Автоматизированная система управления вулканизационными характеристиками резиновой смеси в производстве резинотехнических изделий

• Автор: Сочнев, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 173 с. : ил.

Глава I Аналитический обзор объекта исследования

1.1 Анализ проблемы

1.2 Технологический процесс производства резинотехнических изделий

1.3 Испытания готовых изделий

1.4 Обзор существующих систем управления технологическим процессом

1.5 Постановка задачи работы

Глава II. Разработка концепции снижения дисперсии

механических характеристик путем создания системы управления

2.1 Выявление факторов большой дисперсии разрывной

прочности муфты джуба

2.2. Постановка задачи снижения дефектности структуры

резины путем создания системы управления
2.3 Построение математической модели стадии вулканизации
2.3.1 Выбор метода оценки густоты поперечной сетки вулканизата
2.3.2 Постановка задачи идентификации математических
моделей
2.3.3 Обзор моделей кинетики
2.3.4 Построение математической модели кинетики процесса вулканизации
2.3.4.1 Построение модели кинетики первого порядка
2.3.4.2 Построение автокаталитической модели
2.4 Анализ возможных вариантов построения систем
управления
2.4.1 Структурная схема объекта управления
2.4.2 Система управления на стадии вулканизации
2.4.3 Система управления на стадии получения резиновой
смеси
2.5 Построение математической модели оценки
вулканизационных характеристик резиновой смеси
2.6 Исследование возмущающих воздействий на
вулканизационные характеристики резиновой смеси
Глава III Разработка системы управления вулканизационными характеристиками
3.1 Структурная схема объекта управления вулканизационными характеристиками резиновой смеси
3.2 Построение модели объекта управления по управляющим воздействиям
3.3 Анализ эффективности и достаточности управляющих воздействий в статике
3.4 Построение динамической модели объекта управления по управляющим воздействиям
3.5 Построение математических моделей формирующих
фильтров для генерации возмущающих воздействий
3.6 Построение математических моделей объекта управления в пространстве состояния
3.7 Синтез линейного квадратичного регулятора
вулканизационными характеристиками резиновой смеси
3.8 Анализ управляемости и наблюдаемости объекта
управления
3.8.1 Анализ управляемости системы
3.8.2 Анализ наблюдаемости системы
3.8.3 Синтез многомерного регулятора вулканизационными характеристиками резиновой смеси
Глава IV. Анализ эффективности системы управления методом
численного моделирования
4.1. Анализ эффективности синтезированной системы
управления
4.2 Анализ системы управления в системе 5птшНпк МАТЬАВ
4.3 Анализ повышения эффективности системы управления
путем доработки объекта управления
4.4 Анализ стабилизируемости и наблюдаемости системы управления
4.5 Реализация системы управления
Выводы
Список литературы
Приложения
Условные обозначения
Р - разрывное усилие, Н, кН;
Рдои - допустимое разрывное усилие, Н, кН;
К - жесткость изделия, Н/мм; а - напряжение, МПа;
апр - предельное значение напряжения, МПа; е -деформация, %;
Евэ - модуль высокоэластической упругости, МПа; и(иь и2, ...) - вектор управляющих параметров; х(хь х2, ...) - вектор режимных параметров; у(у0, Уь ■■■)- вектор управляемых параметров;
ОД, Р2, ...)- вектор возмущающих воздействий;
5'0СТ - остаточная сумма квадратов отклонений;
- полная сумма квадратов отклонений; г/2 - корреляционное отношение; м’ - скорость реакции, моль/сек;
N - число: молей вещества, экспериментальных точек;
С - концентрация вещества, моль/л; к - удельная скорость реакции; п - порядок реакции;
к0 — фактор частоты, предэкспоненциальный множитель; ЕаКт - энергия активации, кДж/моль; г - время активации, сек, мин;
К - газовая постоянная, Дж/(мольК); т - момент сдвига, дНм;
М - максимальное значение момента сдвига, дНм; к(Т) - константа кинетики, мин'1, дНмЛмин'1;
времени в единице объема [52 - 57].
1 (Ш
у>
(5)
где изменением количества какого-либо вещества в единице объема за
единицу времени, где N - число молей вещества, Г - время; V - объем системы.
Это выражение используется со знаком плюс, если скорость определяется по образующемуся в реакции веществу, в противном случае - со знаком минус. При протекании процесса при постоянном объеме V:
где С - концентрация вещества.
Скорость реакции при постоянном объеме, по какому-то компоненту представляет собой изменение концентрации данного компонента в единицу времени.
Основной закон кинетики. Математическую формулу, связывающую скорость с концентрациями, называют уравнением скорости реакции или кинетическим уравнением. В общем случае вид кинетического уравнения нельзя предсказать исходя из стехиометрического уравнения реакции [52].
Основной закон кинетики вытекает из большого числа экспериментальных данных и выражает зависимость скорости от концентрации - скорость реакции в каждый момент времени пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, возведенных в некоторые степени. По этим степеням классифицируют [52, 53] кинетические уравнения:
(6)
1. п = 0; = ка - нулевой порядок;

2. п — 1 = к} с - первый порядок;

<•> I 2 ~
3. /7=2; = к2с - второй порядок;
а?/