Разработка алгоритмических, программных и технических средств для оптимального управления классом объектов с распределенными параметрами и подвижным воздействием

• Автор: Митрофанов, Владимир Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 211 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение .
1. Постановка задач оптимального управления объектом с распределенными параметрами и подвижным воздействием .
1.1. Основные задачи и методы исследования в системах с расцределенными параметрами и подвижным воздействием
1.2. Зависимость выходных свойств объекта от его состояния на примере процесса нагрева подвижным источником энергии .
1.3. Постановка задач оптимального управления подвижным воздействием в зависимости от цели управления .

1.4. Результаты и выводы

2. Разработка имитационной модели объекта с расцределенными

параметрами и подвижным воздействием

2.1. Общая характеристика методов моделирования в системах с распределенными параметрами

2.2. Обоснование выбора математической модели объекта .

2.3. Решение краевой задачи конечноразностным методом.
2.4. Использование неравномерной разностной сетки для повышения точности цифровой модели
2.5. Выбор вида аппроксимаций нелинейных параметров математической модели
2.6. Повышение точности моделирования на основе параметрической идентификации цифровой модели.
2.7. Применение имитационной модели при исследовании возможностей управления параметрами подвижного воздействия на примере процесса нагрева металла электрон
. ним лучом.
2.8. Результаты и выводы.
3. Решение задач оптимального управления классом объектов с распределенными параметрами и подвижным воздействием на базе численных методов
3.1. Параметрическая оптимизация распределенного воздействия .
3.2. Разработка и исследование метода реализации оптимального распределенного воздействия путем перемещения локального источника
3.3. Реализация поискового алгоритма для определения оптимальных параметров закона движения источника
3.4. Расчет и анализ оптимальных законов управления источником нагрева в процессах электроннолучевого переплава слитков на основе тугоплавких металлов
3.5. Результаты и выводы
4. Синтез подвижного управления и реализация оптимальных режимов при управлении процессами с подвижными источниками нагрева .
4.1. Основные требования при реализации подвижного оптимального управления .
4.2. Способ синтеза подвижных управляющих воздействий на основе заданного закона движения источника . . . .
4.3. Синтез подвижного управления на базе ЭВМ . . . .
4.4. Разработка специализированных аналоговых систем управления подвижным источником воздействия и их внедрение в процессы электроннолучевой технологии .
4.5. Результаты и выводы
Заключение .
Список литературы


Основная цель изложенных в этом разделе исследований и их результатов на отдельном примере объекта, принадлежащего к рассматриваемому классу ОРП и ПВ, показать влияние закона управления подвижным источником на выходные свойства объекта. В каждом конкретном случае такой анализ предшествует постановке задач управления. Под выходными свойствами объекта будем понимать свойства, полученные после этапа технологической обработки. Очень часто информация о результирующих свойствах объекта может быть получена только спустя некоторый отрезок времени после его обработки, когда уже невозможно исправить допущенные просчеты в управлении режимом. К тому же проследить непосредственно связь управляющее воздействие свойства объекта в большинстве практических ситуаций бывает затруднительно. В то же время задача существенно упрощается, если анализировать последовательную цепочку управляющее воздействие состояние объекта выходные свойства. В большинстве случаев зависимость выходных свойств объекта от его состояния может быть установлена, допустим, из анализа экспериментально полученного материала. Следуя по этому пути, исследователь получает возможность управлять в частном случае стабилизировать выходными свойствами путем реализации САР технологического режима. Задача оптимального управления при этом может быть сформулирована как достижение желаемого состояния при заданной оценке качества перевода системы из начального состояния в заданное. Следуя изложенной методике, проведем анализ влияния состояния объекта на его свойства на конкретном цримере. Будем рассматривать процессы электроннолучевой технологии, а именно, процесс электроннолучевого переплава. Электроннолучевая плавка ЭЛЛ металлов получила в последнее время широкое промышленное применение благодаря растущей потребности народного хозяйства в высококачественных, обладающих специальными свойствами металлах и сплавах. Не касаясь вопросов технологии и конструкции плавильных установок, которые полно изложены, в частности, в работах ,,, остановимся на проведенных в ряде работ исследованиях свойств металлов и сплавов, полученных этим способом. В работе приводятся результаты исследований химической и структурной неоднородности слитков из сплавов редких металлов, полученных методом ЭЛЛ, в зависимости от технологических факторов плавки. На основе проведенных исследований были сделаны некоторые выводы о влиянии режимов плавки на свойства деформируемых полуфабрикатов, изготавливаемых из выплавляемых слитков. Явление химической и структурной неоднородности в деформируемых полуфабрикатах из слитков ЭЛЛ в значительной мере определяет разброс свойств изделий, изготавливаемых из них, а также приводит в процессе обработки к появлению брака в виде трещин, слоистой структуры, пористости и т. Более того, в процессе обработки давлением дефекты слитков, как правило, усиливаются. Следовательно, основная задача состоит в уменьшении различного рода неоднородности слитков в процессе переплава и повышении стабильности воспроизведения тех или иных свойств изделий. В свою очередь, степень неоднородности сплавов зависит от температурных условий цротекания процесса плавки и кристаллизации слитков. Экспериментальные данные, приведенные в работе , свидетельствуют об определенной зависимости выходных свойств от распределения температуры в объеме слитка, т. Для сравнения были реализованы две схемы ведения процесса плавки цилиндрических слитков плавка по схеме А расфокусированным неподвижным электронным лучом, ориентированным соосно с продольной осью слитка, и плавка по схеме Б сфокусированным до определенных размеров лучом, вращающимся по круговой траектории на некотором расстоянии от центра слитка рис. I.I. При этом достигался различный закон распределения мощности луча по поверхности расплава. В процессе плавки фиксировались температурные распределения на поверхности жидкой ванны, а также глубина и форма лунки расплавленного металла. Исследования топографии тепловых полей распределений температуры на поверхности выявили, как и следовало ожидать, существенно различный вид распределений, соответствующих двум способам ведения плавки. Рис.