Исследование и разработка моделей термодинамических процессов для синтеза инвариантных систем управления

• Автор: Николаев, Андрей Борисович
• Шифр специальности: 05.13.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 186 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава I. Задачи синтеза систем управления термодинамическими процессами

1.1. Особенности термодинамического процесса

как объекта управления

1Л. Общая характеристика задачи управления термодинамическим процессом .

.Г.2. Методы построения моделей термодинамических процессов как объектов управления

Л.З. Раскрытие неопределенности цели

управления.
Л.4. Постановка задачи разработки системы управления термодинамическим процессом как задачи синтеза инвариантной системы.

1.2. Структуры систем управления термодинамическими процессами

Осношне результаты и выводы главы I
Глава 2. Разработка феноменологических моделей термодинамических процессов
2.1. Полюсносигнальная модель термодинамического процесса
2.2. Феноменологическая модель термоди
намического процесса в пространстве переменных состояния
23. Учет погрешностей физической модели процесса
2.4 Исследование разработанных моделей термодинамических процессов.
2.5. Инженерная методика построения модели термодинамического процесса для синтеза
инвариантных систем .
Основные результаты и выводы главы 2 .
Глава 3. Синтез инвариантных систем автоматического управлеь ння термодинамическими процессами на базе феноменологических моделей.
3.1. Условия инвариантности термодинамических параметров к воздействию индетерминированной подсистемы.
3.2. Структурный синтез непрерывных инвариантных систем управления термодинамическими процессами.
3.3. Устойчивость положения равновесия инвариантных систем управления термодинамическими процессами. .
3.4. Структурный синтез инвариантных систем управления термодинамическими процессами с амплитуда оимпульсн ой модуляцией
3.5.Структурный синтез инвариантных систем управления термодинамическими процессами с шротн оимпульсн ой модуляцией
Основные результаты и выводы главы 3
Глава 4. Разработка и исследование инвариантной системы управления процессом варки оптического стекла
по горшковой технологии.
4Л Задачи управления и физическая модель
процесса
4.2. Разработка модели процесса варки оптического стекла .III
4.3. Разработка инвариантной системы управления процессом варки оптического стекла . .
4.4. Исследование инвариантной системы управления процессом варки оптического стекла. . .
Основные результаты и выводы главы 4
Заключение
Литература


Состояние равновесия отличается от стационарного тем, что при прекращении внешнего воздействия в системе, находившейся до этого в стационарном состоянии, некоторые из термодинамических параметров будут изменяться; в системе же, находящейся в равновесии, все без исключения термодинамические параметры сохраняют всегда постоянное значение. Отмеченные выше особенности термодинамических процессов характеризуют чисто физический подход, который может быть отождествлен с количественной теорией систем, обходящейся без понятия цели //. В то же время теорию автоматического управления можно рассматривать как количественную теорию систем,использующую понятие цели //. С этих позиций в первом параграфе главы проводится анализ термодинамического процесса как объекта управления, выявляются его системные характеристики и свойства. Во втором параграфе проводится разработка и исследование ряда обобщенных структур систем автоматического управления термодинамическими процессами, детализируются задачи управления. Особенности термодинамического процесса как объекта управления. В работах, посвященных управлению термодинамическими процессами, например //, основное внимание уделяется разработке таких систем управления, в результате функционирования которых в термодинамическом процессе выделяется максимальное количество теплоты, совершается наибольшая полезная работа или достигается наивысшее значение их опосредованных характеристик (коэффициента полезного действия, производительности агрегата и т. Б дальнейшем рассматривается иная постановка задачи. Гх{хГ*{^}. Рассматриваемая постановка задачи характерна для тех термодинамических процессов, которые входят в химико-технологическое производство. В процессе производства оптического стекла, например, вектор показателей качества включает в себя такие величины, как коэффициенты лучепреломления, дисперсия, свильность, пузырность и т. В ряде случаев задача оптимального управления (1. I) стабилизация положения рабочей точки и 2) перевод из одной рабочей точки в другую по заранее вычисляемым траекториям. Сг. З), (1. Методы построения моделей термодинамических процессов как объектов управления В совокупности различных подходов к разработке моделей термодинамических процессов как объектов управления можно въде-лить две группы. Методы первой группы основаны на теории подобия, физических аналогиях, в них широко используются методы теории полюсных графов. Значительные успехи в этом направлении достигнуты в области разработки моделей физико-химических процессов на основе топологического принципа формализации /,/. Вместе с тем на этом пути возникает ряд принципиальных трудностей, связанных с раскрытием структурной неопределенности моделей процессов с недостаточно изученными свойствами или с сильным взаимнш влиянием элементарных процессов. Методы второй группы основаны на различных вариационных принципах (д’Аламбера, Гаусса, Гамильтона и др. Для построения моделей термодинамических процессов может быть использован и принцип наименьшего рассеяния энергии, впервые сформулированный С&сагером в году (в формулировке Пригожина - принцип минимального производства энтропии) //. Методы* относящиеся к этой группе, носят дедуктивный характер, разрабатываемые на их основе модели всегда содержат утверждения о поведении системы в целом, что является их важнш преимуществом по отношению к методам первой группы. Следует, однако, отметить, что с инженерной точки зрения применимость этого подхода ограничена тем, что точные выражения, описывающие взаимосвязь параметров состояния с внутренней энергией или энтропией, как правило, неизвестны или носят общий характер и в них не учитываются особенности конкретно взятого объекта управления. В известных методиках, реализующих указанные подходы к построению моделей термодинамических процессов /,,,,,, ,/ предполагается, что априори известны все независимые термодинамические параметры и знерго-массопотоки. В то же время в практически важных случаях такие данные могут отсутствовать. Разрабатываемая в дальнейшем методика построения моделей термодинамических процессов основывается на совместном применении методов как первой, так и второй групп.