Методология построения интеллектуальных информационно-управляющих систем теплотехнологическими аппаратами

• Автор: Артемова, Светлана Валерьевна
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 421 с. : 4 ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ И УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИ И ПРОБЛЕМЫ ИХ ПОСТРОЕНИЯ

1.1 Информационно-измерительные и управляющие системы энергоемкими объектами

1.2 Тепло-технологические аппараты как объекты оптимального управления

1.2.1 Основные особенности тепло-технологических аппаратов

1.2.2 Способы и средства измерения

1.2.3 Задачи оптимального управления

1.3 Дестабилизирующие факторы в каналах управления и измерения

1.3.1 Анализ и классификация дестабилизирующих факторов

1.3.2 Модели временных рядов для прогнозирования случайных величин
1.3.3 Оптимальная фильтрация случайных сигналов
1.4 Стратегии и методы решения задач, используемых в информационных системах с искусственным интеллектом
1.4.1 Интеллектуальные и интеллектуализированные информационные системы
1.4.2 Общая характеристика моделей представления знаний и решений неформализованных задач
1.5 Проблемы и подходы к решению задач синтеза в процессе разработки информационных систем
1.6 Цель и постановка задачи исследования

2 МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИ
2.1 Методы и алгоритмы построения системы
2.2 Этапы методологии построения системы
2.3 Технологии построения системы
2.4 Задачи управления, решаемые на множестве состояний функционирования тепло-технологических аппаратов
2.5 Задача робастного управления динамическими режимами
2.6 Информационная модель предметной области
2.7 Постановка задачи построения системы на этапе технического проектирования
2.8 Интегрированный граф метода алгоритмизации синтеза решения задач управления режимами тепло-технологических аппаратов, использующий фреймы знаний
Выводы по второй главе
3 МОДЕЛИ И ЗАДАЧИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ИНФОРМАЦИОН-НО-УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ ТЕПЛО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИ
3.1 Идентификация математических моделей процессов режима «Пуск» на множестве состояний функционирования
3.2 Идентификация модели процесса нагрева многокамерного объекта управления
3.3 Используемые модели динамики разгона электродвигателей
3.4 Задачи управления режимом «Процесс» на примере вальцеленточных сушильных установок
3.5 Идентификация модели оценки влажности пастообразного материала в процессе его сушки в вальцеленточной сушильной установке

3.6 Определение меры доверия к качеству материала на выходе вальцеленточной сушильной установки
3.7 Информационная модель интеллектуальной информационно-управляющей системы тепло-технологическими аппаратами
3.8 Задача структурного построения программного обеспечения интеллектуального датчика влажности движущегося пастообразного материала в вальцеленточной сушильной установке
Выводы по третьей главе
4 АНАЛИЗ И СИНТЕЗ УПРАВЛЯЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА МНОЖЕСТВЕ СОСТОЯНИЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
4.1 Полный анализ энерго- или ресурсосберегающего управления в режиме «Пуск» на множестве состояний функционирования
4.2 Расширенный анализ оптимального управления при наличии дестабилизирующих факторов в режиме «Пуск» на множестве состояний функционирования
4.3 Интеллектуальный синтез управляющих воздействий в режиме «Пуск» на множестве состояний функционирования
4.4 Анализ и интеллектуальный синтез управляющих воздействий в
режиме «Процесс» на множестве состояний функционирования
Выводы по четвертой главе
5 АЛГОРИТМЫ И МЕТОДЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ИНФОРМА-ЦИОИНО-УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ
5.1 Алгоритм синтеза оптимальной программы управления при использовании многозонных моделей в режиме «Пуск»
5.2 Алгоритмы и методы синтеза управляющих воздействий с учетом дестабилизирующих факторов в режиме «Пуск»
5.2.1 Алгоритм позиционного энергосберегающего управления

Векторы управления и возмущения могут содержать следующие виды составляющих - компоненты общего действия (на весь ТТА) и частные (локальные) компоненты. В качестве выходных переменных могут рассматриваться контролируемые величины в отдельных частях ТТА. Управляющее устройство вырабатывает воздействия, которые учитывают возможные изменения состояний функционирования, обусловленные наличием временного лага между управляющими воздействиями и выходными переменными. Основными показателями эффективности функционирования ТТА являются качество выпускаемого продукта, производительность процесса, низкие энерго-и ресурсозатраты.
Исходя из задач управления, проведенный анализ особенностей функционирования ТТА позволяет определить группу составляющих ТТА объектов, к которой требуется применить ресурсо- или энерго- сберегающее управление. В эту группу входят:
1) объекты с значительным (более 5% от общей продолжительности работы) временем пребывания в динамических режимах;
2) объекты, динамика которых описывается системой обыкновенных дифференциальных уравнений;
3) объекты, динамика которых описывается системой дифференциальных уравнений с разрывной правой частью вариативной структуры [261];
4) объекты, для которых реализуемы синтезированные управляющие воздействия.
Особое внимание в данной диссертационной работе уделялось двум классам ТТА печам и сушильным установкам. Сушка - достаточно распространенный энергоемкий процесс, использующийся в таких отраслях промышленности, как химическая, металлургическая, строительная, пищевая, машиностроение и другие. М.В.Лыков определял сушку влажных материалов как “процесс, или, точнее, совокупность процессов переноса тепла и массы, сопровождающихся структурно-механическими, а в ряде случаев, и химическими изменениями высушиваемого вещества” [155]. Сушка определяет качество