Моделирование и управление технологическими процессами гидротермической обработки древесины в условиях неоднородностей параметров объектов и внешних воздействий

• Автор: Извеков, Алексей Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.21.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 209 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. НЕКОТОРЫЕ ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ В ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕМ ПРОИЗВОДСТВЕ
1.1. Особенности технологических процессов деревообработки
1.2. Особенности оптимизации технологических процессов гидротермообработки древесины
1.3. Цель и задачи исследования
2. АНАЛИЗ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ ХАРАКТЕРИСТИК И ИХ РОЛЬ
В УПРАВЛЕНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ
2.1. Понятие и классификация неоднородностей
2.2. Статистическая оценка степени неоднородности характеристик технологических процессов гидротермообработки древесины
2.3. Основные подходы к идентификации и управлению технологическими процессами с неоднородными характеристиками
Выводы второй главы
3. МЕТОДЫ, АЛГОРИТМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ГИДРОТЕРМООБРАБОТКИ
ДРЕВЕСИНЫ В УСЛОВИЯХ НЕОДНОРОДНОСТИ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
И ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕКТОВ
3.1. Методы идентификации технологических процессов гидротермообработки древесины
3.2. Особенности математического моделирования процесса горячего прессования ДСтП
3.3. Идентификация технологических процессов гидротермообработки древесины в условиях неоднородностей качественных неуправляемых входных переменных
3.4. Методы оптимального управления технологическими процессами с неоднородными характеристиками
Выводы третьей главы
4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ИДЕНТИФИКАЦИИ
И УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ
ГИДРОТЕРМООБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ С НЕОДНОРОДНЫМИ
ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

4.1. Математическое описание реологических показателей древесины и простейшая оптимизационная модель процесса пушки
4.2. Математическое описание и оптимизация процесса сушки древесины
4.3. Компенсация неоднородных инерционностей объектов гидротермообработки древесины охватом их
обратными связями
4.4. Особенности оптимизации процесса сушки измельченной древесины
4.5. Оптимизация процесса пропитки, покрытия поверхностей заготовок лаком
4.6. Синтез систем комбинированного регулирования параметров процессов гидротермообработки древесины при неоднородных характеристиках греющего пара
4.7. Синтез систем многокритериального, инвариантного управления инерционными процессами гидротермообработки древесины с неоднородными параметрами
Выводы четвертой главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Лесопромышленный комплекс в новых социально-экономических условиях требует дальнейшего улучшения структуры производства, повышения производительности и эффективности использования сырья, внедрения ресурсосберегающих технологий от вывозки древесины до ее глубокой переработки, снижения энергоемкости, улучшения качества продукции.
Решение этих задач возможно за счет эффективной автоматизации переработки древесины при оптимизации технологических режимов с использованием современных методов управления, регулирования, контроля и учета на базе компьютерных технологий. При этом автоматизация компьютерного управления направлена на интенсификацию и повышение экономической эффективности соответствующих производств. Основными задачами создания эффективных систем автоматизации является получение математических моделей технологических процессов, алгоритмов и методов оптимального проектирования и управления переработкой сырья.
Поиск путей эффективного решения этих задач и выбор рационального решения возможны лишь на основе научно обоснованных расчетов поведения систем управления и оборудования, участвующего в реализации оптимизируемых технологических процесов.
С концепцией повышения эффективности технологий и качества продукции деревообработки тесно связано развитие и использование методов оптимизации систем управления. Проблема оптимизации возникает при планировании и управлении технологическими процессами, при управлении экономическими системами, при идентификации объектов и систем, в задачах планирования эксперимента. Имеется достаточно большое количество объектов управ-

ков неоднородности, которые в конечном счете определяют методы идентификации и подходы к управлению технологическими процессами гидротермообработки древесины.
Процесс сушки древесины, который проводится в сушильных камерах, является важнейшим этапом, предшествующим дальнейшей механической обработке древесины. Он характеризуется значительной длительностью, распределенностью, достаточно большим числом входных переменных и большими затратами энергии. В настоящее время разработано достаточно много режимов сушки пиломатериалов. Любой режим предусматривает на том или ином уровне стабилизацию входных переменных, которые влияют на целостность материала, наличие внутренних напряжений в нем в процессе и после сушки и другие показатели его качества.
Процесс сушки многоэтапный, каждый из этапов влияет на определенный показатель качества древесины. Причем режим сушки древесины является различным для разных пород древесины, определяется исходным состоянием и зависит от назначения пиломатериалов, то есть целевая функция меняется в производстве сушки древесины (рис. 2.3, 2.4) [27,28].
Режимы сушки определяются в~ зависимости от породы древесины и толщины высушиваемых заготовок (производственная неоднородность) (табл. 2.1) и характеризуется параметрами сушильного агента: температурой, психометрической разностью и сте-
пенью насыщенности [44]. В зависимости от температурного уровня сушильного агента различают режимы низкотемпературного и высокотемпературного процессов.
Качество процесса сушки определяется не только наличием видимых дефектов у высушенных заготовок, но и величинами допустимых отклонений влажности древесины от заданных значений