeniul investigat,
b) ipoteze, a căror valabilitate este prezumată;
c) capacitatea de a formula (de a propune, a intui) legături între
variabilele procesului investigat;
d) demonstrarea acestor legături, prin stăpânirea instrumentului matematic
şi logic.
2. predicţia efectelor, atunci când „mărimile cauză” sunt cunoscute. Simularea
sistemelor este procedura prin care se realizează această operaţie;
3 stabilirea relaţiilor de proiectare a sistemelor tehnice în regim staţionare şi în
regim dinamic; proiectarea tehnologiilor diverse (din transporturi, agricultură etc);
stabilirea reţetelor de tratament etc.
Observaţie Modelarea matematică poate include o mare varietate de metode, cum
sunt:
1. modele matematice clasice, derivate din analiza matematică şi teoria ecuaţiilor
diferenţiale şi cu diferenţe (cele mai utilizate în automatică, ingineria electrică
şi electronică);
7
2. modele discrete, pentru sisteme cu evenimente discrete (în special pentru
informatică şi calculatoare);
3. metode de inteligenţă artificială (logica fuzzy; instruire neuronală etc)
4. evaluare pe intervale a mărimilor etc.
II. Clasificarea cercetării ştiinţifice
Clasificarea se poate face după trei criterii:
A. Natura cercetării ştiinţifice Din acest punct de vedere avem:
1 Cercetarea fundamentală Scopul este cunoaşterea ştiinţifică a realităţii obiective, independent de eventualele
aplicaţii. Cercetarea fundamentală poate fi în:
a. Ştiinţele ale naturii:
fizică
chimie
biologie
geologie, geofizică, astronomie, paleontologie etc
b. Matematica (nu este ştiinţă a naturii).
Observaţie privind cercetarea în matematică:
Există două abordări în matematică:
1. matematica pură,
2. matematica aplicativă. Aceasta este o verigă înspre cercetarea aplicativă
şi poate fi:
matematică mecanică (ecuaţiile fizicii matematice)
matematică informatică (matematici discrete, optimizări discrete
etc);
inteligenţă artificială (aspectele teoretice din domeniu)
teoria sistemelor (“probleme de control” în abordarea matematică)
etc
c. Ştiinţe umaniste: filosofia (logica, etica, gnoseologia etc.), psihologia, sociologia
2. Cercetarea aplicativă Scopul urmărit este dezvoltarea de noi aplicaţii în activitatea umană, pe baza cunoaşterii
ştiinţifice din cercetarea fundamentală.
Cercetarea aplicativă poate fi în domeniile:
ştiinţe inginereşti
agricultură, zootehnie etc.
medicină
ştiinţe umaniste, cu componentele aplicative din sociologie, psihologie etc.
Observaţii:
1 Există ramuri ale ştiinţei care sunt intrinsec legate de activitatea umană, cum sunt:
economia, psihologia, sociologia, „ştiinţele politice”, juridice etc. Unele din
acestea se pretind a fi ştiinţe fundamentale, fără a fi ştiinţe ale naturii. Această
pretenţie poate fi acceptată doar dacă demersul ştiinţific vizează un cadru formal
foarte general, care include ca nişte cazuri particulare situaţiile de interes din
cercetarea aplicativă.
2. Relaţia dintre ramurile fundamentale şi cele aplicative:
cele fundamentale sunt orientate pe o „nişă” (pe un domeniu îngust),
8
cele aplicative sunt multidisciplinare.
Exemple:
1. Chimia pură şi ingineria chimică. In chimia pură, un cercetător poate
obţine un nou produs în eprubetă. Pentru realizarea industrială a
produsului, inginerul chimist trebuie să ştie chimie (teoretică), tehnologia
de realizare industrială, aparate şi echipamente necesare, procese de
schimb de masă şi căldură implicate în tehnologia respectivă, utilaj
specific, probleme de conducere automata etc. Deci, ingineria chimică
implică un spectru mult mai larg de cunoştinţe, decât chimia pură.
Această situaţie se regăseşte în numeroase alte domenii.
2. In ingineria electrică, pentru a realiza un nou tip de convertor
electromecanic (maşină electrică), cunoştinţele fundamentale sunt cele
aferente ecuaţiilor lui Maxwell. Inginerul trebuie să ştie, pe lângă
aspectele fundamentale amintite, probleme de dinamică, regimul termic,
mijloacele de comandă etc.
B. Domeniul de aplicare Clasificarea este realizată de autorităţile naţionale de cercetare, însă nu există diferenţe
esenţiale de la ţară la ţară.
Exemplu: Comisiile de specialitate CNCS sunt de tipul:
1. Ştiinţe ale naturii şi matematică, 2 Ştiinţe inginereşti, 3 Ştiinţe economice şi
umaniste, 4 Ştiinţele vieţii şi ale pământului, 5. Ştiinţe agricole şi veterinare, 6.
Ştiinţe medicale.
Comentarii Disciplinele interdisciplinare şi pluridisciplinare sunt întotdeauna legături
dintre domeniile menţionate şi sunt domenii prioritare de cercetare pe plan
mondial. Exemple de astfel de discipline:
Biotehnologia
Ecologia
Ştiinţa materialelor
Nanotehnologia
C. Natura problemei puse în cercetare 1. Probleme de analiză, care presupune modelarea şi simularea sistemului
2. Probleme de sinteză, care se refera la realizarea unui sistem cu performante
impuse.
Observaţii:
1. diferenţa dintre sinteză şi proiectare: proiectarea este mai amplă, mai detaliată şi
include sinteza;
2. într-o problemă de sinteză trebuie rezolvată o problemă preliminară:
realizabilitatea fizică a problemei formulate (exemple din Automatica: rejecţia
ideală a perturbaţiilor într-o buclă de reglare conduce la un regulator la care
funcţia de transfer are exces de zerouri, deci regulatorul este necauzal –
nerealizabil fizic etc.).
9
III. Organizarea activităţii de cercetare ştiinţifică
La organizarea cercetării ştiinţifice se pun următoarele probleme:
1. Resursa umană;
2. Infrastructură,
3. Organizarea propriuzisă a activităţii de cercetare
1.Resursa umană este formată din:
1. cercetători. Aceştia sunt autorizaţi prin studiile şi diplomele deţinute să ocupe
funcţii de cercetare. Diplomele sunt o condiţie necesară, nu şi suficientă.
Studiile necesare sunt:
1. masterat In Legea 1/2011 a Educaţiei, se prevede:
Art. 153. - (1) Programele de studii universitare de master reprezintă al II-lea ciclu de studii universitare
si se finalizează prin nivelul 7 din EQF/CEC si din Cadrul Naţional al Calificărilor. Acestea au o durata
normala de 1-2 ani si corespund unui număr minim de credite de studii transferabile, cuprins intre 60 si
120.
EQF/CEC - Cadrul european al calificărilor pentru învăţare pe tot parcursul vieţii - este un
instrument de referinţă pentru a compara nivelurile de calificare ale diferitelor sisteme de
calificări si care promovează continuarea integrării cetăţenilor pe piaţa europeana a muncii,
respectând in acelaşi timp marea diversitate a sistemelor naţionale de educaţie.
(2) Diploma de absolvire sau de licenţa a absolvenţilor învăţământului superior de lunga durata din
perioada anterioara aplicării celor trei cicluri tip Bologna este echivalenta cu diploma de studii
universitare de master in specialitate.
Art. 154. - (1) Programele de studii universitare de master pot fi:
a) master profesional, orientat preponderent spre formarea competentelor profesionale;
b) master de cercetare, orientat preponderent spre formarea competentelor de cercetare ştiinţifică.
Învăţarea realizata in cadrul masterului de cercetare poate fi echivalata cu primul an de studiu din cadrul
programelor de studii universitare de doctorat. Masterul de cercetare este exclusiv la forma de învăţământ
cu frecvenţă si poate fi organizat in cadrul şcolilor doctorale;
(2) Pot organiza programe de studii universitare de master intr-un domeniu acele instituţii de
invatamant superior care sunt acreditate sau autorizate provizoriu in acest scop.
In Regulamentul privind organizarea şi funcţionarea studiilor universitare de masterat în
cadrul UDJG sunt incluse:
Art. 3. Având în vedere obiectivele, grupurile ţintă şi planurile de învăţământ, în UDJG
studiile universitare de masterat sunt clasificate în 4 tipuri de programe, toate cu
durata de 4 semestre (120 credite transferabile - ECTS).
• Programe de masterat de aprofundare (de tip profesional sau de cercetare avansată), care
vor asigura aprofundarea în domeniul studiilor universitare de licenţă sau într-un
domeniu apropiat;
• Programe de masterat interdisciplinar (de tip profesional sau de cercetare avansată), care
vor încuraja colaborarea între domenii formative din UDJG sau din universităţi
similare;
10
• Programe de masterat complementar (de tip profesional sau de cercetare avansată), care
vor asigura competenţe complementare celor obţinute în ciclul 1, cuprinzând şi alte
domenii (medicină, biologie, economie etc.). Candidaţii la aceste programe vor putea fi
recrutaţi şi de la alte universităţi;
• Programe de masterat de cercetare avansată (numai de cercetare fundamentală şi/sau
aplicativă), care vor asigura formarea competenţelor de cercetare ştiinţifică specifice
anumitor domenii.
Art. 9. (1) Activităţile pe care trebuie să le desfăşoare masterandul sunt activităţi didactice
directe (integral asistate), activităţi didactice individuale (parţial asistate) şi activităţi
didactice individuale independente (neasistate).
(2) Activităţile didactice directe (integral asistate) au un număr minim de 14 ore/săptămână şi
sunt înscrise distinct în planul de învăţământ.
(3) Activităţile didactice individuale (parţial asistate) au un număr maxim de 14
ore/săptămână, astfel încât activităţile didactice totale să fie de maximum 28
ore/săptămână, conform Standardelor ARACIS specifice pentru Ştiinţe inginereşti, sau
mai puţin, conform Standardelor ARACIS specifice pentru alte domenii şi specializări.
(4) Activităţile individuale independente (neasistate) au un număr minim de 12
ore/săptămână, astfel încât suma dintre numărul de ore de activităţi didactice directe,
activităţi didactice individuale şi activităţi individuale independente să fie de 40
ore/săptămână.
Art. 11. (1) Masterandul îşi alege tema de disertaţie în semestrul II.
(2) Toate temele propuse vor fi afişate şi cadrele didactice îşi vor alege masteranzii pe care îi
vor îndruma, conform distribuţiei anunţate de departament a numărului de lucrări.
(3) Formularea finală a temei disertaţiei aparţine cadrului didactic îndrumător,
pe baza temei generale pentru care a optat masterandul.
Specificul studiilor de masterat: Este o activitate de iniţiere în cercetarea ştiinţifică, finalizată
prin contribuţii ştiinţifice limitate. In majoritatea laboratoarelor şi colectivelor de cercetare,
masteranzii sunt cuplaţi cu doctoranzii, pentru însuşirea domeniului investigat şi pentru
asimilarea metodologiei de cercetare.
Art. 157. - Diploma conferita după promovarea unui program de studii universitare de master si
susţinerea cu succes a lucrării de disertaţie se numeşte diploma de master
2. doctorat Specificul activităţii de doctorat: Obţinerea de contribuţii ştiinţifice pe frontul cunoaşterii
umane implică:
cunoaşterea detaliată a stadiului la zi al rezultatelor obţinute pe plan mondial în
domeniul cercetat,
validarea contribuţiilor aduse. Aceasta este făcută de mediul ştiinţific de
specialitate pe plan mondial. Validarea se realizează prin acceptarea
contribuţiilor incluse în lucrări publicate în reviste internaţionale de mare
impact, în urma recenzării acestor lucrări de experţi din diferite ţări (incluşi în
colectivele de referenţi ai revistelor respective) In instituţiile de învăţământ superior funcţiile de cercetare sunt:
a) asistent cercetare;
b) cercetător ştiinţific;
c) cercetător ştiinţific gradul III;
d) cercetător ştiinţific gradul II;
e) cercetător ştiinţific gradul I.
(3) Echivalenta funcţiilor din cercetare cu funcţiile didactice este următoarea:
11
a) cercetător ştiinţific se echivalează cu asistent universitar, pentru persoanele care deţin o
diploma de doctor;
b) cercetător ştiinţific gradul III se echivalează cu lector universitar/sef de lucrări;
c) cercetător ştiinţific gradul II se echivalează cu conferenţiar universitar;
d) cercetător ştiinţific gradul I se echivalează cu profesor universitar.
2. ingineri de dezvoltare tehnologică (IDT) Ca şi cercetătorii propriuzişi,
IDT pot fi de de gradele I, II III . Criteriile de atestare sunt stabilite de Consiliul Naţional
de Atestare a Titlurilor, Diplomelor şi Certificatelor Universitare.
3. personal cu funcţii tehnice
4. personal auxiliar tehnic şi financiar-administrativ.
Observaţie privind activitatea de cercetare-dezvoltare din marile firme private –
accentul este pus pe activitatea de cercetare experimentală şi pe pregătirea
multidisciplinară (inginerească)
12
Curs 2
IV. Organizarea activităţii de cercetare ştiinţifică
La organizarea cercetării ştiinţifice se pun următoarele probleme:
4. Resursa umană;
5. Infrastructură,
III. Organizarea propriuzisă a activităţii de cercetare
I. Resursa umană este formată din:
1. cercetători. Aceştia sunt autorizaţi prin studiile şi diplomele deţinute să ocupe
funcţii de cercetare. Diplomele sunt o condiţie necesară, nu şi suficientă.
Studiile necesare sunt:
3. masterat In Legea 1/2011 a Educaţiei, se prevede:
Art. 153. - (1) Programele de studii universitare de master reprezintă al II-lea ciclu de studii universitare
si se finalizează prin nivelul 7 din EQF/CEC si din Cadrul Naţional al Calificărilor. Acestea au o durata
normala de 1-2 ani si corespund unui număr minim de credite de studii transferabile, cuprins intre 60 si
120.
EQF/CEC - Cadrul european al calificărilor pentru învăţare pe tot parcursul vieţii - este un
instrument de referinţă pentru a compara nivelurile de calificare ale diferitelor sisteme de
calificări si care promovează continuarea integrării cetăţenilor pe piaţa europeana a muncii,
respectând in acelaşi timp marea diversitate a sistemelor naţionale de educaţie.
(2) Diploma de absolvire sau de licenţa a absolvenţilor învăţământului superior de lunga durata din
perioada anterioara aplicării celor trei cicluri tip Bologna este echivalenta cu diploma de studii
universitare de master in specialitate.
Art. 154. - (1) Programele de studii universitare de master pot fi:
a) master profesional, orientat preponderent spre formarea competentelor profesionale;
b) master de cercetare, orientat preponderent spre formarea competentelor de cercetare ştiinţifică.
Învăţarea realizata in cadrul masterului de cercetare poate fi echivalata cu primul an de studiu din cadrul
programelor de studii universitare de doctorat. Masterul de cercetare este exclusiv la forma de învăţământ
cu frecvenţă si poate fi organizat in cadrul şcolilor doctorale;
(2) Pot organiza programe de studii universitare de master intr-un domeniu acele instituţii de
invatamant superior care sunt acreditate sau autorizate provizoriu in acest scop.
In Regulamentul privind organizarea şi funcţionarea studiilor universitare de masterat în
cadrul UDJG sunt incluse:
Art. 3. Având în vedere obiectivele, grupurile ţintă şi planurile de învăţământ, în UDJG
studiile universitare de masterat sunt clasificate în 4 tipuri de programe, toate cu
durata de 4 semestre (120 credite transferabile - ECTS).
• Programe de masterat de aprofundare (de tip profesional sau de cercetare avansată), care
vor asigura aprofundarea în domeniul studiilor universitare de licenţă sau într-un
domeniu apropiat;
• Programe de masterat interdisciplinar (de tip profesional sau de cercetare avansată), care
vor încuraja colaborarea între domenii formative din UDJG sau din universităţi
similare;
13
• Programe de masterat complementar (de tip profesional sau de cercetare avansată), care
vor asigura competenţe complementare celor obţinute în ciclul 1, cuprinzând şi alte
domenii (medicină, biologie, economie etc.). Candidaţii la aceste programe vor putea fi
recrutaţi şi de la alte universităţi;
• Programe de masterat de cercetare avansată (numai de cercetare fundamentală şi/sau
aplicativă), care vor asigura formarea competenţelor de cercetare ştiinţifică specifice
anumitor domenii.
Art. 9. (1) Activităţile pe care trebuie să le desfăşoare masterandul sunt activităţi didactice
directe (integral asistate), activităţi didactice individuale (parţial asistate) şi activităţi
didactice individuale independente (neasistate).
(2) Activităţile didactice directe (integral asistate) au un număr minim de 14 ore/săptămână şi
sunt înscrise distinct în planul de învăţământ.
(3) Activităţile didactice individuale (parţial asistate) au un număr maxim de 14
ore/săptămână, astfel încât activităţile didactice totale să fie de maximum 28
ore/săptămână, conform Standardelor ARACIS specifice pentru Ştiinţe inginereşti, sau
mai puţin, conform Standardelor ARACIS specifice pentru alte domenii şi specializări.
(4) Activităţile individuale independente (neasistate) au un număr minim de 12
ore/săptămână, astfel încât suma dintre numărul de ore de activităţi didactice directe,
activităţi didactice individuale şi activităţi individuale independente să fie de 40
ore/săptămână.
Art. 11. (1) Masterandul îşi alege tema de disertaţie în semestrul II.
(2) Toate temele propuse vor fi afişate şi cadrele didactice îşi vor alege masteranzii pe care îi
vor îndruma, conform distribuţiei anunţate de departament a numărului de lucrări.
(3) Formularea finală a temei disertaţiei aparţine cadrului didactic îndrumător,
pe baza temei generale pentru care a optat masterandul.
Specificul studiilor de masterat: Este o activitate de iniţiere în cercetarea ştiinţifică, finalizată
prin contribuţii ştiinţifice limitate. In majoritatea laboratoarelor şi colectivelor de cercetare,
masteranzii sunt cuplaţi cu doctoranzii, pentru însuşirea domeniului investigat şi pentru
asimilarea metodologiei de cercetare.
Art. 157. - Diploma conferita după promovarea unui program de studii universitare de master si
susţinerea cu succes a lucrării de disertaţie se numeşte diploma de master
4. doctorat Specificul activităţii de doctorat: Obţinerea de contribuţii ştiinţifice pe frontul cunoaşterii
umane implică:
cunoaşterea detaliată a stadiului la zi al rezultatelor obţinute pe plan mondial în
domeniul cercetat,
validarea contribuţiilor aduse. Aceasta este făcută de mediul ştiinţific de
specialitate pe plan mondial. Validarea se realizează prin acceptarea
contribuţiilor incluse în lucrări publicate în reviste internaţionale de mare
impact, în urma recenzării acestor lucrări de experţi din diferite ţări (incluşi în
colectivele de referenţi ai revistelor respective) In instituţiile de învăţământ superior funcţiile de cercetare sunt:
a) asistent cercetare;
b) cercetător ştiinţific;
c) cercetător ştiinţific gradul III;
d) cercetător ştiinţific gradul II;
e) cercetător ştiinţific gradul I.
(3) Echivalenta funcţiilor din cercetare cu funcţiile didactice este următoarea:
14
a) cercetător ştiinţific se echivalează cu asistent universitar, pentru persoanele care deţin o
diploma de doctor;
b) cercetător ştiinţific gradul III se echivalează cu lector universitar/sef de lucrări;
c) cercetător ştiinţific gradul II se echivalează cu conferenţiar universitar;
d) cercetător ştiinţific gradul I se echivalează cu profesor universitar.
2. ingineri de dezvoltare tehnologică (IDT) Ca şi cercetătorii propriuzişi,
IDT pot fi de de gradele I, II III . Criteriile de atestare sunt stabilite de Consiliul Naţional
de Atestare a Titlurilor, Diplomelor şi Certificatelor Universitare.
3. personal cu funcţii tehnice
4. personal auxiliar tehnic şi financiar-administrativ.
Observaţie privind activitatea de cercetare-dezvoltare din marile firme private –
accentul este pus pe activitatea de cercetare experimentală şi pe pregătirea
multidisciplinară (inginerească)
II.Infrastructura se referă la:
a. Spaţiul necesar cercetării
b. Echipamentele necesare cercetării (exemplu: acceleratoare de aplicaţii)
c. Softul necesar. Exemple (Matlab, Toolboxuri etc)
d. Sursele de documentare. Această problemă va fi analizată în detaliu în
cele ce urmează
e. Materiale consumabile
Observaţii: 1) Specificul infrastructurii din ingineria sistemelor şi inginerie electrică:
Noţiunea de sistem de dezvoltare = un echipament (hard+sopft) care
facilitează/accelerează experimentele din aria cercetată. Exemplu din automatică,
electronică şi ingineria electrică: Strucrurile HIL (Hardware-In-the-Loop),
realizate prin echipamente hard şi soft ale firmei dSPACE. Acestea vor face obiectul
unei prelegeri distincte în cadrul cursului.
2) Infrastructura de cercetare poate fi o arie de cercetare aplicativă (elaborarea de noi
tipuri de instrumente şi echipamente pentru investigarea ştiinţifică reprezintă o
linie majoră de cercetare, în special în domeniile de vârf: neuroştiinţe,
nanotehnologii etc).
Problematica publicaţiilor ştiinţifice
Această problematică se pune în două situaţii distincte:
i. Ca o componentă a infrastructurii, constituind Sursele de
documentare necesare desfăşurării activităţii de cercetare;
ii. Ca o problemă de evaluare a eficienţei activităţii de
cercetare. In acest caz, este important să se ştie care sunt
lucrările ştiinţifice publicate în cadrul unui grant finanţat
de la buget (şi care este nivelul de publicare). Lucrările
respective reprezintă „producţia” activităţii de cercetare, pentru care s-au cheltuit bani publici.
Această problemă este esenţială pentru evaluarea:
15
a - eficienţei şi calităţii activităţii de cercetare ştiinţifică (dacă un grant
de cercetare si-a îndeplinit sau nu obiectivele incluse în proiectul cu care s-a câştigat
grantul) ; b - performanţelor cercetătorilor, a echiplelor de cercetare şi a instituţiilor de cercetare.
Problematica publicaţiilor ştiinţifice va fi tratată în continuare în mod unitar, indiferent
că ea este privită:
A - ca o sursă de documentare (componentă a infrastructurii), sau
B - ca o problemă de evaluare a eficienţei şi calităţii activităţii de cercetare.
TEHNICI DE INFORMARE SI DOCUMENTARE
Surse
1 Cărţi, de interes sunt:
a. pentru mediul ştiinţific, destinate cercetătorilor calificaţi sau în curs de
calificare, adică: doctori, doctoranzi, absolvenţi de masterat de cercetare, masteranzi
de cercetare;
- tratate, cuprind un domeniu larg şi sunt voluminoase (adesea în mai multe
volume);
- monografii, cuprind un domeniu îngust, cu o tratare foarte aprofundată,
incluzând – de regulă – şi contribuţii ale autorilor.
b. manuale universitare, destinate studenţilor la licenţă sau masterat
(profesional sau de cercetare). Acestea se consideră doar parţial ca material de
documentare,
Specificul cărţilor, ca sursă de documentare:
Avantaj : prezentare amplă, pornind de la originea ideilor, cu includerea evoluţiei
istorice a acestora şi prezentarea diverselor variante de realizare.
Dezavantaje 1) Nu pot prezenta ultimele rezultate (datorită ciclului de editare de
câţiva ani); 2) Adesea, unele rezultate sunt prezentate rezumativ.
2. Reviste ştiinţifice.
Misiunea lor:
1 este de a prezenta noi rezultate ştiinţifice;
2 adesea, la cererea editorilor, se solicită şi lucrări de sinteză (survey) pe o temă dată,
pentru a prezenta stadiul la zi a cercetărilor în domeniul temei impuse.
Cine certifică faptul că un articol conţine o contribuţie ştiinţifică ? In principiu, comunitatea ştiinţifică internaţională.
Din punct de vedere practic:
fiecare articol dintr-o revistă ştiinţifică vizibilă (adică, accesibilă la
nivelul întregii comunităţi ştiinţifice internaţionale) este recenzat de 2-3-4 sau 5
referenţi, specialişti de prestigiu,
după publicare, contribuţiile sunt judecate de marea masă a specialiştilor, care
consultă lucrările respective (cu posibilitatea de a da replici; revistele sunt obligate să
publice replicile, dacă sunt întemeiate),
o contribuţie este validată nu numai prin publicare, ci –mai ales – prin
utilizarea (citarea) rezultatelor de către alţi cercetători.
16
Calitatea cercetătorilor este evaluată prin impactul pe care îl au lucrările
publicate în mediul de specialitate, reflectat prin RATA CITARILOR lucrărilor publicate.
Se consideră numai citările în articole din reviste vizibile (ISI, BDI)
Există un indicator al citărilor, numit indicele h (indicele Hirsch), care reflectă
numărul de lucrări la care citările depăşesc un anumit prag.
Definirea indicelui Hirsch: primele h articole publicate care au numărul de
citări cel puţin egal cu h. Se face un grafic având în abscisă numărul de lucrări publicate, în ordinea citărilor, iar în
ordonată – numărul de citări. Indicele h este egal cu numărul de reviste la care corespund
punctele situate în partea superioară a bisectoarei (v. Fig. 1; în această figură, h=5).
Fig. 1
Se pune problema: unde se publică lucrările ştiinţifice ?
Pentru a se valida o contribuţie ştiinţifică, este necesar ca revista vizată să fie vizibilă,
adică să fie accesibilă şi citită de marea majoritate a specialiştilor din
domeniu, pe plan mondial. Astfel de reviste sunt:
Revistă indexată ISI (Institute for Scientific Information - ISI) este o revistă indexată
(adică, analizată şi recomandată) în Science Citation Index Expanded, bază de date
administrate de Thomson Reuters.
Revistă cotată ISI este o revistă pentru care Thomson Reuters calculează şi publică factorul
de impact în Journal Citation Reports.
Indicatori de calitate a revistelor
(1) Factorul de impact (IF) al unei reviste ştiinţifice este o mărime care reflectă numărul
mediu de citări ale articolelor din acea revistă în decursul unui an, articolele citate fiind publicate
într-un interval de timp de doi ani anteriori anului considerat. Factorul de impact (”impact
factor”) este calculat de Thomson Reuters în Journal Citation Reports. Se consideră că revistele
pentru care Thomson Reuters nu indică factorul de impact au un factor de impact nul (este cazul
revistelor recent indexate ISI, aflate în curs de evaluare a factorului de impact).
17
De exemplu, dacă o revistă are factorul de impact egal cu 3 în 2010, atunci articolele
publicate in 2008 si 2009 au, fiecare, în medie, câte 3 citări în 2010. Calculul IF se face astfel:
A= numărul de articole publicate în 2008 şi 2009 care au fost citate în revistele cotate
sau indexate în 2010 ;
B= numărul de articole ştiinţifice publicate în 2008 şi 2009;
IF2010 = A/B.
In ultimul timp, s-a produs un fenomen care a diminuat importanţa IF: redacţiile unor reviste
au favorizat articolele care citau lucrări din revista respectivă, în scopul creşterii IF. In acest fel,
revistele respective aveau IF mare, fără ca impactul în domeniu să fie pe măsură. Indicatorii
care urmează au fost introduşi pentru a descuraja aceste practici.
(2) Scorul de influenţă este o mărime care reflectă, pentru o anumită revistă ştiinţifică,
influenţa medie a unui articol din acea revistă într-un interval de 5 ani după publicare, prin luarea
în
considerare a numărului de citări primite de articolele din acea revistă, ponderate cu influenţa
revistelor care citează articolele (altele decât cea în cauză). Scorul de influenţă
(”article influence score - AIS”) este calculat de Thomson Reuters în Journal Citation
Reports. Se consideră că revistele pentru care Thomson Reuters nu indică scorul de influenţă al
articolelor au un scor de influenţă nul.
Atenţie ! Se vor reţine doar indicatorii de la punctul 1 (Factorul de impact IF) şi de la punctul 2 (Scorul de influenţă AIS)
(3) Scorul median de influenţă al unui domeniu ştiinţific este egal cu mediana
scorurilor de influenţă ale revistelor din acel domeniu care au scoruri de influenţă nenule.
(4) Scorul de influenţă referinţă al unui domeniu ştiinţific este scorul median de
influenţă al acelui domeniu, cu excepţia domeniului ”Ştiinţe multidisciplinare”
(”Multidisciplinary sciences”), unde scorul de influenţă referinţă este media aritmetică a
scorurilor mediane
de influenţă ale celorlalte domenii incluse în domeniul ”Ştiinţe multidisciplinare”.
(5) Scorul de influenţă referinţă corespunzător unei reviste ştiinţifice este
minimul scorurilor de influenţă referinţă ale domeniilor în care se încadrează revista, conform
grupării revistelor pe domenii făcută de Thomson –Reuters.
(6) Scorul relativ de influenţă (SRI) al unei reviste ştiinţifice este egal cu raportul
dintre scorul de influenţă al articolelor acelei reviste şi scorul de influenţă referinţă corespunzător
revistei (2)/(5).
(7) Scorul relativ de influenţă al unui articol este scorul relativ de influenţă al revistei
ştiinţifice în care a fost publicat articolul (6)=(7).
Clasificarea revistelor după vizibilitate:
A. Nature, Science
B. Reviste ISI cu rată a citărilor excepţională
C. Reviste cotate ISI, cu diverse niveluri ale IF sau ale SRI
D. Reviste indexate ISI (fără factor de impact)
E. Reviste incluse în baze de date indexate (BDI)
F. Alte reviste
Observaţie Pe plan international există şi un nou indicator calitativ al revistelor, care reflectă rata
citărilor, stabilit prin PageRank algorithm. (vezi Wikipedia). De asemenea, se propun variante
combinate, bazate pe ISI-Impact Factor şi PageRank. O ilustrare a revistelor de top, conform
acestor indicatori, este dată în tabelul următor.
18
ISI Impact Factor PageRank Combined
1 52.28 ANNU REV IMMUNOL 16.78 Nature 51.97 Nature
2 37.65 ANNU REV BIOCHEM 16.39 Journal of Biological Chemistry 48.78 Science
3 36.83 PHYSIOL REV 16.38 Science 19.84 New England Journal of
Medicine
4 35.04 NAT REV MOL CELL
BIO 14.49 PNAS 15.34 Cell
5 34.83 New England Journal of
Medicine 8.41 PHYS REV LETT 14.88 PNAS
6 30.98 Nature 5.76 Cell 10.62 Journal of Biological
Chemistry
7 30.55 Nature Medicine 5.70 New England Journal of
Medicine 8.49 JAMA
8 29.78 Science 4.67 Journal of the American
Chemical Society 7.78 The Lancet
9 28.18 NAT IMMUNOL 4.46 J IMMUNOL 7.56 NAT GENET
Nature and Science are generally regarded as the most prestigious journals, and in the
combined system they come out on top.
Pe site-ul Consiliului Naţional pentru Cercetare Stiinţifică (CNCS) sunt prezentate revistele
cotate ISI (peste 10.000 reviste), cu sublinierea indicatorului care este considerat în toate
criteriile de evaluare din România. In tabelul prezentat este dat un mic segment din aceste
date.
Indicatorul esenţial (Scorul relativ de influenţă - SRI) se actualizează, ca de exemplu (pt.
IEEE)
DENUMIREA REVISTEI
ISSN
Factor de impact
referinţă (domeniu)
Factor de
impact relativ
(Revistă)
Scor de influenţă referinţă
(Domeniu)
Scor de influenţă (Revistă)
TARA
AUTOMATED SOFTWARE ENGINEERING 0928-8910 1.26 1.00556 0.511 0 UNITED STATES
AUTOMATICA 0005-1098 1.461 1.80082 0.403 3.16625 UNITED STATES
AUTOMATION AND REMOTE CONTROL 0005-1179 1.589 0.15796 0.384 0.30729 RUSSIA
AUTOMATION IN CONSTRUCTION 0926-5805 1.018 1.34774 0.366 0.97268 NETHERLANDS
AUTONOMIC NEUROSCIENCE-BASIC & CLINICAL 1566-0702 3.875 0.46839 0.933 0.61844 NETHERLANDS
AUTONOMOUS AGENTS AND MULTI-AGENT SYSTEMS 1387-2532 1.696 0.89033 0.497 1.06237 UNITED STATES
AUTONOMOUS ROBOTS 0929-5593 1.326 0.93137 0.49 1.31837 NETHERLANDS
19
Pe site- ul
CNCS sunt menţionate concluziile generale privind cercetarea din
România:
Unde suntem?
Două constatări generale, pornind de la analize de specialitate, arată că:
Nicio universitate românească nu se clasează între primele 500 de universităţi ale lumii.
Această absenţă din nivelul superior al clasamentelor nu relevă doar lipsa de competitivitate
a universităţilor româneşti, ci are şi consecinţe negative asupra atragerii de studenţi străini
şi asupra pregătirii resurselor umane locale.
România este pe ultimele locuri din Europa privind performanţa în cercetare, dacă luăm ca
reper publicaţiile internaţionale, brevetele sau inovaţiile. Acest lucru afectează toate
nivelurile societăţii româneşti, de la nivelul de trai la competitivitatea economică şi
tehnologică.
La acestea se adaugă două constatări specifice:
Rata de absorbţie a fondurilor europene prin programul FP7 (“Seventh Framework
Programme“, http://cordis.europa.eu/fp7/home_en.html) este extrem de redusă, deşi
România are o contribuţie financiară semnificativă la fondurile comunitare europene.
Revista
SRI martie 2011
SRI august 2011
SRI ianuarie 2012
IEEE T ANTENN PROPAG 2.94422 2.45238 2.46075
IEEE T APPL SUPERCON 0.53102 0.52983 0.52983
IEEE T BIOMED CIRC S 2.15633 1.45585 1.45346
IEEE T BIO-MED ENG 1.35489 1.14996 1.16248
IEEE T CIRCUITS-I 2.30769 2.29594 2.29356
IEEE T CIRCUITS-II 2.06203 2.09069 2.08831
IEEE T COMMUN 4.26693 2.75850 2.76451
IEEE T COMPUT 2.51365 2.00955 2.00716
IEEE T ELECTRON DEV 2.62283 2.31265 2.31265
IEEE T ENERGY CONVER 2.57816 2.65632 2.66110
IEEE T EVOLUT COMPUT 3.66398 2.97720 2.98368
IEEE T FUZZY SYST 2.54094 2.26730 2.26253
IEEE T IMAGE PROCESS 3.49380 3.73508 3.72315
IEEE T IND APPL 1.93501 1.91724 1.91736
IEEE T IND ELECTRON 1.84115 1.85851 1.87214
IEEE T INFORM THEORY 4.42184 4.04296 4.03580
20
România nu are nici un grant câştigat în competiţiile finanţate de “European Research
Council” (ERC), nici în cazul schemei de finanţare “Advanced Research Grant“, nici în
cazul “Starting Research Grant“.
Cauzele acestor aspecte sunt intim legate de lipsa de competitivitate a cercetării româneşti la
nivel internaţional, şi ele sunt:
1. Impactul cercetării româneşti la nivel internaţional este foarte redus. Există multe
lucrări publicate cu impact minor în comunitatea internaţională, dar foarte puţine
lucrări ale cercetătorilor români în reviste de vârf, care să ateste un impact major (cum
ar fi Nature, Science etc.)
2. Răspunsul comunităţii academice internaţionale la publicaţiile ştiinţifice care provin
din România este redus. De exemplu, ca număr de citări pe articol, România se află pe
locul 15 din 23 de ţări din Europa de Est, conform sursei Scimago, pentru 1996-2009
(http://www.scimagojr.com/countryrank.php?area=0&category=0®ion=Eastern+E
urope&year=all&order=cd&min=0&min_type=it). O mare parte a acestor citări sunt
autocitări sau provin tot de la autori din România, ceea ce indică o izolare
ştiinţifică.
3. Există în România o tendinţă crescătoare de a publica în reviste care, deşi sunt cotate
în Web of Science, nu asigură condiţii de calitate crescută în evaluare, contribuind
astfel la menţinerea izolării ştiinţifice.
Vom analiza aceste concluzii, subliniind cauzele situaţiei actuale, implicaţiile
acesteia şi măsurile adoptate.
1. Până în 1990, cercetarea ştiinţifică „de frontieră” a fost complet neglijată, fiind
ancorată mai mult în tezele de doctorat, care erau extrem de rare (în deceniul anilor
’80, practic sistemul de doctorat a fost „îngheţat”). Nu era stimulată publicarea în
reviste ştiinţifice internaţionale (reviste „vizibile”), iar în România exista o singură
revistă ISI, cu IF redus. In consecinţă, nu s-a format cultura diseminării
rezultatelor cercetării ştiinţifice (atâtea câte erau) prin publicaţii în reviste
internaţionale de prestigiu.
2. Universităţile româneşti, ca şi cele din multe foste ţări socialiste, nu erau bine cotate,
deoarece criteriile de evaluare a universităţilor includ, cu prioritate, rezultatele din
cercetarea de frontieră. Universităţile de vârf sunt orientate înspre cercetare, prin
şcolile doctorale, care practic nu existau în universităţile româneşti.
3. Statutul cercetării ştiinţifice de frontieră şi al poziţiei universităţilor în clasamentele
universităţilor la scară mondială reprezintă un criteriu esenţial pentru investiţiile
străine din ţara, cu efecte majore pentru dezvoltarea economică (este vorba de
asigurarea resursei umane înalt calificate, pentru activităţile de cercetare-dezvoltare
ale firmelor, astfel încât investiţia să nu fie în regim de lohn).
4. Au existat foarte multe Institute şi Centre de cercetare, care aveau obiective
aplicative, pentru fiecare domeniu al economiei naţionale. Acestor unităţi li s-au
impus obiective de tipul „asimilarea în ţară” a unor echipamente şi produse aflate
pe piaţa internaţională, ceea ce a condus la un decalaj tehnologic substanţial între
economiile socialiste şi cele occidentale (se asimilau produse existente pe piaţă, adesea
deja învechite).
5. In UE, cercetarea ştiinţifică de frontieră se realizează în cadrul unor programe
unitare, numite Program Cadru 1, 2 …, 7 (cel actual)- (FP1, 2, 3…) In FP..,
granturile se câştigă prin competiţie. Un titular de grant este format dintr-un
Consorţiu compus dintr-un Coordonator şi o serie de parteneri, obligatoriu din
21
diferite ţări ale UE. In criteriile de selectare a granturilor câştigătoare, o pondere
importantă o au publicaţiile vizibile (cu indicator SRI) cercetătorilor, care atestă
competenţa membrilor echipei la tema propusă. In România, cultura şi rezultatele
publicaţiilor în reviste vizibile fiind deficitare, competitivitatea echipelor româneşti
la competiţiile din FP ale UE a fost foarte redusă. Fondul comun al UE pentru
cercetare în cadrul Programelor Cadru (FP), în valoare de multe zeci de miliarde de
euro, se formează prin contribuţia fiecărei ţari. In cazul României a existat un deficit
permanent în cadrul FP, în sensul că, permanent, fondurile atrase de echipele
româneşti (mereu în calitate de colaboratori) din FP au fost mai mici decât
contribuţia financiară a României a fondul comun al UE pentru FP.
6. Pentru remedierea acestei situaţii, s-a modificat radical structura organizatorică a
cercetării de frontieră, iniţial prin CNCSIS, care a funcţionat circa 14 ani, apoi prin
CNCS. In esenţă, cercetarea se desfăşoară prin granturi (adică, sume asigurate din
buget – din bani publici, cu condiţia ca echipa grantului să obţină rezultatele propuse
în proiectul de grant). Cerinţele impuse la evaluarea granturilor au fost similare celor
din cadrul FP, cu accent pe evaluarea performanţelor competitorilor prin lucrări
publicate. Rezultatele au fost foarte modeste la început, publicaţiile fiind, de fapt,
reviste locale, fără vizibilitate.
22
Curs 3
Recapitulare: Cauzele situaţiei cercetării ştiinţifice din România (situaţie diagnosticată de CNCS - Consiliului Naţional al Cercetării Sţiinţifice)
7. Până în 1990, cercetarea ştiinţifică „de frontieră” a fost complet neglijată, fiind
ancorată mai mult în tezele de doctorat, care erau extrem de rare (în deceniul anilor
’80, practic sistemul de doctorat a fost „îngheţat”). Nu era stimulată publicarea în
reviste ştiinţifice internaţionale (reviste „vizibile”), iar în România exista o singură
revistă ISI, cu IF redus. In consecinţă, nu s-a format cultura diseminării
rezultatelor cercetării ştiinţifice (atâtea câte erau) prin publicaţii în reviste
internaţionale de prestigiu.
8. Universităţile româneşti, ca şi cele din multe foste ţări socialiste, nu erau bine cotate,
deoarece criteriile de evaluare a universităţilor includ, cu prioritate, rezultatele din
cercetarea de frontieră. Universităţile de vârf sunt orientate înspre cercetare, prin
şcolile doctorale, care practic nu existau în universităţile româneşti.
9. Statutul cercetării ştiinţifice de frontieră şi al poziţiei universităţilor în clasamentele
universităţilor la scară mondială erau modeste. Acestea reprezintă un criteriu esenţial
pentru investiţiile străine din ţara, cu efecte majore pentru dezvoltarea economică
(este vorba de asigurarea resursei umane înalt calificate, pentru activităţile de
cercetare-dezvoltare ale firmelor, astfel încât investiţia să nu fie în regim de lohn).
10. Au existat foarte multe Institute şi Centre de cercetare, care aveau obiective
aplicative, pentru fiecare domeniu al economiei naţionale. Acestor unităţi li s-au
impus obiective de tipul „asimilarea în ţară” a unor echipamente şi produse aflate
pe piaţa internaţională, ceea ce a condus la un decalaj tehnologic substanţial între
economiile socialiste şi cele occidentale (se asimilau produse existente pe piaţă, adesea
deja învechite).
11. In UE, cercetarea ştiinţifică de frontieră se realizează în cadrul unor programe
unitare, numite Program Cadru 1, 2 …, 7 (cel actual)- (FP1, 2, 3…) In FP..,
granturile se câştigă prin competiţie. Un titular de grant este format dintr-un
Consorţiu compus dintr-un Coordonator şi o serie de parteneri, obligatoriu din
diferite ţări ale UE. In criteriile de selectare a granturilor câştigătoare, o pondere
importantă o au publicaţiile vizibile (cu indicator SRI) ale cercetătorilor, care
atestă competenţa membrilor echipei la tema propusă. In România, cultura şi
rezultatele publicaţiilor în reviste vizibile fiind deficitare, competitivitatea echipelor
româneşti la competiţiile din FP ale UE a fost foarte redusă. Fondul comun al UE
pentru cercetare în cadrul Programelor Cadru (FP), în valoare de multe zeci de
miliarde de euro, se formează prin contribuţia fiecărei ţari. In cazul României a
existat un deficit permanent în cadrul FP, în sensul că, permanent, fondurile atrase de
echipele româneşti (mereu în calitate de colaboratori) din FP au fost mai mici decât
contribuţia financiară a României a fondul comun al UE pentru FP.
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
Pentru remedierea acestei situaţii, s-a modificat radical structura organizatorică a
cercetării de frontieră, iniţial prin CNCSIS (Consiliului Naţional al Cercetării Sţiinţifice din
23
Invăţământul Superior), care a funcţionat circa 14 ani, apoi prin CNCS. In esenţă,
cercetarea din ţară se desfăşoară prin granturi (adică, sume asigurate din buget – din
bani publici, cu condiţia ca echipa grantului să obţină rezultatele propuse în proiectul de
grant). Cerinţele impuse la evaluarea granturilor au fost similare celor din cadrul FP, cu
accent pe evaluarea performanţelor competitorilor prin lucrări publicate. Rezultatele au
fost foarte modeste la început, publicaţiile fiind, de fapt, reviste locale, fără vizibilitate.
Departamentul pentru Politica Ştiinţei si Scientometrie (CENAPOSS) din cadrul
Consiliului Naţional al Cercetării Ştiinţifice este organismul care se ocupă în România de
acreditarea revistelor ştiinţifice.
CENAPOSS a stabilit următorul clasament al revistelor româneşti:
- de tip A (indexate sau cotate ISI);
- de tip B+ (incluse în baze de date indexate - BDI);
- de tip B (cu perspectiva de a evolua);
- de tip C etc (practic fără valoare).
Pentru a face faţă cerinţelor de publicare, impuse de:
raportarea rezultatelor la granturi (pentru a se evita întreruperea finanţării sau
chiar a returnării fondurilor consumate);
promovarea în funcţii universitare şi de cercetare;
obţinerea de noi granturi etc.,
în ţară a existat o preocupare pentru formare de reviste ştiinţifice româneşti,
indexate sau cotate ISI. In prezent sunt circa 59 reviste româneşti cotate/indexate
ISI.
In continuare sunt date revistele ISI româneşti, de interes pentru domeniile
automatică, calculatoare, inginerie electrică şi electronică:
Denumirea revistei IF AIS
(Article
influence
Score)
ADVANCES IN ELECTRICAL AND COMPUTER ENGINEERING 0,688 -
CONTROL ENGINEERING AND APPLIED INFORMATICS 0.228 -
INTERNATIONAL JOURNAL OF COMPUTERS 0,650 -
COMMUNICATIONS &CONTROL
JOURNAL OF OPTOELECTRONICS AND 0,412 0,113
ADVANCED MATERIALS
OPTOELECTRONICS AND ADVANCED MATERIALS-RAPID 0,477 0,078
COMMUNICATIONS
PROCEEDINGS OF THE ROMANIAN ACADEMY SERIES 0,149 -
A: MATHEMATICS, PHYSICS, TECHNICAL SCIENCES,
INFORMATION SCIENCE
24
REVUE ROUMAINE DES SCIENCES TECHNIQUES, SERIE
ELECTROTECHNIQUE ET ENERGETIQUE 0,057 -
ROMANIAN BIOTECHNOLOGICAL LETTERS 0,219 -
ROMANIAN JOURNAL OF INFORMATION SCIENCE 0,188
0,046
AND TECHNOLOGY
STUDIES IN INFORMATICS AND CONTROL 0,671
După cum se observă, IF şi – în special – SRI (care contează în competiţii)
sunt foarte reduşi şi publicaţiile în revistele ISI româneşti nu ajută prea mult la
câştigarea competiţiilor internaţionale de granturi. Soluţia este publicarea în
revistele internaţionale consacrate, cu rating ridicat.
In consecinţă, s-au adoptat următoarele măsuri de stimulare a calităţii
cercetării, prin publicaţii în reviste vizibile de înalt nivel:
1) Evaluarea rezultatelor obţinute la un grant se face în raport cu nivelul
publicaţiilor rezultate (cu consecinţa reţinerii fondurilor sau chiar a returnării acestora, dacă
indicatorii nu sunt îndepliniţi).
2) Adoptarea de standarde minimale de eligibilitate pentru directorul de
proiect şi experţi, această măsură asigurând o stimulare materială consistentă a
cercetătorilor. a) Pentru domenii diferite de cele umaniste şi sociale
Publicarea în perioada 2001 – 2011 ca autor principal (conform Anexei 5 - Definiţii) a
unor articole în reviste care au fiecare un scor relativ de influenţă cel puţin egal cu 0,5 şi al căror
scor relativ de influenţă cumulat este cel puţin egal cu 2 (la un articol publicat, SRI se împarte la
numărul de autori, cu o pondere depinzând de poziţia autorului în colectivul de autori al
articolului)
3) Adoptarea de standarde minimale pentru promovarea personalului pe
funcţii didactice universitare şi de cercetare.
4) Adoptarea de standarde minimale pentru tezele de doctorat.
5) Adoptarea de standarde bazate pe criterii de cercetare ştiinţifică pentru
clasificarea Universităţilor româneşti.
Problema clasificării Universităţilor la scară internaţională - produce o competiţie acerbă în statele dezvoltate,
- produce îngrijorări majore în societatea românească
Criteriile pentru Clasamentul Shanghai ai universităţilor,
la scară mondială
ALUMNI - Numărul total de absolvenţi ai Universităţii care câştiga premii Nobel şi medalii
Fields, chiar dacă nu activează în cadrul Universităţii. Sunt utilizate ponderi diferite în
funcţie de perioadele de obţinere a diplomei universitare. Ponderea este de 100% pentru
absolvenţii din 2001-2010, 90% pentru absolvenţii din 1991-2000, 80% pentru absolvenţii din
1981-1990, şi aşa mai departe, şi în cele din urmă de 10% pentru absolvenţii din 1911 -1920.
AWARD - Numărul total al personalului unei Universităţi care câştiga premii Nobel in
fizica, chimie, medicină şi economie şi Medalia Fields în matematică. Personalul este definit
ca cei care lucrează la Universitate la momentul de câştigarea premiului, chiar dacă au
25
absolvit o altă Universitate. Ponderi diferite sunt stabilite în funcţie de perioadele când au
câştigat premiile, similar criteriului ALUMNI.
HiCi - Numărul de cercetători cu înaltă rată a citărilor în 21 domenii ştiinţifice. Aceste
persoane sunt cele mai citate în cadrul fiecărui domeniu. Definirea domeniilor şi procedurile
detaliate pot fi găsite pe site-ul de Thomson ISI. (Prof. Adrian Bejan, Duke University USA)
N&S - Numărul de lucrări publicate în revistele Nature şi Science între 2006 şi 2010. Se
acorda ponderea de 100% pentru autorul corespondent, este alocat pentru afilierea autorului
corespondent, 50% pentru următorul coautor etc.
PUB - Numărul total de lucrări indexate în Science Citation Index-Expanded and Social
Science Citation Index in 2010.
PCP - Scorurile ponderate ale celor cinci indicatori menţionaţi mai sus, împărţit la
numărul de personalului universitar (cadre didactice+cercetători) cu normă întreagă din
Universitate.
26
In domeniul ştiinţelor tehnice există unele modificări în criteriile de clasament
27
Un clasament pe ţări este dat în cele ce urmează
28
Country Top20 Top100 Top200 Top300 Top400 Top500
United States 17 53 89 110 137 151
United Kingdom 3 10 19 29 33 37
Germany 0 6 14 23 32 39
Japan 0 5 9 10 16 23
Canada 0 4 8 18 18 22
Australia 0 4 7 9 13 19
Switzerland 0 4 6 7 7 7
France 0 3 8 13 17 21
Sweden 0 3 4 8 10 11
Netherlands 0 2 9 10 12 13
Denmark 0 2 3 4 4 4
Belgium 0 1 4 6 6 7
Israel 0 1 4 4 6 7
Alături de cărţi şi reviste ştiinţifice, pentru documentare şi pentru evaluarea
rezultatelor activităţii de cercetare se utilizează şi lucrările publicate în volumele
manifestărilor ştiinţifice.
3 . Manifestări ştiinţifice
Acestea pot fi:
1. Organizate de organisme de cercetare ştiinţifică la nivel mondial.
Exemple:
a) IFAC (Federaţia Internaţională de Control Automat).
Obs: Structura IFAC (Comitete tehnice) etc.
b) IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
Manifestările ştiinţifice sunt:
- Congrese, la intervale mari de timp relativ mari (în medie, 3 ani). Sunt f. multe
secţiuni – se poate discerne progresul făcut în domeniul respectiv
- Conferinţe – pe domenii (Comitete tehnice)
- Simpozioane – idem
- Workshop-uri – idem
Toate acestea au un calendar cunoscut cu circa 1-2 ani în avans.
2. Organizate de organisme de cercetare ştiinţifică la nivel continental
Exemple :
a) EPE –Conferinţa Europeană de Electronică de Putere
b) ECC – Conferinţa Europeană de Control
29
c) EWEA – Asociaţia Europeană a Energiei Vântului
Manifestările ştiinţifice sunt:
- Conferinţe – pe domenii
- Simpozioane – idem
- Workshop-uri – idem
3. Organizate sub egida unor organisme de cercetare ştiinţifică la nivel
mondial sau continental (ex. IEEE, IFAC etc), cu o tematică bine
precizată.
4. Alte manifestări ştiinţifice internaţionale,
d) Manifestări ştiinţifice cu participare internaţională,
e) Manifestări ştiinţifice naţionale (ex. CNAE)
f) Manifestări ştiinţifice ale Academiei Române sau ale Academiilor
de ştiinţe
g) Manifestări ştiinţifice cu caracter local şi participare naţională
Problema esenţială este evaluare ratei de diseminare a Proceedings-urilor.
La manifestările din categoriale 1 şi 2 se realizează o selecţie de lucrări, care se publică
în volum de o editură internaţională (ex. Springer, Elsevier, Kluwer etc). Acestea sunt
recunoscute de ISI ca ISI-Proceedings, având o bună diseminare. Adesea, lucrările în
volume, de tip ISI-Proceedings, sunt considerate în evacuare granturilor, a personalului de
cercetare şi universitar (la promovări) etc.
In general, la evaluarea cercetării se face o distincţie netă între articole publicate în
reviste cotate ISI şi lucrări ISI-Proceedings (în volume ale editurilor).
III. Organizarea propriuzisă a activităţii de cercetare
A. Echipa. Activitatea de cercetare se desfăşoară într-o echipă
Structura echipei (în cazul unui proiect de cercetare de amploare medie)
1. Director
2. Director economic
3. 3-5 cercetători cu experienţă (eventual – post-doc)
4. 3-5 doctoranzi
5. 4-6 masteranzi Rolul fiecărui nivel din structură:
Director – coordonarea activităţii ştiinţifice şi a celor de natură managerială.
Este persoana de interfaţă cu instituţia finanţatoare şi este principalul
responsabil (sub aspect juridic) pentru fondurile alocate şi realizarea obiectivelor
proiectului de cercetare (dar nu singurul responsabil – toată echipa răspunde de
realizarea obiectivelor asumate prin documentaţia proiectului. Şi din acest motiv,
documentaţia unui proiect propus trebuie să prevadă explicit sarcinile fiecărui membru al
echipei).
Directorul economic – are ca atribuţii:
urmărirea respectării alocării fondurilor pe tipuri de activităţi prevăzute în
planul de desfăşurare a proiectului;
30
realizarea formelor pentru cheltuielile salariale;
urmărirea planului de achiziţii de echipamente, materiale etc. ;
realizarea documentaţiei pentru licitaţii;
realizarea demersurilor pentru actualizarea devizului pe anul curent, în
conformitate cu necesităţile cercetării etc
De regulă, directorul economic este un specialist din echipă, care participă şi la
activitatea ştiinţifică propriuzisă.
Cercetătorii cu experienţă preiau principalele aspecte care sunt implicate în
cercetare.
Doctoranzii trebuie să-şi fructifice cercetarea în teza de doctorat prin realizarea
componentelor proiectului.
Masteranzii se iniţiază în tema de cercetare şi realizează activităţile curente
solicitate de doctoranzi şi de cercetătorii cu experienţă.
Avantajele structurii piramidale a echipei:
antrenarea motivată a tuturor membrilor,
asigurarea continuităţii cercetării într-un domeniu dat (în temele
următoare din acelaşi domeniu, doctoranzii pot lucra ca post-doc, iar masteranzii – ca
doctoranzi).
Observaţii privind activitatea doctoranzilor şi masteranzilor
Lucrul în echipă
Avantaje: a) uşurarea realizării procesului de formare a cercetătorilor;
b) fructificarea abilităţilor specifice ale cercetătorilor
Dezavantaje: a) uneori nu se pot departaja clar contribuţiile cercetătorilor,
b) pot apare disensiuni legate de aprecierea subiectivă a
contribuţiilor. De aceea este esenţială capacitatea de lucru în
echipă a cercetătorilor
B. Programarea lucrărilor de cercetare La o lucrare de cercetare sunt prevăzute mai multe obiective parţiale, a căror
succesiune determină, în final, realizarea obiectivului propus la nivelul întregului
proiect
Fiecare obiectiv parţial necesită realizarea unui număr de activităţi Atenţie ! adesea se confundă obiectivele cu activităţile:
obiectivele reprezintă ţinte (parţiale sau finale),
activităţile – ceea ce trebuie făcut pentru obţinerea ţintelor.
Programarea lucrărilor de cercetare implică:
stabilirea obiectivelor (parţiale) din cadrul proiectului,
stabilirea activităţilor aferente fiecărui obiectiv,
stabilirea cheltuielilor prevăzute pentru fiecare activitate: o manoperă,
o echipamente,
o materiale şi consumabile,
o software,
o mobilităţi,
o documentare,
31
stabilirea intervalului de timp prevăzut pentru fiecare activitate,
stabilirea nominală a personalului din echipă, cu precizarea răspunderii
privind realizarea fiecărei activităţi.
Adesea, toate aceste 5 categorii de informaţii se realizează sub forma unor
diagrame de programare temporală, denumite diagrame Gantt. Exemple de diagrame Gantt:
Obiectiv Activitate 2011 2012 Sume alocate
[mii lei] Aug Sep Oct Nov Dec Ian Feb Mar
O.3………
A5…….. Manopera…10
Echipam….200
Materiale…5
etc……….
O.4 Obţinerea
structurii de
monitorizare...
A1. Calibrarea
traductoarelor
……..
Manopera….
Echipam….
Materiale…
……….
A2. Culegerea
datelor in
regimul 1…
Manopera….
Echipam….
Materiale…
……….
A3. Realizarea
regimului 2 in
proces…
Manopera….
Echipam….
Materiale…
……….
A4 Culegerea
datelor in
regimul 2…
Manopera….
Echipam….
Materiale…
……….
A5. Realizarea
interfeţei…
Manopera….
Echipam….
Materiale…
……….
O.5 Obţinerea
structurii de
control…
A1 Proiectarea
solutiei de
principiu…
Manopera….
Echipam….
Materiale…
……….
A2. Validarea
prin simulare..
Manopera….
Echipam….
Materiale…
……….
A3.
Implementarea
in proces…
Manopera….
Echipam….
Materiale…
……….
…………… …. …. ….. …. …. …. …. …. …….
Nume
prenume
……
Obiectiv O.4 Obiectiv O.5
Obiectiv….
A1 A2 A3 A4 A5 A1 A2 A3 A4 A…
Ion Ion x x x x
Ion Vasile x x x x
Ion Mihai x x x x
32
……. ….. ….. ….. ….. …. ….. …. ….. ….. …. ,,,,
In cadrul Programelor Naţionale se întocmeşte un document intitulat PLAN DE REALIZARE A PROIECTULUI……..
Exemplu:
Anul
Etape/ Activităţi
Categoria de
activitate conform
schemei de
ajutor de stat
Organizatia executanta
Termene
Rezultate/ Documente de
prezentare a
rezultatelor
Necesar resurse financiare *)
(Valoare in lei)
Total
Din care
Finanţar
e
din bugetul
Program
ului 4
Finanţa
re
din alte surse
(cofina
nţare)
În lei
2007 Etapa I
Caracterizarea apelor uzate
provenite din bazinele ….., in
vederea stabilirii parametrilor de
tratare
15.12.20xx Raport stiintific de
etapa
xxxxxx xxxxx 0
Activitate I.1
Realizarea de masuratori privind
principalii parametri ai procesului de
tratare: oxigenul dizolvat, temperatura, NH4, NO2, NO3, TSS .......
Cercetare industriala
UDJG ICDAEA
Caracterizarea efluentului procesului
de acvacultura
intensiva
xxxxx xxxxxx 0
Activitate I.2
Analiza modelelor matematice
existente in literatura de specialitate care caracterizeaza principalele
fenomene specifice proceselor de
epurare a apelor provenind din ......
Cercetare
industriala
UDJG Modele matematice.
Programe de simulare
numerica.
xxxxxx xxxxx 0
2008 Etapa II
Proiectarea si implementarea
sistemului de conducere de baza pe
statia pilot
15.xx.20xx Raport stiintific de
etapa
xxxxxx xxxxx xxxxx
Activitatea II.1
Stabilirea modelului matematic pentru
statia pilot existenta in cadrul UDJG
Cercetare
industriala
UDJG
ICDAEA
Model matematic.
Programe de simulare
numerica.
xxxxxx xxxxxxx 0
Activitatea II.2
Realizarea proiectului de executie
pentru sistemul de automatizare
Cercetare
industriala
SMVC SA Proiect de executie xxxxxx xxxxxx xxxxx
Activitatea II.3
Achizitia si montarea traductoarelor
pentru masuratori on-line a parametrilor procesului de tratare,
Cercetare
industriala
UDJG Echipament de
automatizare
xxxxxxx xxxxxx 0
Activitatea II.4
Calibrarea si verificarea functionarii
echipamentului de automatizare de baza (traductoare, elemente de
executie)
Cercetare
industriala
SMVC SA Caracteristici ale
echipamentului de
automatizare
xxxxxxx xxxxxx xxxxxx
Activitatea II.5
Achizitia PLC-ului si punerea in
functiune a echipamentului
Cercetare industriala
UDJG Echipament de achizitii date si control
xxxxxx xxxxxx 0
Activitatea II.6
Dezvoltarea programelor de baza pentru achizitia si monitorizarea
principalilor parametrii ai procesului
de tratare
Cercetare
industriala
UDJG Produse software xxxxxx xxxxx 0
Activitatea II.7
Implementarea pe PLC a nivelului de
conducere de baza: scheme de urmarire si conducere secventiala,
bucle pentru reglarea pH-ului, aerarii
etc.
Cercetare
industriala
UDJG Produse software xxxxxx xxxxxx 0
Activitatea II.8
Prezentarea de lucrari stiintifice la
conferinte de prestigiu
Activitati
suport
UDJG Lucrari stiintifice xxxxxx xxxxxx 0
2009 Etapa III
Analiza si achizitia de cunostinte
privind sistemul de acvacultura
pentru dezvoltarea sistemului expert
de conducere
17.xx.20xx Raport stiintific de
etapa
xxxxxxx xxxxxx xxxxx
33
Activitatea III.1.1
Realizarea de achizitii de date in
vederea conducerii procesului cu
nivelul ierarhic superior
Cercetare industriala
SMVC SA Masuratori on-line ale principalelor parametri
ai procesului de ….
xxxxxx xxxxx xxxxx
Activitatea III.2.1
Identificarea modelului corespunzator
sistemului de acvacultura stabilit in cadrul activitatii II.1
Cercetare
industriala
UDJG
ICDAEA
Model matematic.
Produs software.
xxxxx xxxxx 0
....etc
Mai recent, descrierea fazelor se cere în forme variate, ca de exemplu:
Table: Phase description (for each Phase-max 2 pages)
Phase no. 1
Phase title Studiu pentru stabilirea solutiei de control automat al sistemelor
..........
Involved
partners
CO P1 Total
Person-
months
xx xx xxx
Start month 1
End month 7
Objectives
Obiectivul etapei I este de a realiza studii in vederea stabilirii solutiei de control automat
al sistemelor ........ De asemenea, in cadrul acestei etape se va realiza proiectarea
simulatorului ........................ precum si proiectarea modelului experimental
Description of work and role of participants
Coordonatorul are în sarcină următoarele lucrări:
- analiza topologiilor de sisteme .............., studiul privind problemele de calitate a
....................si analiza convertoarelor statice utilizate pentru ............., din punctul
de vedere al ......................i;
- proiectarea ....................................:
- stabilirea cerinţelor de performanţă privind .................;
- stabilirea structurilor de pilotare ....................;
- proiectarea simulatorului informatic …………………………
- stabilirea de solutii privind conducerea automata a ...................
- stabilirea de solutii privind asigurarea calităţii ..................................
- proiectarea detaliata a modelului experimental:
- proiectarea modulelor de achiziţie a datelor;
- proiectarea modulelor de generare a referinţelor;
- proiectarea modulului de simulare în timp real a .................;
Partenerul are în sarcină următoarele lucrări:
- analiza topologiilor de sisteme.............., din punctul de vedere al realizabilităţii
tehnologiei şi cerinţei de cost rezonabil;
- proiectarea .... ........................:
- stabilirea cerinţelor pentru partea electromecanică ................
- realizarea proiectului tehnic pentru ................;
- proiectarea detaliată a subsistemului ...........................
Deliverables (brief description and month of delivery)
- Raport de cercetare al fazei, luna 7;
- 2 lucrari stiintifice (luna 6-7);
- Documentatie de executie a modelului experimental, luna 5;
- Caiet de sarcini pentru achizitia echipamentelor necesare realizarii modelului
experimental, luna 4.
34
Phase no. 2
Phase title Realizare model experimental pentru …..
Involved
partners
CO P1 Total
Person-
months
xx xxx xxx
Start month 8
End month 19
Objectives
Obiectivul etapei II este de a realiza modelul experimental pentru sistemul ....................
Description of work (possibily broken down into tasks) and role of participants
Coordonatorul are în sarcină următoarele lucrări:
- modelarea ……utilizand solutiile elaborate în prima fază;
- validarea preliminara prin simulare off line a sistemului ……. Validarea
preliminară va viza:
- stabilirea de soluţii de conducere automată în regimurile…..;
- stabilirea de soluţii pentru….. fără pierderea stabilităţii;
- validarea preliminară prin simulare numerică a soluţiilor propuse pentru
asigurarea simultană a două obiective: ……..;
- realizarea sistemului.....: partea de subsistem informatic ..... ;
- stabilirea performantelor sistemului......;
Partenerul are în sarcină următoarele lucrări:
- realizarea părţii de subsistem electromecanic a ....:
- realizarea părţii de subsistem electric a ....::
- Realizarea integrală a subsistemul ……. Se va colabora la realizarea
subsistemului software ……..
Deliverables (brief description and month of delivery)
- Raport de cercetare al fazei (luna 19);
- 3 lucrari stiintifice (luna 12-16-18);
- 1 articol stiintific (luna 19);
- Caiet de sarcini pentru achizitia echipamentelor necesare realizarii detaliate a
modelului experimental (luna 8).
C. Raportările periodice Urmărirea realizării lucrărilor programate se face prin raportări periodice
efectuate la nivelul echipei de cercetare. In practică, se realizează, cu o anumită
periodicitate, dar şi în funcţie de necesităţile curente, reuniuni de lucru ale colectivului, în
care se analizează evoluţia realizării activităţilor şi modul de atingere a obiectivelor
prevăzute.
O raportare finală trebuie realizată la Comisia de avizare internă, înainte de
predarea lucrării.
De regulă, autoritatea contractantă (de ex. CNCS) impune 1-2 raportări la nivel
central, în faţa unei comisii de experţi, de regulă – comisia care a evaluat proiectul de
cercetare şi a avizat finanţarea acestuia.
35
Observaţie. Metodologia prezentată se poate adapta în funcţie de amploarea
proiectului. Putem avea următoarele situaţii diferite:
1. Proiecte de amploare mai redusă, de exemplu: proiecte doctorale sau
proiecte post-doc. Acestea se desfăşoară la nivel individual, insă cu un tutore (ştiinţific),
2. Proiecte de amploare mai mare, de exemplu – parteneriate formate din
diferite unităţi de cercetare distincte. In acest caz există un director de proiect şi un
responsabil pentru fiecare instituţie parteneră. Principiile de organizare sunt similare
celor prezentate. In acest caz, există în mod obligatoriu raportări intermediare la invelul
Autorităţii pentru cercetare (autoritatea contractantă).
3. Cele mai ample proiecte de cercetare sunt cele internaţionale, iar dintre
acestea, cele mai importante sunt proiectele europene din cadrul Programelor Cadru
7,...
D. Metodologia propriuzisă de cercetare Problemele care se pun în acest caz se referă la:
metodologia cercetării cu caracter fundamental-teoretic; încadrarea
teoretica a problemelor; principii de obţinere a rezultatelor prin
dezvoltarea/adaptarea suportul teoretic al domeniului;
metode de validare preliminară a rezultatelor (prin simulare numerică);
metode experimentale bazate pe tehnici Hardware-In-the_Lop (HIL);
validarea industrială a rezultatelor.
Aceste probleme vor face obiectul unor prelegeri distincte.
E. Evaluarea cercetării Evaluarea cercetării se face pe baza evaluării unor criterii, după cum urmeaza:
1. în cazul granturilor, criteriile se referă la angajamentele realizate prin
contract:
privind contribuţia potenţială (în momentul semnării grantului) şi –
mai ales – prin:
angajamentele de diseminare (publicaţii în reviste vizibile, ISI), care
să valideze realizarea contribuţiilor propuse, eventual, prin
brevete şi realizarea de transfer tehnologic.
Ce înseamnă transferul tehnologic ? Transformarea rezultatelor cercetării
de frontieră într-o activitate de cercetare-dezvoltare, care are ca obiectiv
realizarea unui produs sau a unei tehnologii cu valoare de piaţă.
Obs. In ţările avansate, pe lângă centrele cu performanţe ridicate în cercetarea
de frontieră, funcţionează centre (institute) de transfer tehnologic (unităţi
private), care preiau în mod gratuit rezultatele cercetării bugetare şi dezvoltă
activităţi de cercetare-dezvoltare, pentru fructificarea pe piaţă a unor
rezultate;
2. în cazul tezelor de doctorat, criteriile sunt incluse în normativele
Ministerului Educaţiei şi Cercetării privind diseminarea rezultatelor cercetării.
3. în cazul lucrărilor de masterat,… Observaţie. Este importantă capacitatea de autoevaluare a cercetătorilor.
Autoevaluarea trebuie să fie similară unei evaluări externe (să se aplice
aceleaşi criterii), pentru a se asigura succesul unei cariere în cercetare.
36
MODUL DE REALIZARE A UNUI PROIECT DE CERCETARE Documentaţia care trebuie realizată la întocmirea unui Proiect de cercetare este
extrem de diversă şi depinde de amploarea proiectului (Proiecte doctorale sau proiecte
post-doc, Proiecte de tip parteneriate formate din diferite unităţi de cercetare distincte
din cadrul Programelor Naţionala, Proiecte de cercetare internaţionale, de ex., din cadrul
Programului Cadru 7). In cele ce urmează se exemplifică documentaţia care se cerea în
cadrul program oarecare de cercetare.
1. Date personale ale directorului de proiect:
2. Locul de munca:
3. Titlul proiectului: (Max 200 caractere)
4. Termeni cheie (max 5 termeni):
5. Incadrarea proiectului in comisiile de specialitate:
Expertul 1 si Expertul 2 trebuie sa fie din comisia la care se incadreaza proiectul Expertul 3 poate sa fie din aceeasi comisie sau pentru proiectele interdisciplinare din alta comisie de specialitate.
6. Durata proiectului (1–3 ani):
7. Rezumatul proiectului: (Max. 2000 caractere)
1.1. Nume:
1.2. Prenume:
1.3. An nastere:
1.4. Titlu didactic si/sau stiintific:
1.5. Doctor din anul:
1.6 Conducator doctorat:
1.7 Numar doctoranzi:
COD COMISIE COD SUBCOMISIE COD DOMENIU
EXPERT 1 *
EXPERT 2 *
EXPERT 3
37
8. Rezumatul proiectului ( in limba engleza (Max. 2000 caractere)
9. Prezentarea proiectului:
[max. 10 pag.]
10. Prezentarea proiectului de cercetare (in limba engleza):
[max. 10 pag.]
11. Resursa umana:
12. Infrastructura de cercetare:
(Echipamente si facilitati pentru experimentare, proprii sau disponibile prin relatii de cooperare cu alte institutii. Adecvanta echipamentelor si facilitatilor pentru experimentare la obiectivele proiectului, precum si gradul de acoperire a necesitatilor proiectului cu echipamentele si facilitatile existente)
13. Bugetul proiectului
13.1 Structura bugetului pe durata de desfasurare a
proiectului:
NR. CRT
DENUMIRE CAPITOL BUGET ANUL I
VALOARE
(RON)
ANUL II
VALOARE
(RON)
TOTAL
VALOARE
(RON)
1.
CHELTUIELI DE PERSONAL [salarii, CAS, Şomaj, Contribuţia pentru asigurările sociale de sănătate, colaborări, diurna-deplasari interne/externe]
2. CHELTUIELI INDIRECTE (regie)
3. Cheltuieli de Informare Documentare
3.1 Cheltuieli materiale
3.2
Mobilitati [vizite de studiu, participări la manifestări ştiinţifice interne şi internaţionale în concordanţă cu tematica grantului, taxe de acces, cheltuieli de transport şi cazare)
– max. 15% din valoarea grantului
4. MATERIALE, OBIECTE DE INVENTAR [materiale consumabile inclusiv reactivi, componente, costuri pentru acces la infrastructura de cercetare a tertilor]
11.1. DIRECTORUL DE PROIECT
ACTIVITATEA STIINTIFICA; GRANTURI OBTINUTE DE DIRECTORUL
DE PROIECT DIN DIVERSE SURSE DE FINANTARE
11.2. ECHIPA DE CERCETARE
11.2.1. NUMARUL MEMBRILOR ECHIPEI [Exclusiv directorul de proiect]
11.2.2. NUMARUL DOCTORANZILOR IMPLICATI IN PROIECT
11.2.3. NUMARUL STUDENTILOR LA MASTER IMPLICATI IN PROIECT
11.2.4. LISTA MEMBRILOR ECHIPEI DE CERCETARE:
11.2.5. EXPERIENTA ANTERIOARA A MEMBRILOR ECHIPEI IN DOMENIUL
TEMEI PROPUSE– contributii si finalizare
38
5.
COSTURI DE VALORIFICARE A REZULTATELOR CERCETARII [cheltuieli de editare – publicare, actiuni in vederea realizarii temei de cercetare sau valorificarii rezultatelor]
6. CHELTUIELI DE CAPITAL [echipamente, software/upgrading in proportie de max. 50% din valoarea grantului]
7. TOTAL
13.2 Cheltuieli de capital:
14. Declaratia pe propria raspundere a directorului de proiect:
PRIN ACEASTA SE CERTIFICA LEGALITATEA SI CORECTITUDINEA
DATELOR CUPRINSE IN PREZENTA CERERE DE FINANTARE
DATA:
RECTOR/DIRECTOR,
ANEXE
9. Prezentarea proiectului: (Max. 10 pagini)
9.1 Importanta stiintifica a temei propuse
9.1.1. Relevanta ariei tematice in care se incadreaza tema propusa, in raport cu dinamica
cercetarii stiintifice la nivel international
9.1.2. Importanta stiintifica a temei propuse si caracterul de cercetare fundamentala
(cercetare de frontieră)
9.2 Stadiul actual al cunoasterii in aria in care se incadreaza tema
9.2.1. Descrierea stadiul actual al cunoasterii in aria aferenta temei propuse, bazata pe
referiri concrete la publicatii din ultimii 5 ani (reviste cotate ISI, alte reviste internationale
de larga circulatie, volumele conferintelor internationale, reviste recunoscute etc) si cu
specificarea bibliografiei de referinta.
9.3. Contributiile anterioare (ultimii 5 ani) ale echipei de cercetare in ariile
tematice convergente temei propuse si pozitionarea acestor contributii fata
de stadiul actual al cunoasterii prezentat la punctul 9.2
Se vor mentiona contributiile si elementele care atesta finalizarea cercetarilor anterioare,
valorificari prin publicare, pe categorii de publicatii: reviste cotate ISI (A), alte reviste internationale de larga circulatie inclusiv cele indexate in baze de date (B), reviste recunoscute din BDI, necotate ISI (C), carti (D), volumele conferintelor internationale organizate de forurile stiintifice internationale recunoscute in domeniu (E), alte conferinte internationale (F) sau nationale(G)
Detaliati cheltuielile de la capitolul “cheltuieli de capital” din structura bugetului
Tema propusa nu face obiectul finantarii bugetare in cadrul altui
program national de cercetare in ultimii patru ani.
39
9.4. Contribuţia potenţială la tematica ştiinţifică vizată în proiect, reflectată
prin gradul de originalitate/inovatie (raportat la cele mai recente realizări
citate in fluxul principal de publicatii)
Prezentarea va conţine:
1. relevarea, prin analiza critica a stadiului actual, a faptului ca tema propusa poate avea un aport semnificativ la dezvoltarea cunoaşterii in domeniu;
2. specificarea contribuţiilor propuse, raportate la analiza critica anterioara si la
elementele prezentate la punctul 9.3;
3. prezentarea tipului de elemente originale vizate, prin încadrarea acestora in
urma din următoarele categorii:
elaborarea de noi abordări si teorii in aria aferenta temei;
dezvoltarea unor abordări/teorii/metode existente;
adaptarea unor abordări/teorii/metode existente, pentru a fi utilizate in noi
aplicaţii;
elaborarea de noi metode experimentale.
4. evaluarea impactului contribuţiilor vizate
9.5 Fezabilitatea contribuţiilor potenţiale propuse
Realismul soluţiilor propuse, din punctele de vedere: conceptual, al costurilor si al duratei cercetării (iar acolo unde este cazul, autoevaluarea gradului de risc al cercetării, cu menţionarea de soluţii alternative)
9.6. Modul de organizare a proiectului
9.6.1. Obiectivele si activitatile din cadrul proiectului:
9.6.2. Managementul proiectului; rolul membrilor echipei.
Prezentarea va fi structurata pe urmatoarele aspecte:
1. Implicarea membrilor echipei -
An * h) Obiective (Denumirea obiectivului)
Activităţi asociate * * Valoarea solicitata pe
activităţi (RON) ***
2010
1.1. 1.
2.
1.2.
1.
2.
2011
1.1. 1.
2.
1.2.
1.
2.
40
* Este specificata pozitia din Lista membrilor echipei de cercetare
Directorul de proiect se considera la pozitia 0.
Se marcheaza prin “da” participarea membrului echipei la activitatea respectiva.
9.7. Modul de valorificare a rezultatelor
Prezentarea va avea in vedere următoarele posibilităţi de valorificare:
I. Publicaţii, la care se vor detalia:
articole vizate pentru publicare, cu nominalizarea revistei unde se intenţionează publicarea: reviste cotate ISI (A), alte reviste internaţionale de largă circulaţie (B), reviste recunoscute CNCSIS necotate ISI (C);
lucrari vizate pentru comunicare si publicare in volumele conferintelor de specialitate, cu nominalizarea conferintei vizate si a nivelului acesteia (conferinte internationale organizate de forurile stiintifice internationale recunoscute in domeniu, alte conferinte internationale din strainatate, conferinte internationale
sau cu participare internationala organizate in tara, conferinte nationale); carti vizate (monografi/tratate/alte carti) publicate in edituri recunoscute national
/ international;
II. Brevete;
III. Transfer tehnologic.
9.8. Măsura in care proiectul contribuie la dezvoltarea resursei umane
Prezentarea va conţine:
responsabilităţi si contribuţii efective vizate de doctoranzi, masteranzi: capitole din
teze de doctorat, referate de doctorat, lucrari de dizertatie, etc.;
9.9. Masurile prevăzute pentru respectarea normelor deontologice ale cercetării
10. Prezentarea proiectului de cercetare in limba engleza: (Max. 10 pagini)
11.1. Activitatea stiintifica a directorului de proiect: 11.1.1. Domenii de competenta si rezultate semnificative.
domeniile de competenta vor fi documentate atat prin rezultatele teoretice cat si prin rezultate practice.
11.1.2. Lucrari semnificative publicate (max.5 lucrari) 11.1.3. Alte modalitati de valorificare/diseminare a rezultatelor din domeniile de competenta declarate
[Publicatii, brevete, expozitii, organizare de conferinte in ultimii 5 ani]
11.1.4. Premii si distinctii academice obtinute
Granturi de cercetare obtinute de directorul de proiect din diverse
surse de finantare nationale si internationale (in ultimii 5 ani)
11.1.5. Date privind identificarea proiectului (anul, sursa de finantare, nivel de finantare, titlul, institutiile participante, numarul de participanti).
11.1.6. Situatia actuala a proiectului.
Membrul din
echipa *
Activitati
0
1
2
……………
n
Activitatea 1 din obiectivul 1.1 (Anul I)
Activitatea 2 din obiectivul 1.1 (Anul I)
. .
41
11.1.7. Rezultate obtinute.
Se va face referire atat la rezultatele teoretice cat si la rezultatele practice. Se vor puncta si eventualele aspecte de cooperare intre institutii.
11.2. Echipa de cercetare
Idem
13. Infrastructura de cercetare 13.1 Echipamente si facilităţi pentru experimentare, proprii sau
disponibile prin relaţii de cooperare cu alte instituţii. Adecvanţa echipamentelor
si facilităţilor pentru experimentare la obiectivele proiectului, precum si gradul de
acoperire a necesităţilor proiectului cu echipamentele si facilităţile existente
13.2 Detalierea cheltuielilor de la capitolul “cheltuieli de capital” din structura
bugetului
42
Metodologia cercetării cu caracter fundamental-teoretic
Presupunem că:
1. obiectul cercetării este precis formulat şi se referă fie la un proces fizic, fie la un
sistem tehnic, pentru care scopul urmărit este bine conturat;
2. cercetarea cu caracter fenomenologic este finalizată şi se cunosc toate detaliile
constructive şi fenomenologice implicate.
Scopul urmărit în cercetarea fundamental-teoretică este obţinerea unui model
matematic al obiectului/procesului investigat, care să permită:
a. analiza previzională a comportării dinamice a obiectului/procesului investigat,
b. proiectarea obiectului/procesului investigat, în sensul modificării acestuia, astfel
încât să aibă un set de proprietăţi impuse.
Observaţie Presupunem că obiectul/procesul investigat este dat sub formă de concept (adică, sub
formă de documentaţie), urmând a se realiza ulterior într-o formă fizică.
Sub aspect metodologic, competenţa necesară în problema modelării analitice a
sistemelor fizice, implică două componente:
a. elemente/piese de cunoaştere (cunostiinte) din domeniul de specialitate al
procesului studiat. Ele formează “cărămizile” cu care se poate construi modelul.
De exemplu, pentru domeniul „Acţionări electrice”, piesele de cunoaştere sunt
formate din totalitatea cunoştinţelor existente privind aspectele constructive şi
funcţionale ale maşinilor electrice, aparatelor şi echipamentelor implicate în
acţionările electrice. Se presupune că inginerul electrotehnician care face
modelarea are aceste cunoştinţe;
b. cunoştiinţe metodologice pentru construcţia sistemelor dinamice (atenţie !, prin
sistem dinamic înţelegem modelul matematic ce reflectă proprietăţile dinamice şi
statice ale obiectului/procesului investigat). Aceste cunoştinţe metodologice se
refera la “tehnologia de asamblare” a elementelor/pieselor de cunoaştere
(menţionate la punctul anterior), pentru obţinerea unui sistem dinamic cauzal
(adică, a unui sistem de ecuaţii diferenţiale care definesc proprietăţile dinamice şi
statice, ale obiectul/procesul investigat). In plus, sistemul dinamic (adică,
modelul) trebuie să aibă:
- proprietăţi structurale de tip controlabilitate şi observabilitate ;
- structura si ordinul adecvate obiectivului de proiectare.
Obs. Un sistem dinamic, cu mărimea de intrare (mărimea „cauză”) u(t) şi
mărimea de ieşire (mărimea „efect”) y(t) este cauzal dacă „efectul” se produce
după aplicarea mărimii „cauză”.
Actualmente, modelarea matematică a proceselor are la bază următoarele abordări şi
instrumente:
- metodologia bazată pe ecuaţiile de bilanţ;
- metodologia “bond-graph”, care permite abordarea sistematică şi unitară a proceselor
heterogene (sub aspectul suportului fizic al acestora);
- abordari “obiectuale” in structurarea modelelor şi în dezvoltarea acestora; limbaje
dedicate de tip UML, MODELICA etc;
- formalizarea procedurii de modelare prin tehnici de metamodelare.
Cu toate dezvoltările menţionate, modelele care se obţin într-o aplicatie cu un nivel de
complexitate mediu/ridicat, pe baza abordărilor si instrumentelor menţionate, frecvent nu asigură
în mod sistematic cerinţe precum:
43
1- compatibilitatea cu mediile de simulare uzuale, care reclamă respectarea
cerinţelor de cauzalitate la nivelul fiecarui subsistem, pentru evitarea “buclelor algebrice”.
Faptul că aceste medii de simulare (precum Simulink) semnalează prezenţa incoerentelor de tip
cauzal, dar realizează efectiv simularea prin “artificii” numerice, reprezinta un factor de risc,
nicidecum o rezolvare corectă a problemelor de modelare-simulare. Obţinerea unui model
(sistem) necauzal înseamnă o eroare de modelare, întrucât procesele fizice sunt întotdeauna
cauzale (nu poate apare un efect înaintea sau independent de cauza care il produce !);
2- indeplinirea proprietăţilor structurale de tip controlabilitate/observabilitate, în
acord cu natura reală a proceselor modelate. Nerespectarea acestor proprietăţi înseamnă, de
asemenea, erori de modelare, pentru că procesele fizice sunt proiectate astfel încât ele sa fie
efectiv controlabile.
3- adecvarea modelului la domeniul spectral al mărimilor de intrare. Mai simplu
spus, este vorba de a se obţine un model cu o complexitate adecvată scopului urmărit prin
modelare. Complexitatea este definită prin ordinul sistemului dinamic (dimensiunea vectorului
de stare). Procedura uzuală este de a se dezvolta un model de stare cu o dimensiune
“acoperitoare”, admiţându-se toate acumulările de la nivelul subsistemelor componente. după
care se procedează la reducerea ordinului modelului (de ex., prin „metoda perturbaţiilor
singulare”) la dimensiunea adecvată obiectivului urmărit.
In cele ce urmează se prezintă procedura generală privitoare la modelarea
proceselor fizice tratate ca sisteme dinamice, utilizând metodologia bazată pe ecuaţiile de
bilanţ
Principalele etape ale metodologiei
de modelare matematica a sistemelor fizice
Etapa 1 – Determinarea “conturului” sistemului fizic modelat.
Fie 1FS sistemul fizic care este obiectul de interes initial, asa cum se prezinta in fig. 1.
Fig.1 – Definierea intrarilor si iesirilor sistemului fizic
Trebuie examinate legăturile sistemului 1FS cu alte subsisteme adiacente. Se consideră iesirea
i,y1 a lui 1FS ca marime de intrare pentru sistemul fizic
2FS si iesirea 2,ky a acestuia ca fiind
intrare pentru 1FS , asa cum se prezinta in figura 2.
44
Fig. 2 – Evidentierea interactiunilor dintre sub-sisteme
Cele două subsisteme sunt într-o relaţie de interacţiune: în acest caz, conturul initial 1C al
sistemului modelat se extinde la conturul 2C . Procedura continuă în raport cu 21 FF SS
şi
se termină când legăturile sistemului fizic cu mediul său devin de tip acţiune, fără
interacţiune. Este posibil sa se obtine interactiuni foarte complexe, de tipul celor din Fig. 3.
Fig. 3 Schema de interacţiuni complexe
Fie FS sistemul obtinut. El va reprezenta obiectul modelarii matematice.
Observaţie. Fireşte, gradul de detaliere al modelelor este mare pentru subsistemul SF1 şi scade
pe măsura creşterii „distanţei” faţă de obiectul interesului iniţial.
Se vor ilustra cele prezentate prin 2 exemple care, în ciuda faptului că aparent sunt
extrem de simple, ele pot provoca situaţii generatoare de erori importante în modelare (acestea
vor fi prezentate în cele ce urmează).
Exemplul 1: Obiectul interesului initial este un motor
de curent continuu (1FS ), reprezentat ca in figura 4.
Motorul se consideră alimentat de un convertizor static de
reţea (2FS ). Mărimile de intrare sunt: tensiunea pe indus
)t(V şi cuplul rezistent Mr(t). Mărimile de ieşire: viteza
( )t si curentul ( )i t . Având în vedere că motorul
funcţionează pe o sarcină mecanică (3FS ), generată de
maşina de lucru, sistemul fizic de modelat, FS , are structura dată
in figura 5, unde: uc este tensiunea de comanda la intrarea
convertorului, Ur – tensiunea de retea (intereseaza, de fapt, eventualele variaţii ale tensiunii de
retea), vp este variabila care determină regimul de sarcină al utilajului antrenat (defineşte
“intensitatea” procesului tehnologic).
Fig.4 Sistemul initial
45
Fig. 5 - Evidentierea interactiunilor
Interactiunile sunt de tipul
213 FFFF SSSS
iar sistemul final (de modelat) SF se poate reprezenta printr-o schemă bloc simplă, ca în figura 6.
Observaţii. 1. In automatică, se includ în SF toate elemenetele buclelor de reglare, cu excepţia
regulatoarelor, astfel încât SF are structura din figura 7, unde Tr si iTr sunt traductoarele de
viteza si, respectiv, de curent.
Fig. 6 Sistemul final Fig. 7 – Sistemul definit ca proces condus
2. Obiectul interesului iniţial este motorul M, iar subsistemele adiacente sunt convertorul C şi
sarcina mecanică S.
Modelul dinamic al motorului de cc este bine cunoscut şi se caracterizează de constantele
de timp electrică şi electromecanică, având mărimile de ordinul zecilor de ms (pot existe
şi motoare cu dinamică ultrarapidă, cu constante de timp de ordinul ms).
Convertorul static poate fi modelat ca sistem dinamic, considerând şi schemele
echivalente ale ventilelor electronice. In acest caz, regimurile dinamice se situează la
scara de timp de ordinul: zecimi de microsecunde – microsecunde. Ele detaliază
funcţionarea intimă a convertorului (de ex., apariţia regimului de curent întrerupt, care
modifică esenţial proprietăţile întregului sistem).
Sarcina mecanică este dată de maşina de lucru. Modelarea ei presupune cunoaşterea
tehnologiei şi utilajului implicate. De exemplu, dacă este vorba de motorul de cc de
antrenare a unui laminor, trebuie analizat modelul cajei de laminare, pentru a se stabili
legătura dnamică dintre viteza unghiulară Ω(t) (mărimea de intrare în subsistemul S) şi
cuplul rezistent Mr(t) (mărimea de ieşire din subsistemul S).
Modul cum se aleg variantele de modelare a subsistemelor componente (gradul de detaliere a
modelelor) va fi analizat în etapele următoare ale metodologiei de modelare.
Exemplul 2: Obiectul interesului iniţial este o turbină eoliană. Mărimile de intrare sunt:
viteza vântului (de punct fix), v ; unghiul de calare a palelor, ; cuplul rezistent, egal cu cuplul
46
electromagnetic al generatorului electric, Mr = Mem, aşa cum se prezintă in figura 8. Fie cazul cel
mai simplu, când turbina acţionează un generator electric, G, care debitează pe o sarcină electrică
izolată. Structura sistemului de modelat este dată în figura 9, în care P si Q sunt puterile activă,
respectiv reactivă consumate în reţeaua electrică.
Fig. 8 Sistemul iniţial
Fig.9 Evidenţierea interacţiunilor
Observaţii. 1. Schema din fig. 9 este puternic simplificată. In realitate, între generator şi
reţeaua locală mai intervin 3 subsisteme interconectate: un redresor, un convertor cc-cc
comandat (chopper) şi un invertor.
Modelele dinamice ale subsistemelor sunt diferite, ca scară de timp:
dinamici relativ lente la turbină (depinzând de puterea nominală a acesteia);
dinamici relativ rapide în subsistemul electromagnetic al generatorului
dinamic rapide sau foarte rapide în electronica de putere ataşată sistemului
In concluzie, la sfârşitul primei etape, se cunosc:
- mărimile de intrare si de ieşire aferente sistemului final SF;
- structura sistemului, adică sub-sistemele componente si interacţiunile dintre acestea.
Observaţii
1. Se vor retine ca mărimi de esenţiale din model acele variabile, care prezintă interes sub
aspectul funcţionalităţii si performanţei procesului implicat. Din punctul de vedere al buclei de
reglare în care este inclus procesul, mărimile de interes din model se împart în:
- mărimi de calitate (nemăsurabile; de exemplu, coeficientul de putere – care exprimă
eficienţa conversiei energiei eoliene, în cazul prezentat mai sus);
- mărimi de ieşire ale sistemului (măsurabile). Acestora li se alocă traductoare, ale căror
modele se vor include în SF.
2. Se selectează, între mărimile de intrare, acele variabile care au rol de comandă a
procesului. Restul mărimilor de intrare se consideră ca perturbaţii.
Etapa 2. Modelarea variabilelor exogene
Modelarea variabilelor exogene înseamnă evaluarea proprietăţilor spectrale ale
mărimilor respective.
Variabilele periodice sunt modelate prin spectrul semnalelor respective
47
Variabilele neperiodice sunt modelate prin funcţia spectrală (transformata Fourier) a
semnalelor respective. Modulul funcţiei spectrale este proporţional cu densitatea armonicilor.
Variabilele aleatoare sunt modelate prin funcţia densităţii spectrale de putere.
Aceasta arată distribuţia puterii pe scara frecvenţelor.
Un obiectiv urmărit este determinarea lărgimii spectrale a variabilelor exogene
Variabilele externe sunt de doua tipuri:
- variabile perturbatoare. Intre acestea, se selectează perturbaţia/perturbaţiile de bază.
Cel mai frecvent, perturbaţiile principale generează variaţia fluxului de energie (puterea)
sau de substanţă (debitul) prin instalaţie, purtând denumirea generica de sarcină (notată
cu up);
- variabile de comandă. Acestea au caracteristicile spectrale determinate de legile de
comandă ale regulatorului. Ştiind că, în etapa de modelare a sistemului fizic SF, legile de
comandă nu sunt încă cunoscute, se pune problema doar a estimării preliminare a lărgimii
maxime de bandă a semnalului de comandă uc(t).
In cazul Exemplului 1, comanda fiind electronică (unghiul de aprindere al
converorului de reţea), banda în care se face modelarea este determinată de : constantele
de timp ale traductoarelor de curent/viteza, de timpul mort al convertorului etc (practic,
de constanta de timp notata prin TΣ in procesele rapide).
In cazul Exemplului 2, spectrul comenzii este limitat de timpul de răspuns al
servosistemului prin care se ajustează unghiul de calare a palelor, β. Se remarcă faptul că
sistemul conţine subsisteme cu dinamici diferite, fiind necesară adoptarea unor scări de
timp diferite, pentru buclele aferente proceselor aero-mecanice, respective electrice.
In metodologia de modelare a proceselor, este esenţială modelarea perturbaţiei, up(t)
(Fig.9). Există două abordări uzuale:
a). up(t) se consideră ca fiind o variabilă deterministă (de regulă, treaptă sau rampă). Acest caz
implică, în mod evident, o simplificare a realităţii, impusă de necesitatea unei abordări
rezonabile, sub aspectul complexităţii, în sinteza legii de comandă. Se ştie ca exogenul
perturbator se modelează printr-un model, iar acest model, numit „intern”, se introduce în
structura regulatorului, pentru eliminarea erorilor de regim permanent (Fig. 11).
Este ştiut că această reprezentare constituie punctul de plecare pentru sinteza deterministă
a regulatoarelor în descrierea de stare, prin includere modelului intern in structura
regulatorului (fig. 11).
Exemple:
1. Dacă perturbaţia este sub formă de treaptă, modelul intern (al treptei) este 1/s (se
utilizează criteriul modulului, caz în care regulatorul trebuie să conţină modelul intern 1/s);
2. la perturbaţie sub formă de rampă modelul intern (al rampei) este 1/s2 (se utilizează
criteriul simetriei, caz în care regulatorul trebuie să conţină modelul intern 1/s2);
3. la perturbaţie armonică modelul intern (al perturbaţiei armonice) este 1/(s2+ω
2) (se
utilizează regulatoare rezonante: P+R sau PI+R, care include modelul intern 1/(s2+ω
2) – cum
este cazul regulatoarelor din filtrele active).
Nivelul precar al acestei abordări poate fi ilustrat prin Exemplul 1. In acţionările electrice
se admit à priori perturbaţii de sarcină sub forma unui semnal determinist tipizat. In realitate,
« sarcina » este generată de procesul desfăşurat în maşina de lucru (deformare plastică – în cazul
acţionarii unei caje de laminare ; procesul de frecare – în servosisteme de precizie etc). Este
evident faptul ca o asemenea abordare eludează modelarea detaliată a sistemului pe baza schemei
48
Fig. 10 Modelarea exogenului determinist Fig.11 Modelului exogenului in legea de comanda
de structură din fig. 5. In aceste condiţii, uzual se admit două situaţii :
- se admite că modelarea procesului conduce la evoluţii ale variabilei up(t) apropiate de
semnalele tipizate uzuale. Adoptarea unei forme tipizate uzuale pentru up(t) este justificată de
necesitatea de a nu complica excesiv construcţia regulatorului, având în vedere implicarea
exogenului in sinteza legii de comanda (v. fig. 11) si conştientizând caracterul aproximativ al
modelului utilizat ;
- modelarea procesului din cadrul maşinii de lucru conduce la dependenţe extrem de
complicate ale variabilei de sarcina up(t) de starea sistemului.
b). up(t) este o variabila aleatoare de tipul unui zgomot colorat. Sistemul se reprezintă ca
în figura 12, unde FF este un filtru de formare, care primeşte la intrare zgomotul alb e(t) si
furnizează la ieşire zgomotul colorat up(t).
Pentru a ilustra necesitatea modelării acestei variabile, se va considera, ca exemplu, sistemul
de stabilizare a ruliului la o navă maritimă. In acest caz, modelul liniarizat al navei este un sistem
de ordinul doi oscilant, a cărui caracteristică de amplificare, AdB(ω), prezintă o rezonanţă
pronunţată. Perturbaţia up(t) este indusă de valuri şi are o caracteristică selectivă a densităţii
spectrale de putere, cu un maximum la pulsaţia medie a valului. Această caracteristică este
variantă : depinde de starea mării, dar şi de unghiul de atac al valului. In fig. 13 sunt prezentate,
calitativ, caracteristica AdB(ω) a navei şi două poziţii posibile (1 şi 2) ale caracteristicii densităţii
spectrale de putere a perturbaţiei. Celor două densităţi spectrale de putere le corespund dinamici
diferite ale navei şi cerinţele sensibil diferite impuse legii de stabilizare a ruliului. Astfel, pentru
densitatea spectrală de putere 2, comanda care vizează reducerea rezonanţei trebuie să aibă o
pondere sensibil mai mare. Este clar că pentru sinteza unui stabilizator de ruliu este necesară
determinarea atât a modelului procesului propriuzis, cât şi modelul perturbaţiei.
Se va ilustra necesitatea modelării exogenului aleator şi în cadrul Exemplului 2, prezentat
mai sus. Viteza vântului într-un punct fix, v , reprezintă o variabila de intrare care trebuie
modelată în conformitate cu schema din fig. 12.
Fig. 13 Modelele procesului şi prturbaţiei Fig. 12 Modelarea perturbaţiei aleatoare
Model al
perturbaţiei
49
Viteza vântului este o variabilă aleatoare nestaţionară, care poate fi prezentată sub forma
tv t v t v t
unde v t este componenta pe termen mediu si lung, iar tv t este componenta de turbulenţă.
Pentru scara de timp corespunzătoare componentei de turbulenţă, se poate considera ca v este
valoarea medie a vitezei vântului. Un model spectral de bandă largă al vitezei vântului
(incluzând cele două componente), dedus pe cale experimentală si evocat in literatura de
specialitate, este modelul Van der Hoven (fig. 14).
Fig. 14 Modelul Van der Hoven
- Ambele componente sunt extrem de importante in funcţionarea turbinei: componenta pe
termen mediu si lung , v t , este cea care generează succesiunea situaţiilor referitoare la nivelul
energetic la care funcţionează turbina, pe când componenta de variaţie rapidă a vitezei
vântului (de turbulenţă) reprezintă perturbaţia majoră a sistemului si periclitează
respectarea cerinţelor privitoare la variaţiile de frecvenţă şi de tensiune ale agregatului
energetic eolian. Ea determină şi solicitarea la oboseală a turbinei. (pe fond galben – text informativ,
neesenţial) - Prin mijloacele actuale oferite de fizica atmosferei, modelarea analitică a componentei pe
termen mediu si lung nu este posibilă, însa există proceduri pentru identificarea experimentală a
acesteia. Pentru generarea componentei de variaţie rapidă a vitezei vântului, se pot utiliza
proceduri analitice, bazate pe modelele von Karman sau Kaimal pentru turbulenţă. In
conformitate cu aceste modele, proprietăţile turbulenţei depind de valoarea medie a vitezei
vântului, prin intermediul a doi parametri:
- intensitatea turbulenţei, I, definită prin relaţia
Iv
(3)
unde σ este deviaţia standard a vitezei vântului în câmpul de turbulenţă,
- lungimea de turbulenta, L.
Fie , , , ,iI i u v w intensitatea turbulentei pe direcţiile: longitudinală (u), laterală, (v) si
verticală (w). Similar, se utilizează notaţiile generice pentru lungimea de turbulenţă:
, , ,iL i u v w . Aceşti parametri se calculează în funcţie de înălţimea de la sol, de rugozitatea
solului etc, pe baza unor relaţii propuse de diverse standarde: standardul IEC, standardul danez
DS 472 etc. Pentru toate direcţiile, (i=u,v,w), spectrul Kaimal are următoarea expresie:
2 5 3
4
1 6
i i
i i
f S f f L v
f L v
(4)
50
Spectrul von Karman pentru direcţia longitudinala este:
2 5 6
2
4
1 70.8
u u
uu
f S f f L v
f L v
(5)
iar pentru i=v,w, :
2
2 11 62
4 1 755.2
1 283.2
i ii
ii
f L v f L vf S f
f L v
(6)
Se constată că generarea acestei componente, în conformitate cu schema din fig. 12, implică
utilizarea unor filtre de formare de ordin ne-intreg. De exemplu, modelul analitic al componentei
de turbulentă în cazul spectrului von Karman conduce la un filtru de formare de ordin 5/6, având
răspunsul la frecvenţă
5 61
FF
F
KH j
j T
(7)
Evident, includerea acestui filtru în modelul extins al sistemului modelat nu este o problema
simplă.
Definirea domeniului spectral al modelarii analitice
Cunoaşterea cantitativă a variabilelor
externe, sub forma caracteristicilor spectrale,
este necesară, de asemenea, pentru dezvoltarea
următoarei etape a procedurii de modelare. Ne
referim la deducerea “lărgimii de bandă” a
modelului spectral al intrărilor sistemului.
Să presupunem că sistemul fizic este
excitat de o variabilă de intrare având spectrul
în domeniul M,0 , ca in figura 15. Modelul
trebuie sa reflecte corect proprietăţile sistemului
fizic în acest domeniu, deci el trebuie dezvoltat în domeniul spectral menţionat. Este posibil ca,
printr-un exces de zel sau din cauza unei estimări greşite a pulsaţiei M , să se deducă un
model mai complicat decât este necesar, al cărui domeniu spectral depăşeşte frecvenţa M
. Rezultă o parte „parazită” (inutilă) a modelului, care poate genera dificultăţi in fazele
ulterioare de elaborare a legii de comandă.
Fig. 15.bis
Cealaltă situaţie care poate apare este atunci când domeniul spectral al modelului este
mai îngust decât domeniul spectral al semnalului de intrare. In acest caz, unele componente
ale semnalului de intrare vor fi filtrate (v. figura 15.bis), datorită faptului că modelul nu este
suficient de dezvoltat, astfel încât să descrie dinamica procesului pentru întreg domeniul
M,0 al semnalului de intrare.
ω ωM
Domeniul spectral al semnalului de intrare
Domeniul spectral descris
de model
51
Deci, oiectivul urmărit constă în stabilirea corectă a “lărgimii de bandă” a modelului.
(cât de complicat se consideră modelul)
In esenţă, un model poate fi incorect din doua puncte de vedere:
- modelul este imprecis, în sensul că nu descrie complet dinamica procesului în banda în
care acesta este excitat la intrare (lărgimea de bandă a modelului este inferioară benzii
semnalului de intrare – v. fig. 15.bis);
- modelul este parazitic, in sensul ca el acoperă o banda prea larga, dincolo de limita
domeniului spectral al intrării (este cazul ilustrat in Fig. 15). Ansamblul ecuaţiilor de stare care
“se situează” in zona parazită a modelului ar trebui tratate ca ecuaţii algebrice, pentru a nu
compromite – prin dificultăţi numerice – problematica de analiză sau sinteză în care este
implicat modelul.
Etapa 3 –Deducerea ecuatiilor de stare ale sistemului
Se deduc ecuaţiile de stare sub forma ecuaţiilor de bilanţ energetic/material, intr-o ordine
determinata de evaluarea à priori a nivelului acumulării variabile din respectivul bilanţ.
Această etapa implica parcurgerea a 3 paşi:
Ecuaţiile de stare sunt ecuaţii de bilanţ cu acumulări variabile şi independente. Ecuaţiile de
bilanţ pot fi:
Ecuaţia de bilanţ material:
/
debitul masicderivata în
rezultat consumatdebitul debitulraport cu
prin reactii sau prinmasic la masic latimpul a
schimbareaintrare iesiremasei
starii deacumulate
agregare
Ecuaţia de bilanţ energetic:
- în procesele mecanice:
derivata înputerea puterea
raport cu timpulcorespunzãtoare corespunzãtoare
a energiei cineticefortelor/momentelor fortelor/momentelor
si potentialeactive rezistente
acumulate
Exemplu: Ecuaţia de mişcare a unui motor care are cuplul activ mM şi cuplul rezistent rM .
Energia cinetică acumulată este 21
2J , unde J este momentul de inerţie iar - viteza
unghiulară. Puterile aferente cuplurilor active şi rezistente sunt mM , respectiv rM .
Ecuaţia de bilanţ este:
21
2m r
dJ M M
dt
După efectuarea calculelor rezultă m rd
J M Mdt
, deci ecuaţia dată de legea a doua a
mecanicii.
- în procesele electrice:
derivata energiei puterea puterea transformatã
putereaacumulate în transformatã prin alte forme de
dezvoltatainductivitati si prin efect conversie, ca de exempl
de sursecapacitati Joule
u,
conversia electromecanica
52
Exemple: 1) Un circuit RC alimentat cu te.e.m E. Energia acumulată în condensator: 21
2CU ,
puterea „intrată” E i , puterea transformată prin efect Joule 2R i , ecuaţia de bilanţ
2 21
2
dCU E i R i
dt
conduce la teorema a 2-a a lui Kirchhoff:
dUC E R i
dt .
2) Circuitul indusului unui motor de cc alimentat cu tensiunea U: energia acumulată în
inductivitatea indusului: 21
2Li , puterea „intrată” U i , puterea transformată prin efect Joule
2R i , puterea transformată în putere electromecanică E i (E- tensiunea electromotoare pe
indus), ecuaţia de bilanţ 2 21
2
dLi U i R i E i
dt
conduce la teorema a 2-a a lui Kirchhoff:
diL U R i E
dt .
- în procesele de schimb de masă şi căldură: derivata
cantitatii puterea aferenta puterea aferenta puterea necesara
de caldura debitului masic debitului masic schimbarii starii
acumulate in de intrare de iesire de agreg
instalatie
...
puterea
rezultata/consumata
are la reactii chimice
Etapa 4 –Definitivarea modelului de stare
După scrierea ecuaţiilor de stare, urmează două etape:
a - explicitarea variabilelor intermediare care intervin in ecuaţiile de stare. Aceasta
operaţie implica utilizarea cunoştinţelor de specialitate din domeniul procesului modelat:
legi, relaţii cu caracter experimental etc. De exem Dificultatea majora, care determina in cea
mai mare parte erorile modelului analitic, consta in faptul ca explicitarea variabilelor
intermediare se face prin relaţii deduse in regim permanent, pentru care se face ipoteza că ar
fi valabile şi în regim dinamic.
b - ordonarea ecuaţiilor modelului: in partea dreapta a oricărei ecuaţii trebuie sa intervină
numai:
variabile de stare,
variabile de intrare,
variabile intermediare definite printr-o relaţie anterioara.
Modelul dinamic neliniar ordonat al procesului modelat este format din ecuaţiile algebrice
care definesc variabilele intermediare, urmate de ecuaţiile diferenţiale de stare.
Pe baza modelului dinamic neliniar ordonat se poate realiza simularea sistemului dinamic,
fie prin programe Matlab de tipul fişierelor .m, fie în Simulink.
Etapa 5 –Liniarizarea modelului matematic
Procedura cea mai eficientă de liniarizare a modelului matematic utilizează programul
Simulink de simulare a sistemului dedus în etapa anterioară. Liniarizarea se face cu funcţia
Matlab linmod urmând următorii paşi:
1. Se realizează schema Simulink a sistemului, impunand valorile marimilor de intrare, care
corespund punctului static de funcţionare în care se doreşte liniarizarea modelului.
2. Se integrează ecuaţiile de stare ale sistemului până se obţine regimul staţionar.
3. Cu valorile de regim staţionar ale stărilor se iniţializează integratoarele aferente stărilor.
Dacă se reia integrare în această situaţie, toate mărimile din sistem rămân practic constante,
53
la valorile corespunzătoare punctului static de funcţionare în care se doreşte să se facă
liniarizarea.
4. In fereastra Matlab se utilizează funcţia linmod astfel:
[A,B,C,D]=linmod(‘nume’) , unde nume este numele programului Simulink, iar
A, B, C, D sunt parametrii matriceali ai modelului de stare. In continuare, funcţiile de transfer se
obţin cu funcţiile matlab ss, zpk şi tf, astfel: sys=ss(A,B,C,D)
sys1=zpk(sys)
sys2=tf(sys)
Etapa 6 –Reducerea ordinului sistemului liniarizat
Sistemul liniarizat rezultat din etapa anterioară poate să facă o descriere a dinamicii într-o
bandă de frecvenţe mult mai mare decât este necesar în aplicaţia vizată. Aceasta înseamnă că, pe
lângă constantele de timp medii şi mari, care descriu dinamica pe termen mediu şi lung, pot
exista constante de timp foarte mici, care au efecte nesemnificative în dinamica sistemului şi care
trebuie neglijate. In acest fel, ordinul sistemului se poate reduce.
Există două proceduri practice pentru reducerea ordinului sistemului:
1. Analiza modală a funcţiilor de transfer Este o procedură manuală, care utilizează
modelul obţinut cu funcţia zpk (analiza polilor si zerourilor). Această procedură va
fi ilustrată printr-un exemplu.
Fie modelul liniarizat obţinut cu funcţia zpk:
1 22 2 2
1 2 3
( )( ) 300( 2.5)( 7250)( )
( )( )( )( 2 ) ( 0.4)( 8.5)( 930)( 1240 1.5376 006)n n
k s z s z s sH s
s p s p s p s s s s s s s e
(1)
unde 1 1 1 2 32.5; 7250; 0.4; 8.5; 930; 1.5376 006 1240nz z p p p e
Constantele de timp care intervin în sistem sunt:
01 1 02 2
1 1 2 2 3 3 4
1/ 0.4s; 1/ 1.3793e-004s;
1/ 2.5s; 1/ 0.1176s; 1/ 1.1 -003s; 1/ 8.0645 -004 sn
T z T z
T p T p T p e T e
Este evident că constantele de timp 02 3 4, ,T T T se pot neglija, fiind extrem de mici.
Aceasta înseamnă că în factorii binom sau trinom din ( )H s care conţin pe
2 22 02 3 3 41/ , 1/ , 1/nz T p T T se neglijează termenii care conţin pe s , în raport cu
termenii liberi respectivi, care sunt foarte mari . Funcţia de transfer devine:
300( 2.5)(7250) 1.5210 003( 2.5)( )
( 0.4)( 8.5)(930)(1.5376 006) ( 0.4)( 8.5)
s e sH s
s s e s s
(2)
54
Fig. 16
In Fig. 16 sunt reprezentate răspunsurile la semnal treaptă ale sistemului nesimplificat, cu
funcţia de transfer (1) (prin puncte, culoare albastră) şi sistemului simplificat, cu funcţia de
transfer (2) (curba continuă roşie). Se vede că cele două modele sunt practic identice.
2. Reducerea ordinului sistemului prin analiza Hankel
Fără a insista asupra suportului teoretic al acestei metode, se va prezenta modul de utilizare a
funcţiei Matlab HANKELMR pentru reducerea ordinului sistemului liniarizat. Programul pentru
reducerea ordinului sistemului (1) este: clear all;close all
sys=tf(300*conv([1 2.5],[1 7250]),conv(conv([1 0.4],[1 8.5]),conv([1
930],[1 1240 1.5376e6])));
figure(1);step(sys,'b');hold on
sys_red=HANKELMR(sys)
figure(1);step(sys_red,'k');
sys1=zpk(sys_red)
In timpul rulării, la execuţia instrucţiunii sys_red=HANKELMR(sys), se afişează ponderile pe
care le au stările sistemului, în ordinea importanţei acestora. In cazul exemplului considerat
(sistemul (1)), ponderile celor 5 stări asupra dinamicii sistemului sunt reproduse în Fig. 17.
0 5 10 150
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2x 10
-3 Step Response
Time (sec)
Am
plit
ude
55
Fig. 17 Fig. 18
Funcţia HANKELMR solicită utilizatorului furnizarea în fereastra Matlab a ordinului modelului
redus. Este evident că utilizatorul va selecta ordinul 2, deoarece trei stări au efecte neglijabile
asupra dinamicii sistemului. După introducerea ordinului 2 in fereastra Matlab, se obţine funcţia
de transfer a modelului redus,
Zero/pole/gain:
0.0014836 (s+2.412)
-------------------
(s+0.397) (s+8.04)
precum şi răspunsurile la treaptă unitară din Fig. 18 ale modelului iniţial şi modelului redus. Se
observă că diferenţele faţă de funcţia de transfer obţinută prin metoda anterioară, 0.001521( 2.5)
( 0.4)( 8.5)
s
s s
,
sunt practic nesemnificative în comportarea dinamică a sistemului.
Curs 5
Ilustrarea procedurii de modelare, Fie sistemul eolian de mică putere din figură
1 - Structura pe subsisteme
1 2 3 4 50
1
2
3
4
5
6x 10
-4
Order
abs
Hankel Singular Values
0 2 4 6 8 10 12 140
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2x 10
-3 Step Response
Time (sec)
Am
plit
ude
GSMP
Turbina eoliană
v Reţea locală
de c.a.
v
56
Având ca obiect al interesului iniţial turbina eoliană, schema de interacţiune a
subsistemelor componente, turbină-generator sincron cu magneţi permanenţi (GSMP)-sarcină,
este cea din Fig. 9. Particularitatea acestei scheme este că sarcina electrică este extrem de simplă:
o rezistenţă (care poate varia) pe fiecare fază (în sistemele eoliene uzuale, între GSMP şi sarcină
este un convertor static c.c.-c.c.).
2 - Variabilele exogene
Mărimile exogene (de intrare) la nivelul întregului sistem sunt:
- viteza vântului, v,
- rezistenţa de sarcină variabilă, SR .
Viteza vântului este o variabilă aleatoare şi variaţie ei este principala perturbaţie la
nivelul sistemului. Prin modificarea rezistenţei de sarcină se poate controla regimul de
funcţionare al sistemului, astfel încât randamentul conversiei energetice să fie optim (uzual, acest
lucru se face prin comanda unui convertor static c.c.-c.c., plasat între GSMP şi sarcină).
3 –Deducerea ecuaţiilor de stare
La nivelul primului subsistem (turbina eoliană), principala acumulare este cea de energie
cinetică a maselor în mişcare de rotaţie. Bilanţul energetic ce include această acumulare conduce
la ecuaţia de mişcare:
dΩ
dte emJ M M (a)
unde este viteza unghiulară, J este momentul de inerţie al turbinei şi rotorului GSMP, eM
este cuplul eolian, iar emM este cuplul electromagnetic al GSMP.
La nivelul GSMP se va include şi rezistenţa de sarcină, SR , pe fiecare fază. Acumulările
energetice în circuitul electromagnetic sunt în inductivităţile statorice. Utilizând reprezentarea în
coordonate dq, ecuaţiile de stare ale GSMP sunt:
d
Ωdt
dd S s d q q
iL R R i pL i (b)
d
Ω Φ Ωdt
qq S s q d d m
iL R R i pL i p (c)
în care dL şi qL sunt inductivităţile pe axele d şi q, sR - rezistenţa înfăşurării, Φm - fluxul
magneţilor permanenţi, p – numărul de perechi de poli.
S-a obţinut un model de stare de ordinul 3, cu:
- variabilele de stare Ω , di şi qi ;
- variabilele de intrare v şi SR .
Restul variabilelor din model sunt variabile intermediare.
4 –Definitivarea modelului de stare
a. Explicitarea variabilelor intermediare
In ecuaţia (a) intervin variabilele intermediare eM şi emM . Întotdeauna, explicitarea
variabilelor intermediare se face prin relaţii cunoscute din domeniul de specialitate al procesului
modelat. Pentru cuplul eolian, eM , este cunoscută relaţia:
3 21( )
2e MM R v C (d)
în care R este raza discului palei, ( )MC este coeficientul de cuplu, iar este viteza specifică,
definită prin relaţia
57
R
v
(e)
Funcţia ( )MC este dată de constructorul eolienei şi se exprimă printr-o relaţie empirică
polinomială, de forma
0
( )n
iM i
i
C a
(f)
unde n şi , 1,ia i n sunt daţi.
In modelul turbinei mai intră o variabilă de interes, chiar dacă aceasta nu intervine în
ecuaţia de stare (1): puterea dezvoltată la arbore de turbină
2 31( )
2e PP R v C (g)
unde ( )PC este coeficientul de putere, exprimat prin relaţia
( ) ( )P MC C (i)
Cea de a doua variabilă intermediară din ecuaţia de stare (a) este cuplul electromagnetic.
Acesta are expresia
Φem d q d q m qM p L L i i i
(j)
In final, ecuaţiile care intervin în modelul sistemului eolian sunt cele de la (a) la (j).
Acestea nu formează încă un model; ele trebuie ordonate.
b. Ordonarea ecuaţiilor modelului matematic.
Urmând regula de ordonare, obţinem modelul sistemului neliniar
R
v
0
( )n
iM i
i
C a
3 21( )
2e MM R v C
( ) ( )P MC C
2 31( )
2e PP R v C
Φem d q d q m qM p L L i i i
dΩ
dte emJ M M
d
Ωdt
dd S s d q q
iL R R i pL i
d
Ω Φ Ωdt
qq S s q d d m
iL R R i pL i p
Notând variabilele de stare şi de intrare,
1
2
3 Ω
d
q
x t i t
x t i t
x t t
;
1
2 S
u t v t
u t R t
modelul de stare neliniar se poate pune sub forma:
58
1 2 3
1 12 3
2 2 1 3 3 2 3
3
2 1 2
1
(1/ ) 0d 1
Φ (1/ ) 0 0.5 ρ . /dt
1/01
Φ
s qd
d
s d m q S Mq
m d q
R x pL x xL
x L x
x R x pL x x p x L x R v R C Rx vL
x J
p x L L x xJ
Obiectivele urmărite după stabilirea modelului de stare neliniar sunt:
1. Analiza sistemului prin simulare numerică,
2. Liniarizarea modelului într-un punct de funcţionare dat. Se va alege un punct de
funcţionare în care puterea debitată de sursa eoliană, pentru o viteză dată a vântului,
este maximă (punct de funcţionare în regiunea caracteristicii regimurilor optimale; de
regulă, se impune ca turbine să funcţioneze în regiunea caracteristicilor optimale);
3. Analiza modală, în scopul obţinerii unui model simplificat
Pe baza modelului prezentat, se întocmeşte schema de simulare numerică, dată în cele ce
urmează.
Schema de simulare a sistemului
i_d
i_q
w
Rs
i_d
i_qw
Sarcina
di_d/dt
di_q/dt
dw/dt
46
0.33
5.2
59.6
timp final 50 si 10
4
Out4
3
Out3
2
Out2
1
Out1
i_q
i_d
10
Viteza vant
v
omega
cuplu eol
lambda
Turbina
var.mat
To FileStep1
Sarcina
100
Rs
Ramp
Putereaem
Product4
Product3
Product2
Product1
Product
Omega
Lambda
1s
Integrator2
1s
Integrator1
1s
Integrator
[Cem]
Goto7
[Ce]
Goto6
[lam]
Goto5
[Pe]
Goto4
[w]
Goto3
[i_q]
Goto2
[i_d]
Goto1
[Rs]
Goto
p*fim
Gain8
1/J
Gain7
R
Gain6
p*(Ld+Ls)
Gain5
1/(Lq+Ls)
Gain4
p*fim
Gain3
R
Gain2
1/(Ld+Ls)
Gain1
p*(Lq-Ls)
Gain[Rs]
From7
[Cem]
From6
[Ce]
From5
[lam]
From4
[Pe]
From3
[w]
From2
[i_q]
From1
[i_d]
From
Cuplul_eol sicuplul_em
2
In2
1
In1
2
lambda
1
cuplu eol
1
Transmisie
v vant
omega
cuplu eolian
lambda
Subsystem1
Product4
Product32
omega
1
v cuplu eolianla arbore
2
lambda
1
cuplu eolian
.01
cuplu de frecare
Sum1
Omega
V
Lambda
Lambda
Lambda
V
C
Cuplu
2
omega
1
v vant
59
Blocurile neliniare din modelul turbinei
Rezistenţa de sarcină Curentul id
Curentul iq Viteza unghiulară
Puterea electromecanică Viteza specifică
1
Lambda
Mux
Mux
(1.15*u[1])/u[2]
(Omg*R)pev2
V
1
Omega
vitesse vent
1
C
V2 P
cuplu
Product3
f(u)
Fcn1
2
V
1
Lambda1
P
1.15^3
Raza^3
Product1
Prod
.5*pi*1.25
0.5*pi*ro
1
V2
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500
1
2
3
4
5
6
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500
10
20
30
40
50
60
70
80
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500
1
2
3
4
5
6
7
8
9
60
Cuplul eolian şi cuplul electromagnetic Cuplul eolian şi cuplul electromagnetic (detaliu)
S-a considerat că cele două variabile de intrare au valorile:
- v = 10 m/s (viteza vântului)
- rezistenţa de sarcină Rs variază de la 100 ohmi spre zero.
Scopul este de a obţine un punct de funcţionare optimal, la care puterea debitată de sursa
eoliană este maximă.
Din graficele obţinute, date mai sus, se constată că puterea maximă se obţine la t =
30 s, când viteza specifică este λ = 7. In acel moment, vectorul de stare este : id = 0.33 A, iq =
5.2 A, ω= 59.8 rad/s. Mărimile de intrare aferente punctului optimal sunt Rs = 46 Ω şi v =
10 m/s.
In continuare, se impun în schema de simulare valorile punctului de funcţionare în
care vrem să facem liniarizarea modelului şi, apoi, face o verificare a faptului că punctul de
funcţionare a fost bine ales. Se rulează programul de simulare în punctul de funcţionare
impus şi se verifică faptul că mărimile din sistem sunt practice constante.
Pentru apelarea funcţiei linmod din Matlab, schema Simulink se completează cu
conectoare de intrare, la variabilele Rs şi v – iniţializate conform punctului de funcţionare
impus, şi conectoare de ieşire, la variabilele de stare – iniţializate conform punctului de
funcţionare impus – dar şi la alte variabile, considerate ca fiind de ieşire. In cele ce
urmează s-a considerat că variabilele de ieşire sunt cele de stare plus puterea electrică
debitată. Liniarizarea modelului şi analiza modală Apelarea funcţiei linmod se face astfel (GSMP este denumirea fişierului programului Simulink):
[A,B,C,D]=linmod('model_GSMP')
Se obţin parametrii A,B,C şi D ai modelului de stare liniarizat:
A =
1.0e+003 *
-7.5079 0.4768 0.0416
-0.4768 -7.5079 0.6577
0 -0.0990 -0.0077
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500
5
10
15
20
25
0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
61
B =
-52.3810 0
-825.3968 0
0 149.0376
C =
1.0000 0 0
0 1.0000 0
0 0 1.0000
0 247.9360 21.6320
D =
0 0
0 0
0 0
0 0
Cu parametrii obţinuţi, se formează modelul de stare liniarizat al agregatului eolian,
utilizând funcţia matlab ss:
sys=ss(A,B,C,D)
A =
x1 x2 x3
x1 -7508 476.8 41.6
x2 -476.8 -7508 657.7
x3 0 -99.05 -7.732
B =
u1 u2
x1 -52.38 0
x2 -825.4 0
x3 0 149
C =
x1 x2 x3
y1 1 0 0
y2 0 1 0
y3 0 0 1
y4 0 247.9 21.63
D =
u1 u2
y1 0 0
y2 0 0
y3 0 0
y4 0 0
Se converteşte modelul de stare obţinut într-um model de tip matrice de transfer, în care
fiecare element este o funcţie de transfer definită prin poli şi zerouri. Se utilizează funcţia Matlab
zpk:
sys1=zpk(sys)
Zero/pole/gain from input 1 to output...
-52.381 (s+1.502e004) (s+7.746)
#1: -----------------------------------------
(s+16.36) (s^2 + 1.501e004s + 5.653e007)
-825.3968 (s+7478) (s+7.732)
#2: -----------------------------------------
(s+16.36) (s^2 + 1.501e004s + 5.653e007)
81753.5903 (s+7478)
#3: -----------------------------------------
(s+16.36) (s^2 + 1.501e004s + 5.653e007)
-204645.5873 (s+7478) (s-0.9101)
#4: -----------------------------------------
62
(s+16.36) (s^2 + 1.501e004s + 5.653e007)
Zero/pole/gain from input 2 to output...
6199.9657 (s+1.505e004)
#1: -----------------------------------------
(s+16.36) (s^2 + 1.501e004s + 5.653e007)
98018.6943 (s+7478)
#2: -----------------------------------------
(s+16.36) (s^2 + 1.501e004s + 5.653e007)
149.0376 (s^2 + 1.502e004s + 5.66e007)
#3: -----------------------------------------
(s+16.36) (s^2 + 1.501e004s + 5.653e007)
3223.9822 (s+1.505e004) (s+7508)
#4: -----------------------------------------
(s+16.36) (s^2 + 1.501e004s + 5.653e007)
S-au obţinut cele 8 funcţii de transfer solicitate. Din acestea, sunt de interes cele care au
ca mărimi de ieşire viteza unghiulară la arbore şi puterea electrică debitată (intrările sunt Rs şi v)
Se observă că la funcţia de transfer HvΩ(s), există un factor de tip trinom, practic identic,
la numărător şi numitor. Subsistemul respectiv este practic necontrolabil şi neobservabil. Funcţia
de transfer respectivă se poate pune sub forma:
149.0376(5.66 007)
( 16.36)(5.653 007)
e
s e
sau
149.222
( 16.36)s
Răspunsurile la treaptă ale sistemelor de ordinal 3 şi de ordinal 1 sunt practice identice
Vom analiza acum funcţia de transfer HvP(s), sub forma zpk
3223.9822 (s+1.505e004) (s+7508)
-----------------------------------------------------
(s+16.36) (s^2 + 1.501e004s + 5.653e007)
Dacă o punem sub forma tf (raport de polinoame), avem:
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.40
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
63
sys2=tf(sys1)
Se obţine 2
3 2
3224 7.273e007 3.643e011
+ 1.503e004 + 5.678e007 + 9.248e008
s s
s s s
Deci, rezultă un sistem de ordinul 3. Din forma zpk se observă că sistemul are un pol
dominant, doi poli complecşi conjugaţi nesemnificativi şi două zerouri nesemnificative.
Atributul “nesemnificativ” înseamnă foarte depărtat de axa imaginară, în raport cu polul
dominant.
Eliminarea polilor şi zerourilor nesemnificativi se face înlocuind s cu 0 în factorii
respective. Se obţine
3223.9822 1.505e004 7508
+16.36 5.653e007s
sau
6444
--------------
s + 16.36
Răspunsurile la semnal treaptă ale sistemului de ordinul 3 şi de ordinul 1 sunt date în
figură
Metodologia simulării numerice a sistemelor
In ultimul timp, analiza sistemelor prin simulare numerică se face aproape în exclusivitate
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.40
50
100
150
200
250
300
350
400
64
prin utilizarea instrumentelor software de simulare. Există deja o mare varietate de astfel de
instrumente software:
Matlab/SIMULINK;
ARCHER şi ENDPORT – pentru modele obţinute prin tehnici Bond Graph;
SABER – pentru procese hibride (mecanice-electrice-hidraulice-etc)
SimPowerSystem – pentru elecronică de putere şi acţionări electrice;
Spice – pentru circuite electronice;
EMPT – pentru reţele electroenergetice
Signal Processing Blockset – pentru procesarea de semnale;
Video and Image Processing Blockset –prelucrarea imaginilor;
Virtual Reality Toolbox – realitate virtuală etc.
In ciuda calităţii remarcabile a instrumentelor moderne de simulare, utilizarea acestor
instrumente nu asigură, uneori, suficiente garanţii privind acurateţea rezultatelor. O cauză
plauzibilă a acestui fapt este faptul că la crearea acestor instrumente se acordă o atenţie
primordială aspectelor de interfaţare convivială cu utilizatorul (esenţiale din punct de vedere
comercial), în detrimentul aspectelor de natură sistemică privitoare la corectitudinea şi eficienţa
metodelor numerice utilizate (exemplu privind procedurile numerice din Matlab).
Principala dificultate în simularea sistemelor dinamice constă în asigurarea principiului
cauzalităţii. Adesea, cerinţa privind ordonarea ecuaţiilor modelului matematic, astfel încât in
partea dreapta a oricărei ecuaţii trebuie sa intervină numai:
variabile de stare,
variabile de intrare,
variabile intermediare definite printr-o relaţie anterioara.
nu este respectată. Atunci când simularea se face printr-un program .m , de integrare a ecuaţiilor
diferenţiale ale sistemului simulat, existenţa unei relaţii care are în partea dreaptă o variabilă care
nu a fost încă definită conduce la oprirea calculului şi semnalarea erorii respective. Nu aşa se
întâmplă în cazul instrumentelor software de simulare, de tip SIMULINK şi altele. Deseori, la
întocmirea unei scheme de simulare, se introduc blocuri care calculează o variabilă pe baza unei
mărimi de ieşire a altui bloc, acesta din urmă primind la intrare variabila de ieşire a primului
bloc. Se obţine o aşa numită „buclă algebrică” (fig. 21). In cazul buclei algebrice, nu se
respectă principiul cauzalităţii: ieşirea unui sistem trebuie să apară după aplicarea intrării. In
aceste cazuri, instrumentul software SIMULINK nu opreşte simularea, ci doar semnalează
existenţa buclei algebrice. Utilizatorul poate să accepte sau nu rezultatul obţinut ; adesea el
încearcă să elimine bucla algebrică prin introducerea unei întârzieri în acea buclă (adică, a
funcţiei de transfer z-1
, v. fig. 21). In acest fel, el modifică, de fapt, modelul matematic, fără nicio
justificare fizică.
Este foarte grav faptul ca Simulink-ul permite simularea sistemului in condiţiile
nerespectării cerinţelor de cauzalitate, prin artificii numerice (netransparente) care nu au o bază
Fig. 21 Bucla algebrica
z-1
65
Fig. 23 Regimurile de functionare ale sistemului
Fig. 22. Structura fizica a sistemului
din cadrul Exemplului 1
ştiinţifică. Acest fapt nu garantează corectitudinea rezultatelor obţinute.
Ilustrarea acestei situaţii s-a realizat in cadrul Exemplului 1. Sistemul simulat, a cărui
structură este dată in fig. 22, are ca mărimi de intrare unghiul de comanda pe grila, α, si cuplul
rezistent la arbore, Mr. Pentru α=const., caracteristica mecanică a acţionării electrice este dată în
fig. 23.
Sistemul are doua regimuri distincte:
de curent ne-întrerupt, la valori medii si mari ale cuplului de sarcina, si
de curent întrerupt, la valori reduse ale cuplului de sarcina.
Schema de simulare in Simulink utilizează un generator de tip rampă, cu pantă negativă,
pentru a se aplica un cuplu de sarcină lent scăzător, astfel încât sistemul sa evolueze de la un
regim de curent ne-întrerupt, la un regim de curent întrerupt.
Fig. 24 Schema 1 de simulare a sistemului din Exemplul 1
66
Fig. 25 Evoluţia curentului in sistemul cu schema 1 de simulare
Fig. 26 Schema 2 de simulare a sistemului din Exemplul 1
Fig. 27 Evoluţia curentului în sistemul cu schema 2 de simulare, în regimul de curent întrerupt
In fig. 24 si 26 sunt prezentate doua versiuni diferite de scheme Simulink pentru sistem, ambele
fiind concepute cu respectarea regulilor de utilizare a blocurilor din SimPowerSystem. La
ambele scheme au fost semnalate bucle algebrice la debutul simulării, însă aplicaţia nu a fost
întreruptă. Rezultatele sunt prezentate in fig. 25, respectiv fig. 27. In primul caz, dinamica
sistemului este descrisă eronat de sistemul simulat. In fig. 25 este surprinsă situaţia când ar
trebui să se treacă de la regimul de curent ne-întrerupt, la regimul de curent întrerupt. In
realitate, regimul de curent întrerupt nu se obţine. In schimb, a doua schemă reproduce corect
trecerea de la regimul de curent ne-întrerupt, la regimul de curent întrerupt. In fig. 27 este
prezentat un segment din funcţionarea in regim de curent întrerupt.
Synchronization Voltages
DC motor equivalent circuit
208 V rms L-L3-phase Source
+i-
iB
+i-
iA
+-
v
Vd
+-
v
Vca
Vc
+-
v
Vbc
Vb
+-
v
Vab
Va
Ia.mat
To File
A
B
C
pulses
+
-
Thyristor Converter
alpha_deg
AB
BC
CA
Block
pulses
Synchronized6-Pulse Generator
Scope
Saturation
Refence1
Ramp
Mux
+i-
Id
DC Voltage Source
F+
A+
TL
F-
A-
m
DC Machine
0
I
iA & iB
Vd
1.155 1.16 1.165 1.17 1.175
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Ia
t
67
Eliminarea dificultăţilor care conduc la erorile grave de simulare, ilustrate in exemplul
anterior, implica respectarea stricta a principiului cauzalităţii la elaborarea modelului
matematic. In esenţă, operaţia menţionată în etapa 3.c (ordonarea ecuaţiilor), din cadrul
metodologiei de modelare, nu poate fi realizata efectiv ca o operaţie de explicitare secvenţiala a
fiecărei variabile intermediare. In aceste condiţii, ar fi posibilă procedura descrisă în cele ce
urmează. La pasul curent al construcţiei modelului de stare, ecuaţiile deduse se structurează în
doua categorii :
1. ecuaţii algebrice. Aceste se obţin din două surse:
a. din relaţii de bilanţ în care se neglijează variaţia acumulărilor,
b. din relaţii de explicitare a unor variabile intermediare,
2. ecuaţii diferenţiale de stare.
Fig. 28 Structura modelului
In cadrul modelului intervine, pe lângă variabilele x si u, si vectorul v obţinut prin rezolvarea
sistemului de ecuaţii algebrice (v. fig. 28).
Deci, modelul curent are forma:
( , , ) 0
( , , )
G x u v
x F x u v (11)
Simularea numerica a sistemului, cu respectarea principiului cauzalităţii, se poate face
prin doua două proceduri:
A- Rezolvarea prin metode numerice, la fiecare pas de integrare a ecuaţiilor
modelului de stare, a sistemului de ecuaţii algebrice. Iniţializarea procedurii numerice in
vecinătatea soluţiei, urmare a faptului ca modificarea vectorului v la doi paşi consecutivi este
mica, face ca aceasta procedură sa fie aplicabilă pentru simulare. Admiţând că funcţia G(.) este
derivabila, algoritmul Newton-Raphson reprezintă o variantă adecvata de rezolvare numerică a
sistemului de ecuaţii algebrice, în cele mai multe aplicaţii.
B- Transformarea ecuaţiilor algebrice în ecuaţii diferenţiale Această procedură va fi
ilustrată prin exemple.
Exemplul 1.
Fie sistemul:
1 1 2
2 1 2
1 1 2
0.5
cosh[sat( )]
x u x x v
x x x
v x x x
(12)
unde saturaţia sat se produce la nivelurile -0.5 şi +0.5. Acest sistem poate fi simulat fără
probleme, deoarece variabila intermediară depinde numai de variabilele de stare 1x şi 2x .
Totuşi, pentru ilustrarea metodei discutate, vom arăta cum se transformă ecuaţia algebrică ce
exprimă variabila intermediară v în ecuaţie diferenţială. In partea stângă a ecuaţiei intervine
1 dv
A dt, iar partea dreaptă se modifică faţă de forma din ecuaţia algebrică prin termenul –v. In
felul acesta, ecuaţia diferenţială rezultată din cea algebrică este
1 1 21
cosh[sat( )]dv
x x x vA dt
68
unde A se alege iniţial egal cu 1. Se observă că la obţinerea regimului staţionar aferent acestei
ecuaţii diferenţiale, adică atunci când v=const., dv
Adt
=0 şi ecuaţia care rezultă este cea algebrică
iniţială. Prin constanta A se poate ajusta timpul necesar obţinerii regimului staţionar: cu cât A
este mai mare, cu atât obţinerea regimului staţionar este mai rapidă. In continuare, se vor
prezenta rezultatele obţinute cu modelele (12) şi (13).
1 1 2
2 1 2
1 1 2
0.5
1cosh[sat( )]
x u x x v
x x x
dvx x x v
A dt
(13)
Fig 29 Fig. 30
Alături de schema Simulink, sunt date rezultatele simulării. Cu linie neagră continuă
(aceasta este practic acoperită de linia verde) s-a reprezentat 1( )x t dat de sistemul (12). Cu linie
întreruptă, cu culorile albastru, roşu şi verde, sunt date variaţiile lui 1( )x t din sistemul (13),
atunci când A=1, respectiv A=10 şi A=100 . Se observă că la valori mari ale lui A (acestea se
determină pe cale empirică), rezultatele celor două sisteme sunt practic identice.
Exemplul 2. se referă la următorul sistem: 0.8
1 1 1 2 2
2 1 2 1 2
1 1 2 1
2 1 2 2
cosh[sat( )]
0.1
0.5
v x x x v
v x x v v
x u x x v
x x x v
(14)
Aici, la fiecare pas de integrare a celor 2 ecuaţii diferenţiale, ar trebui să se rezolve
sistemul de ecuaţii algebrice, pentru determinarea lui v1 şi v2, în funcţie de 1x şi 2x , ceea ce este
dificil. Prin transformarea ecuaţiilor algebrice în ecuaţii diferenţiale, rezultă sistemul:
1 1 2 1
2 1 2 2
0.811 1 2 2 1
21 2 1 2 2
0.5
1cosh[sat( )]
10.1
x u x x v
x x x v
dvx x x v v
A dt
dvx x v v v
A dt
(15)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
A=1A=10
A=100
69
Fig. 31
In fig. 31 sunt două scheme de simulare a
sistemului (15) cu valorile 75 şi respectiv
100 ale parametrului A. Acest parametru
se alege la valoarea la care se constată că,
prin creşterea lui, rezultatele simulării
rămân practic nemodificate, aşa cum se
remarcă din Fig. 32.
Fig. 32
TEHNICI DE SIMULARE ÎN MEDIU FIZIC
Simularea Hardware-In-the-Loop (HIL)
Pentru ilustrarea tehnicii de simulare în mediu fizic, se va considera un exemplu concret.
Fie sistemul de amortizare a oscilaţiilor la un autoturism. Amortizorul este format dintr-un ansamblu de elemente care formează un sistem dinamic.
Acest sistem este interconectat cu ansamblul: caroserie, motor propulsie etc, care furnizează
modul de variaţie a forţei ce acţionează asupra amortizorului, în funcţie de încărcarea
autoturismului şi de viteza lui de deplasare. De asemenea, amortizorul este interconectat cu
elementul de rulare (roata), care este modelată ca subsistem dinamic,
O posibilitate de analiză a comportării amortizorului constă în simularea numerică a
ansamblului. Putem utiliza o abordare de simulare de tipul celei din fig. I.a, unde sistemul
dinamic include toate subsistemele enumerate (nediferenţiate). Mărimile de intrare sunt: profilul
drumului, încărcarea autoturismului, viteza de deplasare, direcţia de deplasare. Mărimile de
ieşire sunt toate variabilele de interes privind funcţionarea amortizorului.
Pentru a pune în evidenţă mai bine obiectivul cercetării, sistemul global se poate structura
în două subsisteme (fig. I.b):
- sistemul investigat, în cazul de faţă amortizorul, notat cu S2 în fig. I.b,
- sistemul care asigură „mediul” de funcţionare al sistemului investigat, notat cu S1
în fig. I.b
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
70
Fig. I
Schema din fig. I.b se poate pune sub forma din fig. I.c, în care apar explicit cele două
subsisteme menţionate, precum şi variabilele de interacţiune z1 şi z2. Sistemul investigat S2 apare
într-o buclă şi, din acest motiv, structura din figura I.c este numită “Software-In-the-loop
Simulation” (SILS).
Rezultatele simulării numerice reprezintă o validare preliminară (în mediul virtual). In
realitate, nu ştim în detaliu cum se va comporta sistemul fizic investigat, în toate privinţele,
inclusiv din puncte de vedere care nu au fost luat în considerare la modelarea matematică a
amortizorului (probleme de material, fiabilitate etc). Este clar că:
- simularea numerică nu poate oferi soluţia completă a problemei investigate;
- investigarea în timp real a amortizorului pe un autoturism este complicată, costisitoare
şi, uneori, greu sau imposibil de realizat în detaliu.
In aceste condiţii, în cadrul buclei SILS din fig. I.c, partea software aferentă sistemului
investigat S2 se înlocuieşte cu obiectul fizic propriuzis (investigat) . In aceste condiţii,
structura care se obţine se numeşte Hardware-In-the-Loop (HIL) şi reprezintă o soluţie
utilizată pentru investigare în mediu fizic. Evident, subsistemul S1 rămâne realizat în mediul
software, însă trebuie asigurată o interfaţare prin convertoare N/A şi A/N cu mediul fizic
investigat.
In aceste condiţii, structura HIL de investigare experimentală a amortizorului este dată în
figura următoare.
Motor
liniar
F Traductor
de forţă
x
Traductor de
deplasare
Dinamica
autoturismului
(caroserie, motor
propulsie)
Dinamică
roată şi
anvelopă
Profil teren
N
A
N
A
Forţa care acţionează asupra amortizorului
Deplasarea amortizorului
Interfaţă REALIZARE FIZICĂ REALIZARE SOFT
Fref
F
71
Din punctul de vedere al sistemului fizic investigat (adică, amortizorul), funcţionarea este
asigurată de un ansamblu fizic şi informatic ce reprezină autoturismul care rulează pe un drum
dat. Contactul dintre subsistemul S2 şi subsistemul S1 are loc în mediul fizic. Deci,
subsistemul S1, numit şi emulator (simulator) electromecanic de autoturism,
conţine două părţi:
1. un simulator software de timp real (SSTR), care are la bază modelele de dinamică
a caroseriei, motorului, roţii, căii de rulare etc,;
2. un servosistem electromecanic în circuit închis (SE). Acesta primeşte de la SSTR,
prin convertor N/A, referinţa forţei care trebuie să acţioneze asupra amortizorului şi
realizează efectiv această forţă.
Interacţiunea dintre SSTR şi SE poate să aibă loc în două moduri:
1. SSTR furnizează referinţa de forţă (sistemul S2 este pilotat în forţă), iar S2 transmite
spre SSTR, ca variabilă de răspuns, deplasarea amortizorului,
2. SSTR furnizează referinţa de deplasare (sistemul S2 este pilotat în deplasare), iar S2
transmite spre SSTR, ca variabilă de răspuns, forţa din amortizor.
Exemplul prezentat, foarte simplu, ilustrează modul cum o structura HIL emulează un sistem fizic, numit sistem fizic simulat (SFS), care interacţionează cu un sistem fizic investigat (SFI). Acesta poate fi cercetat experimental, în laborator, întrucât structura HIL îi
crează “mediul” natural de funcţionare.
Structurile HIL sunt, în present, larg utilizate pentru emularea diverselor procese de
natură diferită, inclusiv procese pur electrice sau electronice. (Exemple: ABS etc)
Vom ilustra utilizarea structurii HIL pentru studiul conversiei energiilor regenerabile.
Investigarea experimentală a agregatelor eoliene necesită dezvoltarea unor simulatoare de
turbine eoliene, care să permită realizarea cercetărilor independent de regimul de vânt din
momentul efectuării experimentelor. In acest caz, din punctul de vedere al cercetătorilor din
profilurile electric, electronic, automatică, sistemul fizic investigat (SFI) este format din:
- generatorul electric;
- electronica de putere aferentă;
- buclele de reglare;
- reţeaua în care debitează sursa eoliană.
Simulatorul electromecanic de turbină eoliană trebuie să ofere un arbore mecanic
astfel încât:
- la acest arbore să se obţină caracteristicile statice şi dinamice ale unei turbine date, care a
fost aleasă dintr-o anumită clasă. Clasa turbinelor ale căror caracteristici pot fi reproduse la
arbore ar trebui să fie restricţionată doar de puterea nominală;
- regimul de vânt la care este testat sistemul eolian, conform strategiei de experimentare, să
fie impus prin modelul matematic al vitezei vântului (proprietăţile spectrale ale acesteia).
Simulatorul electromecanic propriu-zis este compus dintr-un simulator software de timp
real (SSTR), care implementează modelul matematic al turbinei emulate şi al vitezei vântului,
precum şi un servomotor electric, care constituie sistemul electromecanic de urmărire a referinţei
impuse de SSTR.
Simulatorul de turbină poate fi cu pilotare în viteză sau cu pilotare în cuplu, după cum
simulatorul software de timp real generează referinţa de viteză, respectiv de cuplu pentru
subsistemul electromecanic şi primeşte de la acesta, ca variabilă de răspuns, semnal de cuplu,
respectiv viteză. Alegerea variantei de pilotare se face prin soft-ul de aplicaţie.
72
Generator
vânt
Model
dinamic turbină
eoliană
v M e / Ω
Simulator software de timp real - SSTR Servosistem
electromecanic
D A
Traductor viteză/estimator
de cuplu
Ω/ M e
Motor
electric Referinţă
cuplu/viteză
Convertizor de
frecvenţă
ME
GE
Răspuns
viteză/cuplu Ω
Arbore
eoli an
Simulator de turbină eoliană
D A
Generator electric
Regulator
optimizare
conversie
D A
Electronică
de putere
Ω opt
P ref P e l
SISTEM FIZIC INVESTIGAT
M ref
73
Curs 6
Etica cercetării ştiinţifice
Bibliografia:
C. Balan Deontologia cercetării şi publicării rezultatelor ştiinţifice. Legislaţia românească şi
europeană relevantă pentru domeniul autoratului ştiinţific. (Doctoratul în şcoli de excelenţă,
Universitatea Dunărea de Jos Galati, 2011);
C. Diaconu. Frauda ştiinţifică, plagiatul şi duplicarea publicării. (Doctoratul în şcoli de
excelenţă, Universitatea Dunărea de Jos Galati, 2011)
1. Dreptul de autor
A. Ce vizează dreptul de autor ?
Dreptul de autor vizează o operă (creaţie intelectuală) a unui/unor autor/autori, indiferent
dacă este finalizată sau în curs de finalizare şi indiferent dacă este publică (publicată) sau nu.
„Opera de creaţie intelectuală (chiar în formă nefinalizată) este recunoscută şi protejată, prin simplul fapt al realizării ei, independent de aducerea la cunoştinţa publică” (art. 1, alin. 2 din Legea nr. 8/1996)
B. Obiectul dreptului de autor
1. Lucrări ştiinţifice de orice tip:
lucrări publicate sau comunicate,
studii,
cărţi (monografii şi tratate),
manuale universitare sau şcolare,
proiecte şi documentaţii ştiinţifice
2. Conferinţe, prelegeri
3. Programe pentru calculator
4. Opere literare, dramatice, de artă (de orice tip), etc.,
5. Traduceri
Evident, în cele ce urmează ne vom referi la primele 3 categorii, cu toate că acestea nu
reprezintă majoritatea operelor care sunt supuse Legii dreptului de autor.
Nu pot face obiectul dreptului de autor:
1. Teoriile, conceptele, ideile, descoperirile ştiinţifice, procedeele şi metodele de
funcţionare, conceptele şi demonstraţiile matematice, invenţiile etc. – care sunt
conţinute într-o operă, oricare ar fi modul de explicare sau de
exprimare 2. Textele oficiale de natură juridică, politică etc., ştirile şi informaţiile de presă etc.
Autorii şi co-autorii au răspunderea integrală şi comună asupra rezultatelor care fac obiectul
dreptului de autor
C. Conţinutul dreptului de autor
Drepturile de autor pot fi:
- drepturi morale,
- drepturi patrimoniale
Printre drepturile morale se regăsesc:
1. Dreptul de a pretinde recunoaşterea calităţii de autor a operei,
2. Dreptul de a decide sub ce nume va fi adusă la cunoştinţa publică opera (Exemple),
3. Dreptul de a pretinde respectarea integrităţii operei,
74
4. Dreptul de a retracta opera.
Drepturile morale nu pot face obiectul renunţării sau înstrăinării.
Printre drepturile patrimoniale se regăsesc:
1. Dreptul de a stabili modul cum se utilizează opera (comunicare, publicare)
2. Dreptul de a da acceptul pentru preluarea unor date, cu indicarea sursei (!!!), etc
D. Editarea unei lucrări (opere)
Editarea se face în cadrul unei edituri, prin intermediul unui contract de editare
Prin contractul de editare, titularul dreptului de autor cedează editorului dreptul de a reproduce/tipări opera şi de a o distribui, în schimbul unei retribuţii.
Atenţie ! Nu constituie contract de editare înţelegerea dintre titularul dreptului de
autor şi editor, prin care editorul este solicitat să reproducă – contra cost – reproducerea/tipărirea
operei, eventual distribuirea acesteia.
• Clauzele unui contract de editare [1]:
a) durata cesiunii
b) natura exclusivă sau neexclusivă a cesiunii, întinderea teritorială a cesiunii
c) numărul maxim şi minim al exemplarelor
d) remuneraţia autorului,
e) numărul de exemplare rezervate autorului cu titlu gratuit
f) termenul pentru apariţia şi difuzarea exemplarelor fiecărei ediţii / fiecărui tiraj
g) termenul de predare a originalului de către autor
h) procedura de control al numărului de exemplare produse de către editor.
• Absenţa oricăreia dintre clauzele prevăzute la lit. a), b) şi d) dă dreptul părţii interesate să
solicite anularea contractului.
• Editorul poate ceda contractul de editare numai cu consimţământul autorului.
• Dacă termenul prevăzut pentru publicare operei nu este prevăzut în contract, editorul este
obligat să o publice în termen de cel mult un an de la data acceptării acesteia.
Observaţii
1. La publicarea unui articol într-o revistă sau volum de lucrări, autorii cedează editorului dreptul de a reproduce/tipări opera şi de a o distribui, fără retribuţie (dimpotrivă !)
2. Apariţia neautorizaţă, pe internet, a cărţilor piratate !
2. Buna conduită în activitatea de cercetare ştiinţifică
Pentru respectarea cerinţelor de bună conduită, a fost elaborat, sub autoritatea de stat pentru
cercetare-dezvoltare, Codul de etică şi deontologie profesională al personalului
de cercetare-dezvoltare, având la bază LEGEA nr. 206 din 27 mai 2004 privind buna
conduită în cercetarea ştiinţifică, dezvoltarea tehnologică şi inovare, modificată şi completată
prin Legea nr. 398/2006.
Buna conduită în cercetare-dezvoltare exclude [2]:
75
a. în privinţa activităţii propriuzise de cercetare:
1. ascunderea sau înlăturarea rezultatelor nedorite;
2. confecţionarea de rezultate;
3. înlocuirea rezultatelor cu date fictive;
4. interpretarea deliberat distorsionată a rezultatelor şi deformarea concluziilor;
5. plagierea rezultatelor sau a publicaţiilor altor autori;
6. prezentarea deliberat deformată a rezultatelor altor cercetători;
7. neatribuirea corectă a paternităţii unei lucrări;
b. în privinţa participării la competiţiile de granturi:
8. introducerea de informaţii false în solicitările de granturi sau contracte de finanţare;
9. nedezvăluirea conflictelor de interese;
10. deturnarea fondurilor de cercetare;
11. înregistrarea falsă a rezultatelor (raportarea falsă a publicaţiilor realizate);
12. lipsa de informare a echipei de cercetare, înaintea începerii proiectului, cu privire la:
drepturi salariale, răspunderi, coautorat, drepturi asupra rezultatelor cercetărilor, surse
de finanţare şi asocieri;
13. lipsa de obiectivitate în evaluări şi nerespectarea condiţiilor de confidenţialitate
(exemple);
14. publicarea sau finanţarea repetată a aceloraşi rezultate ca elemente de noutate
ştiinţifică (exemple).
3. Frauda ştiinţifică
Există 3 forme principale de fraudare în activitatea de cercetare ştiinţifică:
A. Frauda ştiinţifică propriuzisă,
B. Plagiatul,
C. Duplicarea publicării
A. Frauda ştiinţifică propriuzisă presupune, printre altele:
1. acţiunea deliberată de confecţionare şi falsificare a rezultatelor cercetării ştiinţifice;
2. falsificarea datelor privind materialele şi echipamentele utilizate,
3. interpretarea deliberat eronată a datelor, prin eliminarea unora din acestea, astfel
încât să rezulte concluziile dorite de autor,
4. atribuirea paternităţii false unei lucrări (exemple)
5. atribuirea calităţii de autor unor persoane care nu au avut contribuţii (sau invers)
B. Plagiatul
76
a. Ce înseamnă:
Plagiatul reprezintă însuşirea frauduloasă a rezultatelor (operelor, în sensul larg al
dreptului de autor), obţinute de alţi autori. Aceste rezultate se pot referi la: idei, metode
teoretice, metode experimentale, tehnologii etc., dar şi la text explicativ, care sunt preluate de la
alţi autori şi prezentate ca fiind rezultate personale.
b. Cum se practică plagiatul:
Plagiatul se practică sub următoarele forme de bază:
1. Plagiatul direct – prin simpla copiere (eventual cu modificări minore) a rezultatelor din
reviste (exemple de plagiate de tip copy-paste)
2. Plagiatul prin omiterea surselor bibliografice.
C. Duplicarea publicării înseamnă publicarea repetată a aceluiaşi rezultat. Această
conduită incorectă se mai numeşte auto-plagiat
Observaţii:
1. Auto-plagiatul poate fi foarte subtil, prin utilizarea succesivă a unor lucrări care se
diferenţiază prin rezultate puţin diferite („dilatarea” artificială a lucrărilor publicate).
Această situaţie se află la limita „gri” a conduitei corecte (exemple)
2. Uneori, auto-plagiatul este justificat de autori prin practica considerată „licită” de
publicarea lucrării atât în volumul conferinţei, cât şi într-un volum de editură sau chiar
în revistă (exemple).
4. Metode de detectare a atitudinilor incorecte şi
sancţiuni
Există mijloace software de depistare a similarităţii (identităţii) textelor, de exemplu, banca
de date cu acces liber - Déjà vu. Există şi procedee care implică tehnologia de recenzie/examinare a lucrărilor propuse pentru
conferinţe şi reviste, dar – mai ales – pentru propunerile de proiecte (granturi).
Sancţiunile pot fi de natură penală sau administrativă
Dintre sancţiunile administrative, amintim [2]:
îndepărtarea persoanei/persoanelor din echipa de realizare a proiectului;
retrogradare din funcţie;
suspendarea din funcţie;
concedierea;
comunicarea rezultatelor investigaţiei către organizaţii, instituţii publicaţii etc;
interdicţia de participare la competiţia de obţinere a finanţării temelor de cercetare;
interdicţia de a face parte din diverse comisii ( de evaluare, de acordarea de fonduri etc.);
încadrarea penală (în cazurile grave)
Redactarea lucrarilor stiintifice Biblio:
1. Bala, C. Redactarea lucrărilor ştiinţifice, Doctoratul în şcoli de excelenţă, Universitatea
Dunărea de Jos Galati, 2011);
2. Marşavina,L.,Bălan,C. Modul de pregătire a unui manuscris pentru publicare.
Principalele etape ale elaborării unei lucrări de cercetare în vederea publicării. Doctoratul
în şcoli de excelenţă, Universitatea Dunărea de Jos Galati, 2011);
Tipuri de lucrări (nu neaparat lucrări ştiinţifice)
77
- Lucrări de licenţă; proiecte de diplomă – sunt aplicaţii la nivelul cunoştinţelor curente
în domeniu
- Dizertaţii, Teze de doctorat – sunt lucrări ştiinţifice, conţin contribuţii (cu niveluri
diferite)
- Articole ştiinţifice (pentru reviste) şi lucrări la Conferinţe ştiinţifice – lucrări
ştinţifice tipice
- Rapoarte de cercetare publicate pe internet – lucrări ştiinţifice
- Rapoarte ştiinţifice ale granturilor - lucrări ştiinţifice (publice)
- Documentaţii ale contractelor de cercetare din fonduri private – lucrări ştiinţifice
private - Tratate şi monografii – în general, nu se consideră lucrări ştiinţifice, ci sinteze în
domeniile ştiinţifice abordate (au valoare ştiinţifică). Există însă cărţi dedicate
prezentării unor noi abordări, teorii etc.
- Manuale didactice – nu sunt lucrări ştiinţifice, dar au valoare pentru cercetarea ştiinţifică
- Cărţi destinate publicului larg – nu conţin contribuţii
Toate lucrările menţionate trebuie să satisfacă două condiţii esenţiale:
- să nu conţină erori ştiinţifice,
- să fie conforme normelor de etică ştiinţifică şi editorială.
In cele ce urmează ne vom referi numai la lucrările ştiinţifice propriuzise (articole pentru
reviste sau lucrări la Conferinţe ştiinţifice).
Lucrările ştiinţifice de acest tip pot fi:
- articole standard (extinse)
- articole de tip „letters”, de 2-4 pagini
- articole de sinteză
Structura unei lucrări ştiinţifice, pentru Conferinţe internaţionale (publicată în
Proceeding) şi pentru articole în reviste:
1. Titlu,
2. Autorii şi afilierea,
3. Abstractul,
4. Key words,
5. Introducere,
6. Secţiunile care conţin lucrarea propriuzisă.
Aici există două abordări:
In domeniile fizicii, chimiei, biologiei, medicină etc., lucrare conţine două secţiuni de
bază:
- Material şi metodă, unde se prezintă materialul fizic investigat, metodele de
investigare – de regulă experimentale – şi
- Rezultate – unde se prezintă ceea ce s-a obţinut prin investigare.
In domeniile ştiinţelor inginereşti, matematicii etc, lucrarea poate conţine secţiuni mai
numeroase şi mai diverse, ca de ex.:
- Structura fizică a sistemului,
- Modelul matematic al sistemului,
- Sinteza/calculul algoritmului/echipamentului,
- Rezultate obţinute prin simulare, Experimental rig (standul experimental),
- Rezultate experimentale,
7. Concluzii,
78
8. Acknowledgement (este obligatoriu pentru lucrările finanţate, aşa cum sunt cele din
granturi. Pentru ca la un grant să se admită că lucrarea publicată poate fi raportată
ca rezultat al grantului, este necesar ca în Aknowledgement să fie menţionat grantul
respectiv, ca suport în realizarea lucrării ),
9. Bibliografia,
10. Anexe (Appendix). Aici se dau:
- Demonstraţii ale enunţurilor teoretice (Leme, teoreme),
- Detalii constructive ale echipamentului,
- Date numerice privind sistemul simulat sau standul experimental
1. Titlul trebuie să fie precis şi succint – trebuie să reflecte conţinutul, dar nu trebuie să
fie lung.
Trebuie să utilizeze termeni consacraţi ai domeniului,
Nu trebuie să conţină cuvinte sau expresii de prisos, de tipul „Contribuţii privind...” (este
evident că o lucrare ştiinţifică va conţine contribuţii”)
2. Autorii şi afilierea Sunt trecuţi într-o ordine care este acceptată de toată echipa care a
realizat lucrarea. Această ordine tine cont de următoarele cerinţe:
- primul autor este cel care realizează corespondenţa cu redacţia. In cazul lucrărilor de
doctorat, de regulă, primul autor este cercetătorul care are teza în domeniul temei
abordate în lucrare;
- ultima poziţie este cea a conducătorului colectivului;
- în rest, autorii se pun în ordinea contribuţiei
Observaţii Autorii cunosc în întregime conţinutul lucrării şi îşi asumă acest conţinut (discuţie
privind responsabilitatea)
Exemple
Looper and tension control in hot rolling mills
I.S. Choia , J.A. Rossiterb, P.J. Flemingb
a POSCO, Technical Research Laboratories, Process Control Research Group, 1, Goedong-dong, Nam-gu, Pohang, Gyungbuk 790-785, South Korea
b University of Sheffield, Department of Automatic Control & Systems Engineering, Sheffield S1 3JD, UK
A neuro-fuzzy system for looper tension control in rolling mills F.Janabi-Sharifi*
Robotics and Manufacturing Automation Laboratory, Mechanical and Industrial Engineering Department,
Ryerson University 350 Victoria Street, Toronto, Ont., Canada M5B 2K3
3. Abstractul trebuie să fie explicit, dens în conţinut şi să expună succint contribuţia
adusă în lucrare. De regulă, abstractul conţine 150 – 200 cuvinte. Abstractul trebuie să reflecte
cât mai bine conţinutul lucrării, întrucât el este accesibil pe Internet, la toate revistele. Pe baza
lui, cei interesaţi pot solicita de la redacţia revistei (contra cost) o copie a lucrării.
4. Key words – 5-7 cuvinte care reflectă conţinutul. In unele domenii, cuvintele cheie sunt
reglementate: nu pot exista decât cuvintele care fac parte dintr-un dicţionar (este cazul
domeniului Automaticii, unde reglementarea a fost introdusă de IFAC; de ex., wind turbine nu
este acceptat – se acceptă wind mill).
Exemplu Key words Rolling process; Automatic process control; Tension control; Fuzzy
control; Self-tuning control; Neural networks
5. Introducerea este extrem de importantă, în ansamblul lucrării. Principalele idei care
trebuie să se succeadă în cursul ei sunt:
- o scurtă evaluare a importanţei ariei tematice în care se încadrează lucrarea şi, apoi,
a temei propriuzise care este abordată în lucrare;
79
- o incursiune a dinamicii ideilor care au susţinut domeniul investigat, cu o apelare
foarte consistentă a referinţelor bibliografice;
- analiza critică a ideilor/teoriilor/metodelor actuale din domeniul abordat, cu
evidenţierea unor neajunsuri care se cer remediate;
- prezentarea obiectivelor lucrării, în sensul remedierii unei/unor neajunsuri
mentionate anterior. Se poate prezenta, succint, si abordarea prin care se face acest
lucru;
- prezentarea succintă a conţinutului secţiunilor următoare ale lucrării.
Introducerea apelează la cea mai mare parte a referinţelor bibliografice din lucrare !
6. Secţiunile care conţin lucrarea propriuzisă depind de natura domeniului
abordat şi conţin, aproape întotdeauna, modele matematice, rezultate de simulare numerică,
rezultate experimentale.
- Este necesar să se facă în prealabil un plan, în care să apară secţiunile, eventual sub-
secţunile lucrării, şi succesiunea ideilor care definesc linia de discurs a lucrării („firul
roşu” al lucrării)
- De regulă, editarea se face în Times New Roman. Exista reguli precise privind editarea
formulelor (în editoarele Word), ca de exemplu:
- variabilele scalare se editează în italic;
- variabilele vectoriale/matriceale se editează in bold-italic. In lucrările de matematică, si
in unele lucrări de inginerie se utilizează tot caracterul italic;
- parantezele de tot felul se editează în stilul text;
- caracterele numerice – in stilul text;
- funcţiile clasice (sin, cos etc.) – în stilul text (inclusiv simbolul diferenţialei de la
derivate);
- caracterele greceşti se scriu fie in stilul text (în cărţi), fie în stilul italic.
Exemple *
1 21 *
2 1
11 1ln
2 2 1n
h qH H
h q
0 0d 2d 1 d
sin cosd d d
cR Rp hp q
h h h
7. Concluziile Trebuie să reflecte următoarele idei:
- contribuţiile aduse în cadrul lucrării, în raport cu contextul din literatura de specialitate
- importanţa şi, eventual, limitele rezultatelor obţinute
- probleme care rămân deschise pentru cercetările viitoare.
8. Acknowledgement (atunci când este obligatoriu, întotdeauna când lucrarea se
raportează ca rezultat al unui grant) trebuie să fie succint şi la obiect
Exemple: Acknowledgment
This research is supported by AFOSR contract
F33615-01-2-3154 under the AFRL-OSU ’Collaborative
Center of Control Sciences’ Program.
ACKNOWLEDGMENT
The authors acknowledge the support of the EEA Grant Project RO
0054/2009.
80
9. Bibliografia Există mai multe modalităţi de a scrie bibliografia. Acestea sunt precizate în
instrucţiunile de redactare indicate de redacţia revistei sau de editorii volumelor conferinţelor.
Exemple
1 - Publicatiile şi conferinţele de automatică au bibliografia sub forma:
Choi J. I. S., Rossiter J. A. and Fleming P. J.(2007). Looper and tension control in hot rolling
mills: A survey, Journal of Process Control, Vol. 17, Issue 6, pp. 509-521.
Imanari H., Morimatsu Y., Sekiguchi K., Ezure H., Matuoka R., Tokuda A. and Otobe H.
(1997). Looper H control for hot strip mill, IEEE Transactions on Industry Applications, 33
(3), pp. 790–796.
Janabi-Sharifi F. (2005). A neuro–fuzzy system for looper tension control in rolling mills,
Control Engineering Practice, Vol. 13, pp. 1-13.
Referinţele se pun în ordinea alfabetică a primului autor şi sunt referite astfel:
Thus, for the process control of flat-rolled products various methods are cited in the literature,
such as: LQ method (Pittner, et al. 2008), predictive control (Bulut, et al., 2002), robust control
(Grimble, et al., 2000), linearizing control (Choi, et al., 2007), adaptive and robust control
(Asada, et al., 2003, Hearns and Grimble, 2000), Hinf control techniques (Imanari, et al., 1997),
artificial intelligence methods (Janabi-Sharifi, F., 2005) etc.
2 – Altă modalitate de editare a referinţelor:
[1] Iacopozzi I., Innocenti V., Marsili-Libelli S. and Giusti E. A modified Activated Sludge Model No. 3 (ASM3) with two-step nitrification-denitrification,
Environmental Modelling & Software, No. 22, pp. 847 – 861, 2007. [2] Pillay T. V. R. and Kutty M. N. Aquaculture - Principles and Practices, Second
Edition, Blacwell Publishing, 2005. [3] Vanhooren, H. Modelling for optimization of biofilm wastewater treatment process: a
complexity compromise. PhD Thesis, University of Ghent, 2002.
Aici nu contează ordinea alfabetică şi apelarea se face astfel:
In [1] the model includes only aerobe phenomena considered in the model ASM3_2N. It results
a model in which 9 phenomena and where 12 state variables occur are described [3].
Precizări importante privind întocmirea bibliografiei:
Bibliografia reprezintă un criteriu la decizia de admitere/respingere a unei lucrări
listă bibliografică normală include 10-30 referinţe. Însă pot fi mult mai multe, dar şi mai
puţine
Contează foarte mult calitatea lucrărilor citate (lucrări ale unor autori cunoscuţi, lucrări
din reviste ISI de vârf etc.)
Discuţie despre bibliografie, referitoare la Factorul de impact !
Observaţii
- Întotdeauna, o lucrare la o Conferinţă sau un articol se editează în mai multe iteraţii,
pentru obţinerea de îmbunătăţiri succesive.
- Editarea se face de către o persoană sau se repartizează diferitele secţiuni ale lucrării câte
unei persoane.
- Toţi membrii colectivului de autori trebuie să citească lucrarea, în iteraţiile succesive, şi
să prezinte propuneri de ameliorare.
81
