Исследование и разработка распределенных систем управления температурными полями

• Автор: Саркисов, Артур Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Кисловодск
• Количество страниц: 128 с.

1. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ.

1.1. Обзор методов анализа и синтеза систем управлении с распределенными параметрами.
1.1.1. Конечномерная аппроксимация систем с распределенными параметрами и решение задачи синтеза регуляторов методами и

способами синтеза сосредоточенных систем

1. 1.2. Параметрический синтез регуляторов

1.1.3. Синтез систем управления с подвижным воздействием

1.1.4. Аналитическое конструирование оптимальных регуляторов.

1.1.5. Частотный метод синтеза.

1.2. Распределенные регуля торы прямого действия для управления потоком тенлонесущих сред в системах управления температурными нолями.

1.2.1. Несколько конструкций регуляторов прямого действия

1.2.2. Принцип дейст вия биметаллических пластин

1.2.2.1. Принцип действия распределенных биметаллических пластин.
1.2.2.2. Принципиальная схема систем регулирования стабилизации тепловых процессов и их основные элементы блоки2.
1.3. Предполагаемые достоинства распределенных регуляторов построенных на базе биметаллических пластин и сферы их применения
1.4. Выбор методов моделирования п расчета проектировании распределенных регуляторов систем управления. Сравнительная характеристика
1.5. Основные результаты и выводы но главе
2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ РЕГУЛЯТОРОВ И ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ ОПИСАНИЕ ВО ВРЕМЕННОЙ ОБЛАСТИ
2.1. Дифференциальные уравнения биметаллических пластин как распределенных регуляторов потока энергонесущих сред.
2.1.1. Основные допущения. Дифференциальные уравнения тепловых процессов.
2.1.2. Модель механических перемещений.
2.2. Дифференциальные уравнения энергоотдающнх отбирающих блоков как объектов управления температурным полем.
2.3. Математическая модель энергоблоков преобразователей энергии, реакторов и т.н.
2.4. Основные результаты и выводы но главе
3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫМ НОЛЕМ В ЧАСТОТНОЙ ОБЛАСТИ
3.1. Описание распределенного регулятора в частотной области
3.2. Упрощенные математические модели распределенных регуляторов.
3.2.1. Тепловые процессы
3.2.2. Механические перемещения.
3.2.3. Частотные характеристики для случая, когда входным воздействием является температурное поле.
3.3. Результаты расчета частотных характеристик распределенного регулятора прямого действия.
3.4. Основные результаты и выводы по главе
4. АНАЛИЗ, СИНТЕЗ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫМ ПОЛЕМ
4.1. Структурные схемы распределенных объектов и систем управления. Статическая точность. Пример анализа.
4.2. Экспериментальные исследования систем управления
4.2.1. Алгоритм и пример исследования динамических характеристик энергоотдающего блока.
4.2.2. Экспериментальные исследования темофизических характеристик энергоносителя
4.3. Параметрический синтез системы управления. Пример синтеза
4.3.1. Постановка задачи.
4.3.2. Синтез регулятора расчет конструктивных параметров распределенного регулятора
4.4. Анализ работы системы управления.
4.5. Основные результаты и выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ


Для практического применения в разделе получены упрощенные модели тепловых процессов, протекающие в распределенном регуляторе прямого действия, протекающие в распределенном регуляторе прямого действия, что позволило получить передаточные функции исследуемою регулятора по пространственным модам и записать их с использованием обобщенной координаты. Исследованы динамические характеристики распределенных регуляторов прямого действия, имеющих разные геометрические параметры и по результатам исследований построены графики. В четвертой главе показаны структурные схемы рассматриваемых распределенных объектов и систем управления. Разработана процедура синтеза системы управления температурным нолем энергоустановки. В результате синтеза определяются конструктивные параметры регулятора прямого действия и энергоблока. Проведенные испытания показывают, что синтезированная система удовлетворяет предъявляемым требованиям управления тепловым процессом. Общее заключение по диссертации содержит перечень основных результатов и следующих из них выводов. Научная новизна. Впервые предложено использование биметаллических пластин в качестве распределенных регуляторов прямого действия для управления потоком теплонесущих сред. Математическая модель распределенных регуляторов предложено рассматривать в виде 2 блоков а тепловые процессы б механические перемещения. Получены передаточные функции комплексные передаточные коэффициенты блока, отражающего тепловые процессы в биметаллической пластинке, разработан численный алгоритм определения механических перемещений конца биметаллической пластинки. Описание и анализ в частотной области в виде комплексных передаточных коэффициентов биметаллических пластин по пространственным модам позволяет упрощать математические модели распределенных регуляторов, записывать передаточные функции в обобщенных координатах, строить и анализировать частотные характеристики элементов и систем управления. Методика параметрического синтеза распределенных регуляторов на базе биметаллических пластин, для управления скоростью течения теплонесуцей среды. Практическая ценность работы. В работе показана принципиальная схема использования регуляторов прямого действия при построении систем управления температурными полями, а также показана методика исследования динамических и теплофизических параметров объектов системы управления и приведена процедура синтеза регуляторов прямого действия построенных на базе биметаллических пластин. Реализация результатов работы. НИР Кисловодском института Академии оборонных отраслей промышленности Российской Федерации Разработка методов синтеза распределенных систем. Ряд задач диссертации сформировался в ходе выполнения хозяйственно договорной деятельности НИР с ОКБ Алим миноборонпрома РФ. На базе ОКБ Алим создана опытная установка, на которой осуществляются экспериментальные исследования с целью отработки технологии для серийного выпуска. Результаты внедрения подтверждаются соответствующими актами. Разработаю гая методика синтеза используется в учебном процессе инженерного факультета Кисловодского института Академии оборонных отраслей промышленности РФ, а также при выполнении дипломного проектирования. Публикации н апробация работы. Диссертация обсуждена на расширенном заседании кафедр Автоматики и процессов управления, Естественнонаучных дисциплин, Математического моделирования Кисловодского института Академии оборонных отраслей промышленности Российской Федерации. Исследования докладывались автором на различных всероссийских и региональных конференциях, симпозиумах и семинарах. Среди них I и II межреспубликанская конференция Управление в социальных, экономических и технических системах , , Кисловодск. По теме диссертации опубликовано 5 научных работ статьи. Результаты, изложенные в работе, получены автором лично. Обзор методов анализа и синтеза систем управлении с распределенными параметрами. Ньютона законы квантовой механики уравнения Шредингера и т. В грудах В. Г.Дейтча, Т. П. Евсеенко, Ш. Е. Микеладзе, Г. Б. Шенфельда рассмотрен вопрос о том, что конечномерная аппроксимация распределенных систем может базироваться на использовании конечноразностных представлений частных производных на основе метода сеток и прямых, а также с использованием рядов Тейлора , , , , , 8, 9. Так.