Синтез нечеткой лингвистической системы управления установками электрошлакового переплава

• Автор: Дракин, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 186 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Особенности процесса и управление электрошлаковым переплавом

1.1. Особенности электрошлакового переплава

1.1.1. Технологический процесс.

1.1.2. Контроль параметров ЭШП.

1.1.3. Системы автома гического управле 1ия.

1.2. Математическое моделирование процесса ЭШП.

1.3. Перспективные средства автоматического управления сложными техническими объектами.

1.3.1. Системы управления на основе многоцелевых и интеллектуальных моделей

1.3.2. Нейрокомпыотгрное управление

1.3.3. Управление I д основе нечеткой логики
1.3.4. Автономное адаптивное управление
1.3.5. Системы управления с идентификатором объекта
1.3.6. Семиотические логиколингвистические системы управления
1.4. Выводы
2. Процесс электрошлакового переплава как объект управления.
2.1. Физическая схематизация процесса
2.2. Математическая модель процесса ЭШП
2.3. Идентификация структуры и параметров модели ЭШП.
2.4. Построение моделей процессов при ЭШП
2.4.1. Подсистема Печ1 юй трансформатор
2.4.2. Подсистема Электрическая мощность.
2.4.3. Подсистема Тепловые процессы
2.5. Выводы
3. Построение системы управле шя ЭШП
3.1. Управление в статическом и динамическом режимах.
3.2. Адаптивность системы управления.
3.3. Управление в пространстве состояний фазовом
3.4. Представление данных в I 1ечеткой Л1 и 1Гвистической системе управлег 1ия
3.5. Синтез НЛСУ
3.5.1. Эмулятор.
3.5.2. Блок программного управления
3.5.3. Блок командного управления
3.5.4. Процедура актуализации параметров эмулятора адаптация.
3.6. Исследование динамики нечеткой системы управления.
3.7. Методика проектирования.
3.8. Методика анализа динамики.
3.9. Выводы
4. Автоматизация процесса электрошлакового переплава.
4.1. Программная и техническая реализация
4.1.1. Алгоритмы функционирования и архитектура программного обеспечения. .
4.1.2. Программный контроль за аварийными и преддварийными ситуациями
4.1.3. Диагностика.
4.1.4. Визуальное отображение хода плавки
4.1.5. Расчет вычисляемых параметров.
4.1.6. Конструкция системы управления
4.2. Анализ результатов внедрения
4.3. Программный комплекс для исследования динамики системы управления с нечетким регулятором.
4.4. Выводы
Заключение.
Список использованных источников


Задача контроля параметров процесса является одной из важнейших при построении системы управления установками олектрошлакового переплава. Гак, традиционно применяемый закон регулирования по величине тока переплава обеспечивает лишь усредненное поддержание скорости расходования переплавляемых электродов, в то время как технологически важным является управление количеством тепла, выделяющегося в шлаковой ванне, скоростью каплеобразования или массопереноса металла и скоростью кристаллизации за счет управления отводимыми тепловыми потоками. Указанные недостатки исторически обусловлены, прежде всего, простотой реализации законов управления по непосредственно измеряемым величинам. Построение аналоговых систем управления с сопутствующей им неадекватностью построения схем вычисления относительно сложных параметров, т. Однако, в настоящее время ситуация коренным образом изменяется за счет применения микропроцессорной техники и построение таких систем представляется более реальной задачей. Применение информационно-лингвистического подхода при построении систем контроля установками электрошлакового переплава потенциально позволяет вести управление непосредственно по законам, описываемым математическими моделями физико-химических процессов, протекающих в рамках конкретного технологического процесса. Безусловно, такому подходу должна предшествовать реализация ряда исследовательских процедур, обеспечивающих адекватность применяемых методов оценки переменных состояния технологического процесса. Для получения соответствующей информации, непосредственно наблюдаемые параметры (ток переплава, напряжение и т. Фурье, вейвлет, статистическому, с целыо получить требуемые косвенные оценки искомых значений. Сигналы тока и напряжения переплава могут содержать искажения, вызванные наличием нелинейности в цепи установки ЭШП, например дуговым разрядом, а также неоднородностью расходуемого электрода (неметаллические включения, газовые полости и т. Оценку параметров такой нелинейности можно осуществить путем вычисления гармонического состава сигнала тока переплава. На рис. На рис. При переплаве титана под флюсом из чистого СаБ2 (рис. Для переплава титана под флюсом из Са-СаР2 также характерен «смешанный» режим, в котором преобладают дуговые процессы (рис. Рис. Рис. Г• 1 : • " : • < ’ 1 г* ; . П /. Рис. С целью изучения влияния неоднородности электрода на гармонический состав тока переплава в работе [8] была проведена серия экспериментов по ЭШП. Для этого использовали специально подготовленные электроды, в верхнюю часть которых, по оси, вводили протяженные тугоплавкие искусственно приготовленные обогащенные азотом включения (ОЛВ). Результаты анализа тока переплава показали, что во время нахождения инородной фазы (в нашем случае ОАВ) в зоне плавления электрода наблюдается устойчивое изменение уровня гармонических составляющих (рис. Данное явление принципиально может быть использовано для диагностики наличия в электроде различного рода неоднородностей, оценки содержания примесей, которые влияют на качество металла, что позволяет на стадии переплава вносить корректировку в технологические режимы, а также прогнозировать дефекты в получаемых слитках. Рис. В настоящее время в промышленности эксплуатируется свыше типов электрошлаковых печей и установок с различными методами управления, значительная часть которых являются морально и физически устаревшими. Совершенно необходимо дальнейшее совершенствование методов управления ими на основе унифицированных моделей технологического процесса и современных микропроцессорных аппаратных средств. Это позволило бы модернизировать существующие установки с целью улучшения производственных и техникоэкономических показателей, сделать доступными для технологического анализа широкий набор данных о проходящих плавках с целью улучшения качественных показателей, снижения энергоемкости производства. В настоящее время на печах ЭШП установлены и работают системы управления и контроля параметрами процесса нескольких поколений, из которых можно выделить, как минимум, три основные: аналоговые, цифровые и смешанные (программные) системы.