Научно-технические основы создания и моделирования автоматизированных систем управления непрерывными смесеприготовительными процессами

Научно-технические основы создания и моделирования автоматизированных систем управления непрерывными смесеприготовительными процессами

Автор: Федосенков, Борис Андреевич

Шифр специальности: 05.13.06

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2005

Место защиты: Москва

Количество страниц: 364 с. ил.

Артикул: 2901408

Автор: Федосенков, Борис Андреевич

Стоимость: 250 руб.

Научно-технические основы создания и моделирования автоматизированных систем управления непрерывными смесеприготовительными процессами  Научно-технические основы создания и моделирования автоматизированных систем управления непрерывными смесеприготовительными процессами 

ВВЕДЕНИЕ И ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СМЕСЕПРИГОТОВИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ И МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ АГРЕГАТОВ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ.
1.1 Проблемы управления динамикой и математического моделирования процессов дозирования и непрерывного смесеприготовления
1.1.1 Основы представлений о способах оценки качества смесей
1.1.2 Методы математического описания динамики процессов
непрерывного смесеприготовления
1.1.3 Проблемы математического моделирования
смесеприготовительных процессов
1.2 Проблема пестационарности в описании процессов непрерывного смесеприготовления
1.2.1 Причины возникновения нестационарности сигнала
смесеприготовления.
1.2.2 Влияние флуктуаций питающих потоков на процесс непрерывного смесеобразования.
1.2.3 Методы спектрального представления нестационарных сигналов
1.3 Выводы и обоснование актуальности математического
моделирования методами системного анализа и автоматизированного управления динамикой агрегатов непрерывного действия
ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ СМЕСИТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА С ПОМОЩЬЮ СТРУКТУРНОТОПОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ И МЕТОДА ПРОСТРАНСТВА СОСТОЯНИЙ
2.1 Характеристика общей структурнофункциональной схемы
смесеприготовительного комплекса, ее описание, исследование и аначиз
2.1.1 Топологический способ анализа смесительной системы на
основе сигнальных графов
2.1.2 Разработка и формирование расчетной блочной структурной
схемы агрегата
2.1.3 Модели дозирующих воздействий в смесительном агрегате и их
параметризация
2.2 Формирование моделей дозирующих потоков
2.2.1 Модели дозирующих устройств по формируемым ими
матери ал опотокам в дозаторах непрерывного действия
2.2.1.1 Описание дозирующего сигнала спирального дозатора
2.2.1.2 Дозирующий сигнал шнекового дозатора.
2.2.2 Разработка модели сигнала мгновенной производительности порционных дозаторов.
2.3 Описание технологического процесса смесеприготовления в
терминах пространства состояний смесительного агрегата
2.3.1 Основы построения моделей фрагментов СМПА в пространстве
состояний.
2.3.2 Векторноматричные модели дозирующих устройств.
2.3.2.1 Спиральный дозатор.
2.2 Шнековый дозатор.
2.3.2.3 Порционный дозатор.
2.4 Концепция синтезирования модели смесительного агрегата в
терминах пространства состояний.
2.4.1 Синтез системы путем размещения полюсов
2.4.2 Оценка состояния.
2.4.3 Синтез наблюдателя.
2.4.4 Наблюдатели пониженного порядка
2.5 Выводы
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ
3.1 Описание лабораторноисследовательского стенда
3.2 Дозировочное оборудование.
3.3 Центробежный смеситель непрерывного действия
3.4 Физикомеханические свойства исследованных материалов.
3.5 Частотноиндуктивный преобразователь для измерения
концентрации ключевого компонента в смеси сыпучих материалов
3.6 Аппаратнопрограммный управляющий мониторинговый комплекс
для регистрации, обработки материалопотоковых сигналов и управления смесеприготовительным агрегатом.
3.6.1 Блоксхема управляющего мониторингового комплекса.
3.6.2 Первичные измерительные преобразователи для регистрации
материалопотоковых сигналов
3.6.2.1 Тензометрические преобразователи.
3.6.2.2 Пьезоэлектрические преобразователи.
3.6.3 Система минимизации уровня пульсаций материалопотока на
предсмесительной стадии
3.6.4 Система управления исполнительными механизмами
дозирующих устройств.
3.6.5 Методика определения качества смесей
3.7 Выводы.
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
СМЕСИТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА И МАШИННЫЙ АНАЛИЗ ПРОТЕКАЮЩИХ В НЕМ ПРОЦЕССОВ.
4.1 Исследование работы дозирующих устройств
4.2 Расчет агрегата в технологическом пространстве состояний
при непрерывном дозировании.
4.3 Моделирование сглаживания флуктуаций материальных потоков
4.4 Функционирование каналов преобразования материалопотоков в
смесительном устройстве.
4.5 Исследование возможностей асинфазносинхронного режима
дозирования.
4.6 Фильтрующие свойства смесителей и оценка качества
смешивания
4.6.1 Влияние параметров смесеприготовительного агрегата на
сглаживающую способность смесительного устройства
4.6.2 Определение рациональных параметров
смесеприготовительного агрегата
4.6.3 Оценка степени интенсификации смесеприготовления
4.7 Выводы
ГЛАВА 5. НЕСТАЦИОНАРНЫЕ СМЕСЕПРИГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ВОЗМОЖНОСТЬ ИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ СРЕДСТВАМИ СПЕКТРАЛЬНЫХ И ВЕЙВЛЕТПРЕОБРАЗОВАНИЙ.
5.1 Причины возникновения нестационарности
5.2 Методы спектрального представления нестационарных сигналов
материалопотоков
5.3 Возможности анализа многокомпонентных сигналов средствами
преобразований Фурье
5.4 Математические основы теории вейвлетанализа
5.4.1 Гильбертово пространство .
5.4.2 Характеристики функций в гильбертовом пространстве
5.5 Непрерывное вейвлетпреобразование
5.5.1 Масштабирование вейвлетфункций.
5.5.2 Вычисление непрерывного вейвлетпреобразования
5.5.3 Времячастотное разрешение
5.5.4 Вейвлетвосстановление
5.5.5 Дискретизация непрерывного вейвлетпреобразования.
5.6 Выводы
ГЛАВА 6. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ВЕЙВЛЕТПОИСКА
СООТВЕТСТВИЯ И ДВУМЕРНЫХ КВАДРАТИЧНЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ДЛЯ АНАЛИЗА НЕСТАЦИОНАРНЫХ СМЕСЕПРИГОТОВИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ.
6.1 Метод вейвлетпоиска соответствия.
6.2 Класс квадратичных времячастотных распределений для отображения динамических спектров материалопотоков
6.3 Вейвлетпоиск соответствия в конечных пространствах.
6.4 Поиск соответствия при использовании времячастотных словарей .
6.5 Дискретный поиск соответствия в словаре Габора
6.6 Численный алгоритм вейвлетпоиска соответствия с избыточным вещественным словарем Габора
6.7 Выводы
ГЛАВА 7. МОНИТОРИНГ И УПРАВЛЕНИЕ ДИНАМИКОЙ
СМЕСЕПРИГОТОВИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В ВЕЙВЛЕТСРЕДЕ
7.1 Спектральная идентификация сигналов и коррекция режимов
работы смесеприготовительного агрегата
7.1.1 Времячастотное распределение Вигнера
7.1.2 Технология и методика реализации алгоритма адаптивной
вейвлетаппроксимации сигналов смесеприготовительной системы дискретным словарем Габора
7.2 Мониторинг и управление режимами работы
смесеприготовительного агрегата на базе вейвлетпреобразований
7.2.1 Идентификация режимов дозирующего оборудования посредством времячастотных распределений
7.2.2 Фильтрация времячастотного распределения смесительным устройством
7.2.3 Процедуры обработки материалопотоковых сигналов и процесса управления смесительным агрегатом.
7.2.4 Формирование управляющих воздействий в формате двумерных модифицированных сигналов
7.3 Выводы
ГЛАВА 8. ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ
МОНИТОРИНГОВОГО УПРАВЛЕНИЯ.
8.1 Аппаратурное оформление процесса смешивания при
витаминизации пищевых продуктов.
8.2 Разработка аппаратурного оформления процесса смешивания в
производстве сухого мороженого
8.3 Подготовка пряносолевых смесей при приготовлении рыбных
пресервов.
8.4 Практическое использование смесеприготовительного агрегата с управляемыми режимами рециркуляции и дозирования при получении смесей сыпучих компонентов в производстве печенья.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В работе количество отбираемых проб изменялось от до 0, а в работе отбиралось проб. Время экспозиции также выбирается произвольно от 0,6 секунд до 3 секунд в работе отбор порций потока производился через минут с экспозицией секунд. Альтернативно же, при определении времени экспозиции исходят из условий смешивания компонентов в смесителе, считая, что время экспозиции должно быть равно времени смешивания материалов в смесителе. В работе показывается, что при изменении времени экспозиции один и тот же поток имеет различные статистические показатели, что объясняется наличием высокочастотных составляющих колебаний потока и увеличением методических ошибок с уменьшением времени экспозиции. Авторами выявлено, что изменение степени неравномерности потоков с изменением времени экспозиции имеет гиперболическую форму, как и изменение относительной погрешности измерения времени экспозиции и взвешивания. В связи с этим описывается методика проведения эксперимента и конструкция пробоотборочного устройства транспортерного типа. Относительная ошибка отбора навесок при этом не зависит от времени экспозиции и определяется только точностью изготовления и геометрическими размерами приемного конвейера. В работе установлено, что выборка результатов отбора навесок носит случайный характер и подчиняется нормальному закону распределения. Таким образом из проведенного обзора исследований, посвященных изучению влияния флуктуаций питающих потоков на статистические параметры смеси на выходе СНД, следует, что входные питающие потоки можно рассматривать как стационарный случайный процесс флуктуации питающих потоков могут иметь как периодический, так и случайный характер. Однако на практике периодические сигналы искажаются помехами. При исследовании питающих потоков необходимо знание динамических характеристик в параметризованной форме как для дозаторов непрерывнопериодического, так и дискретнопорционного типов. Преобразование Фурье ПФ определяет спектральную функцию исследуемого временного оригинала исследуемого сигнала. Хо Фурьеизображение сигнала. Фурье для оригинала х0, а выражение 1. Фурье для изображения Хо сигнала х0. В выражении 1. Экспоненциальный член в выражении 1. Сол 5т2ф. Данное выражение имеет вещественную часть, равную косинусу с частотой и мнимую, равную синусу с частотой Таким образом, фактически производится перемножение исходного сигнала со сложным выражением, имеющим синусы и косинусы с частотой а затем интегрирование этого произведения. Другими словами, суммируются все результаты этого произведения. Если результат этого интегрирования имеет большую величину, то это значит, что сигнал х0 имеет доминирующую спектральную компоненту с частотой , то есть большая часть этого сигнала составлена из частоты . Это интегрирование работает следующим образом. Сигнал перемножается с синусоидальным членом с частотой Если сигнал имеет высокоамплитудную компоненту с частотой то эта компонента и синусоидальный член совпадут, и их произведение даст относительно большую величину. Если сигнал не имеет частотную компоненту произведение даст ноль. Если произведение даст относительно малое значение, это показывает, что частотная компонентав сигнале х имеет малую амплитуду, другими словами, она не является существенной компонентой х. Интегрирование в преобразовании 1. Однако левая сторона выражения 1. Поэтому интеграл в 1. Полученная информация соответствует всем интервалам времени, так как интегрирование производится от минус бесконечности до плюс бесконечности по всей временной оси. Из этого следует, что независимо от того, где во времени появляется компонента с частотой она также в равной степени будет влиять на результат интегрирования. Другими словами, появляется ли частотная компонента во времени 1 или 2, она будет иметь то же самое воздействие на интегрирование. Вот почему преобразование Фурье не пригодно, если сигнал имеет изменяющуюся во времени частоту, то есть сигнал является нестационарным по частоте. Таким образом, преобразование Фурье только дает информацию о том, существует ли некоторая частотная компонента или нет.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.513, запросов: 244