Моделирование и оптимизация класса многофакторных процессов в условиях временного дрейфа (на примере процесса линтерования)

• Автор: Турдыбеков, Камалбек Хамитович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ташкент
• Количество страниц: 145 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ВОПРОСЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕПРЕРЫВНЫХ

МНОГОФАКТОРНЫХ ПРОЦЕССОВ.

1.1. Основные параметры и особенности процесса линтерования.

1.2. Математическое моделирование непрерывных многофакторных процессов

1.5. Постановка задачи и цель исследований

Выводы.

ГЛАВА П. ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА В УСЛОВИЯХ

ВРЕМЕННОГО ДРЕЙФА

2.1. Математический аппарат планирования эксперимента и критерии эффективности планов.
2.2. Планирование эксперимента в усаоэдях неоднородностей
типа временного дрейфа. . .

2.3. Применение полного факторного эксперимента в условиях непрерывного дрейфа.
2.4. Обработка полученных экспериментальных данных .
Выводы.
ГЛАВА Ш. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
ПРОЦЕССА ЛИНТЕРОВАНИЯ
3.1. Выбор основных управляемых переменных процесса и организация спланированного эксперимента
3.2. Методика проведения и результаты эксперимента. . .
3.3. Построение и исследование математической модели массы семенного валика.
3.4. Построение математической модели процесса с учетом
неуправляемого временного дрейфа
3,5. Дисперсионный анализ математических моделей с дрйфом
характеристик.
ГЛАВА . ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ЛИНТЕРОВАНИЯ
4.1. Постановка задачи и вопросы оптимизации процесса линтерования.
4.2. Применение метода крутого восхождения к оптимизации параметров процесса.
4.3. Планирование опытов крутого восхождения.
4.4. Оптимизация массы семенного валика
4.5. Разработка общего критерия оптимальности .
4.6. Выбор метода оптимизации. Оптимизация процесса линтерования.
ГЛАВА У. СИСТЕМА ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЛИНТЕРОВАНИЯ.
5.1. Требования к структуре и функционированию оптимальной системы управления
5.2. Разработка специализированного преобразователя первичной информации.
5.3. Синтез системы оптимального управления процессом линтерованияIII
5.4. Комплекс технических средств для системы оптимального управления процессом линтерования.
5.5. Результаты промышленных испытаний и техникоэкономический эффект от внедрения системы оптимального управления
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Поэтому для получения математической модели по всем параметрам оптимизации был организован спланированный эксперимент согласно планам ортогонального планирования и применения полного факторного эксперимента в условиях непрерывного дрейфа характеристик объекта во времени. Был определен порядок дрейфа, а также исключение его влияния (элиминирование дрейфа) путем планирования эксперимента "ортогонально к дрейфу и построение математической модели с учетом неуправляемого временного дрейфа. В работе приводится статистический анализ полученных математических моделей, а также проверка на адекватность моделей реальному процессу. Произведен дисперсионный анализ математических моделей с временным дрейфом характеристик. В четвертой главе рассматриваются вопросы оптимизации, определяющие эффективность работы объекта управления. Для решения оптимизационной задачи использованы методы нелинейного программирования, в частности, градиентные методы. Методом "крутого восхождения" произведена оптимизация и планирование опытов для функций отклика с дрейфом характеристик, а также массы семенного валика. На основе анализа требований, предъявляемых к процессу линте-рования, произведен выбор критерия оптимальности. Выбранный критерий представляет собой компромиссную задачу. Компромиссная задача заключается в минимизации засоренности хлопкового линта, поврежденное ти и опушенности хлопковых семян с соблюдением позиционных ограничений, накладываемых на технологические переменные процесса. Дается решение оптимизационной задачи методом сканирования. Пятая глава диссертационной работы посвящена разработке системы оптимального управления процессом линтерования хлопковых семян. Структура системы оптимального управления строится на принципах минимизации числа ступеней и с учетом простых связей месду подсистемами и элементами общей схемы. Произведен синтез оптимального управления технологическим процессом линтерования хлопковых семян, с передачей всех функций управления на ЭВМ. Выбор комплекса технических средств для системы оптимального управления решен с учетом всего комплекса средств сбора, накопления, передачи, обработки и отображения информации. В данной главе нашло отражение разработка специализированного преобразователя первичной информации для определения плотности семенного валика в процессе линтерования хлопковых семян. В этой же главе даны результаты промышленных испытаний и технико-экономический эффект от внедрения системы оптимального управления процессом линтерования. В приложении даны расчеты экономической эффективности от внедрения системы оптимального управления процессом линтерования и акт принятия к внедрению результатов работы. Диссертационная работа выполнена в Узбекском ордена Трудового Красного Знамени Научно-Производственном объединении "Кибернетика" Академии Наук УзССР. Вопросы управления процессом линтерования хлопковых семян предъявляет знание тех закономерностей, которые объективно описывают ход процесса и позволяют предсказать его результаты. Полученные математические модели в большинстве случаев дают более обоснованные выводы о механизме процесса и физических причинах явдения /9,,,,/. Сложность процесса линтерования, недостаточный уровень развития теории, наличие большого числа неконтролируемых факторов, влияющих на ход процесса, трудность объективной оценки взаимосвязей между ними, вследствие обилия возмущающих факторов, а также вероятностный характер самого процесса обуславливают стохастические концепции при его математическом моделировании. Последнее требует предварительной формализации, которая заключается в выявлении, классификации параметров процесса и установлении системы параметров, определяющих процесс. При отсутствии существенных факторов точность модели снижается. Учет несущественных факторов также приводит к снижению точности модели из-за шума, вносимого при измерении этих факторов. Кроме того, учет этих факторов увеличивает размерность модели. Поэтолту выбор информативных факторов процесса является одним из основных этапов получения математической модели процесса /,,/.