Анализ свойств и синтез наблюдающего устройства для восстановления состояния протяженного термодинамического объекта

• Автор: Блинников, Андрей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 113 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Обзор методов наблюдения состояния распределенного термодинамического объекта

1.1 Математические предпосылки

1.2 Упрощение.математического описания объекта

1.2.1 Понижение мерности модели

1.2.2 Конечномерная аппроксимация упрошенного

описания объекта по методу модального описания.

1.2.3 Конечномерная аппроксимация упрощенного

описания объекта разностными методами

1.2.4 Конечномерная аппроксимация упрощенного

описания объекта по методу конечных элементов
1.2.5 Синтез наблюдающего устройства для конечномерной аппроксимации объекта
1.3 Упрощение задачи оценивания температурного ноля
объекта
Постановка задачи
2 Синтез наблюдающего устройства для конечноразностной аппроксимации объекта.
2.1 Выбор метода конечноразностной аппроксимации объекта
2.2 Аппроксимация объекта двумерной конечноразностной моделью.
2.3 Исследование наблюдаемости объекта
2.4 Исследование наблюдаемости конечноразностной аппроксимации объекта.
2.5 Синтез наблюдающего устройства для конечноразиостной аппроксимации объекта.

Заключение
3 Решение задачи оценивания 1раничного условия первого рода
3.1 Выбор структуры наблюдающего устройства.
3.2 Уравнения энергетического баланса.
3.3 Синтез наблюдающего устройства
3.4 Анализ точности оценивания граничного условия.
3.4.1 Погрешность интерполяции значения температурного поля в межузловом пространстве расчетной сетки
3.4.2 Погрешность расчетной схемы
Заключение
4 Практический синтез наблюдающего устройства для заготовки, производимой на МНЛЗ .
4.1 Синтез наблюдающего устройства для конечноразностной аппроксимации модели заготовки, производимой на МНЛЗ
4.2 Синтез наблюдающего устройства, устраняющего неопределенность граничного условия 1го рода, для заготовки, производимой на МНЛЗ.
4.3 Апробация наблюдающего устройства, устраняющего
неопределенность граничного условия 1го рода, на МНЛЗ .
Заключение
Заключение.
Список литературы


Практический синтез наблюдающего устройства для заготовки, производимой на МНЛЗ . Синтез наблюдающего устройства, устраняющего неопределенность граничного условия 1-го рода, для заготовки, производимой на МНЛЗ. МНЛЗ . Заключение. Имея дело с протяженными термодинамическими объектами, часто бывает необходимо знать температурное поле объекта с довольно высокой точностью. Например, в металлургическом производстве это позволяет снизить процент брака и количество аварийных ситуаций [1]. В процессе производства некоторые воздействия на объект могут быть не известны или известны с недостаточной точностью. Все вышесказанное диктует необходимость в устройствах, позволяющих оценивать температурное поле протяженного термодинамического объекта в условиях неопределенности внешних воздействий. На данный момент, устройства, позволяющие оценивать температурное поле протяженного термодинамического объекта в условиях неопределенности внешних воздействий, отсутствуют на рынке, что делает тему диссертационной работы весьма актуальной. В работе рассматривается задача синтеза устройства, позволяющего оценивать температурное поле протяженного термодинамического объекта в условиях неопределенности внешних воздействий для объектов с граничными условиями первого, второго и третьего рода с диффузно-конвективным типом теплообмена. Характерной чертой рассматриваемого класса объектов является ярко выраженная анизотропия теплообмена, т. Величина, характеризующая граничное условие первого рода считается неизвестной или известной с недостаточной точностью, т. Примером объекта, из оговоренного выше класса, может быть непрерывно литая заготовка. МНЛЗ). Многие, из интересующих технологов параметров, восстанавливаются по трехмерному температурному полю. Непосредственное измерение трехмерного температурного поля не представляется возможным, однако оно может быть рассчитано по математической модели, принадлежащей к оговоренному выше классу [2-3]. Одним из важнейших параметров для расчета является температура на входе в гильзу кристаллизатора, точность определения которой не известна. Поскольку температура на входе в гильзу кристаллизатора ненамного превышает температуру Солидуса [4], даже незначительная ошибка ее оценки может привести к искаженному представлению о качестве продукта. Таким образом, видно, что решение задачи оценивания температурного поля протяженного термодинамического объекта в условиях неопределенности внешних воздействий имеет большое практическое значение, т. Перечисленные выше задачи составляют актуальную научную проблему, включающую в себя формализацию задачи системного анализа, а так же разработку и оценку эффективности методов обработки информации. Таким образом, видно, что тема диссертационной работы является актуальной, а полученные в ходе выполнения результаты имеют практическое значение и обладают научной новизной. В работе рассматривается задача синтеза устройства, позволяющего оценивать температурное поле протяженного термодинамического объекта в условиях неопределенности внешних воздействий для объектов с граничными условиями первого, второго и третьего рода с диффузно-конвективным типом теплообмена. Опишем более подробно рассматриваемый класс объектов. Под данное описание подходят двух и более мерные термодинамические объекты. В работе рассматриваются главным образом двухмерный и трехмерный объекты, изображенные на рисунках 1. Ь), как наиболее интересные с практической точки зрения. Рисунок 1. Поскольку трехмерный объект представляет собой более общий случай, дальнейшее решение задачи восстановления температурного поля <3 будет производиться именно для него, поскольку положения для двухмерного случая могут быть получены путем несложных упрощений. Итак, математическое описание объекта, приведенного на рисунке 1. I) (0 - соответствует 0 координаты, 1 - максимальному значению координаты (высота или ширина заготовки)). Тж(0> °С • температура в координате х=0 (соответствует граничному условию 1-го рода), считается неизвестной или известной с недостаточной точностью, т.