Оптимальное управление технологическим процессом с использованием энергоинформационной модели : на примере производства гофрированного картона

• Автор: Кокуев, Андрей Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 173 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ГОФРИРОВАННОГО КАРТОНА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Описание технологического процесса производства гофрированного картона

1.2. Анализ технологического процесса как объекта управления.

1.3. Состояние вопросов автоматизации и моделирования процесса производства гофрированного картона литературный обзор.

1.4. Постановка задачи исследования

Выводы по первой главе.

ГЛАВА 2. ПОСТРОЕНИЕ ЭНЕРГОИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ГОФРИРОВАННОГО КАРТОНА

2.1. Анализ процесса производства гофрированного картона как объекта моделирования

2.2. Построение энергоинформационной модели процесса производства гофрированного картона.
2.3. Постановка и проведение эксперимента
2.4. Идентификация коэффициентов модели
2.5. Проверка адекватности модели.
Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭИМ.
3.1. Постановка задачи оптимального управления
3.2. Решение задачи управления многостадийным процессом.
3.3. Синтез алгоритма поиска оптимального режима гофроагрегата.
3.4. Исследование алгоритма
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРОИЗВОДСТВА ГОФРИРОВАННОГО КАРТОНА.
4.1. Выбор и обоснование структуры системы управления
4.2. Разработка функциональноалгоритмической структуры системы управления.
4.3. Программное обеспечение АСУ ТП процесса производства гофрированного картона.
4.4. Анализ эффективности системы управления гофроагрегагом методом имитационного моделирования
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА


Поиск оптимальных управлений путем проведения экспериментов невозможен в связи со значительными материальными затратами и сложностями подбора параметров многостадийного процесса. Внедрение систем оптимального управления агрегатом наталкивается, в спою очередь, на ряд трудностей. Развитие методологии ЭИМ [] позволило расширить возможности моделирования взаимовлияющих процессов тепловлажностной обработки, а также её использования для целей управления []. При этом технологические параметры изучаемого объекта интерпретируются в виде их электрических аналогов, а их взаимосвязи описываются наборами физико-технических эффектов. Это позволяет создать модель на базе универсальных структурных единиц и быстро перестраивать её при изменении конструкции агрегата, включении или отключении некоторых узлов, переходе на новые виды сырья. Построение математической модели процесса производства гофрированного картона открывает значительные перспективы для расширения возможностей оптимального управления. Следует учесть, что для высокопроизводительных процессов с большой энергоемкостью, к которым относится и производство гофрокартона, внедрение систем оптимального управления позволит получить значительную экономию энергоносителя. Таким образом, разработка эффективных автоматизированных систем управления процессом производства гофрированного картона, которые смогут повысить производительность оборудования, улучшить качественные показатели выпускаемого продукта и снизить энергопотребление агрегата, является, несомненно, актуальной научной и практической задачей. Цслыо настоящей работы является повышение эффективности управления агрегатом по производству гофрированного картона за счет внедрения систем оптимального управления технологическим процессами. С учетом вышесказанного, цель настоящей работы является актуальной. Соответствующей указанной цели научной задачей является разработка алгоритмов оптимального управления процессом производства гофрокартона. При этом в качестве основной трудности можно выделить отсутствие полного математического описания объекта. Следует отметить, что в литературе вопросы моделирования взаимовлияющих процессов тепловлагопереноса в материалах волокнистой структуры недостаточно проработаны. Методы исследования. Реализация результатов работы. Основные выводы и положения диссертационной работы используются при выполнении учебно-исследовательских работ по курсам «Математические модели и методы технической кибернетики», «Теория автоматического управления» студентами специальности № “Автоматизация технологических процессов и производств”. Применение научных результатов подтверждено актом об использовании результатов диссертационной работы. Апробация работы. Международной научной конференции «ММТТ-» - г. ММТТ-» - г. Ярославль, г. ММТТ-» - г. Казань, г. Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов)» - г. Москва, г. ФГОУ ВПО «АГТУ». По теме диссертации автором опубликовано печатных работ, в том числе 4 в журналах по списку ВАК, получено 4 свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы. Основная часть работы изложена на 8 страницах, содержит рисунков, 8 таблиц, список литературы, состоящий из наименований публикаций отечественных и зарубежных авторов и 6 приложений. Во введении показана актуальность, сформулирована цель, определена научная новизна и практическая ценность результатов данной работы, приведено краткое содержание работы по главам. Первая глава посвящена анализу современного состояния существующего уровня автоматизации процесса производства гофрированного картона. Дано описание технологического процесса, проведен анализ процесса как объекта управления, освещено текущее состояние вопросов автоматизации и моделирования. Поставлена задача исследования. Во второй главе дастся методика построения энергоинформационных моделей. Выполнен подробный анализ процесса производства гофрированного картона с точки зрения моделирования, обозначены недостатки существующих моделей.