Моделирование и оптимальное управление технологическим комплексом "нагрев-обработка металла давлением"

• Автор: Афиногентов, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 143 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Проблема создания систем оптимального управления технологическим комплексом нагрев обработка металла давлением.

1.1 Современное состояние вопроса

1.2 Математические модели управляемых процессов.

1.3 Критерии оптимизации работы комплекса нагревобработка металла давлением

1.4 Общая постановка задачи оптимального управления технологическим комплексом наревобработка металла давлением
1.5 Методика решения задачи на максимум производительности технологического комплекса нагревобработка металла
давлением.
1.6 Многопараметрическая постановка задачи оптимального управления технологическим комплексом нагревобработка

металла давлением.

Выводы по первой главе.
2 Моделирование процесса деформации металлических заготовок цилиндрической формы
2.1 Базовая аналитическая модель температурного поля цилиндрической заготовки в процессе прессования.
2.2 Численная модель температурного распределения по объему цилиндрической заготовки в процессе прессования.
2.3 Параметрическая идентификация модели температурного поля заготовки в процессе прессования
2.4 Задача параметрической оптимизации температурного профиля нагреваемой .заготовки перед прессованием.
2.4.1 Решение задачи двухпараметрической оптимизации.
2.4.2 Решение задачи трехпараметрической оптимизации.
2.4.3 Решение задачи четырехпарамстрической оптимизации
Выводы по второй главе
3 Оптимизация процесса нагрева заготовок цилиндрической формы в индукционных нагревательных установках.
3.1 Базовая математическая модель температурного поля цилиндрической заготовки в процессе нагрева
3.2 Требования к конечному состоянию объекта упраачения и критерии оптимальности в задаче индукционного нагрева
3.3 Базовая задача оптимального по быстродействию управления процессом индукционного нагрева
3.4 Универсальные свойства конечных температурных состояний оптимальных по быстродействию процессов индукционного
нагрева.
3.5 Задача оптимального по быстродействию управления процессом градиентного нагрева цилиндрической заготовки в ИНУ периодического действия
3.6 Задача оптимального проектирования ИНУ периодического действия, реализующей процесс градиентного нагрева
цилиндрической заготовки
Выводы по третьей главе
4 Оптимальное управление технологическим комплексом нагрев обработка металла давлением
4.1 Совместная оптимизация режимов индукционного нагрева и обработки металлов давлением
4.2 Задача оптимального управления технологическим комплексом
нагрев обработка металла давлением.
Выводы по четвертой главе
5 Анализ экономических показателей алгоритмов оптимального управления комплексом нагревобработка металлов давлением
5.1 Анализ составляющих затрат в работе технологического комплекса нагревобработка металлов давлением.
5.2 Выбор стратегии функционирования технологического комплекса нагрев обработка металлов давлением на основе
обобщенного техникоэкономического критерия.
Выводы по пятой главе.
6 Программноалгоритмическое обеспечение задач моделирования и оптимального управления технологическим комплексом нагревобработка металлов давлением.
6.1 Программные средства в задачах моделирования процессов нестационарной теплопроводности.
6.2 Алгоритмы программное обеспечение в задачах оптимизации
процессов нестационарной теплопроводности.
Выводы по шестой главе
Заключение
Библиографических список
Приложение А Справка об использовании результатов диссертационной
Приложение Б Акт внедрения научных исследований диссертации в учебный процесс СамГТУ
Введение
Актуальность


Инновации Новосибирск, , X Международной научнотехнической конференции студентов и аспирантов Радиоэлектроника, электротехника и энергетика Москва, Всероссийской научной конференции Математическое моделирование и краевые задачи Самара , V Международной научной конференции студентов и молодых ученых Полет Киев, Международной научнотехнической конференции Информационные, измерительные и управляющие системы Самара, . Публикации. По теме диссертации опубликовано печатных работ, в том числе 2 в журналах из перечня, рекомендованного ВАК. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения, изложенных на 3 страницах машинописного текста, содержит рисунка, таблиц, список литературы из наименований и 2 приложения. Методика решения задачи программного управления температурными режимами работы комплекса нагрев обработка металла давлением, оптимального по критериям максимальной точности нагрева и по комплексным техникоэкономическим показателям эффективности. Специальное алгоритмическое, математическое и программное обеспечение для автоматизированного расчега алгоритмов оптимального управления технологическим комплексом нагрев обработка металла давлением. В первой главе проведен обзор работ, посвященный рассматриваемой задаче оптимального управления технологическим комплексом нагревобработка металла давлением. Показано, что опубликованные до настоящего времени исследования, касающиеся рассматриваемой проблемы, посвящены в основном решению локальных задач управления на отдельных стадиях работы комплекса, что обуславливает актуальность исследования с использованием обобщенного техникоэкономического критерия качества. В общем виде представлено математическое описание процессов технологической обработки металла на всех стадиях работы и приведены основные критерия оптимального функционирования комплекса нагревобработка металла давлением. Во второй главе предложена численная модель процесса прессования металла на основе известных зависимостей для поля скоростей деформации. С использованием предложенной модели определен характер изменения температуры в зоне деформации. Установлены альтернансные свойства функциональной зависимости температуры пластической зоны от времени при оптимальном температурном распределении по длине заготовки перед процессом прессования. Предложена постановка и решение задачи параметрической оптимизации температурного распределения по длине заготовки перед прессованием с целью подержания с максимальной точностью постоянной температуры в зоне деформации. В третьей главе рассматриваются задачи оптимизации температурных режимов работы индукционных нагревателей по различным критериям оптимальности. Сформулированы в двумерной постановке и решены с использованием альтернансного метода параметрической оптимизации задачи оптимального по быстродействию и точности управления процессом градиентного нагрева заготовок в многосекционных индукционных нагревательных установках периодического действия. Четвертая глава рассматривается проблема совместной оптимизации режимов индукционного нагрева и обработки металлов давлением. Приводится формулировка и решение задачи программного управления температурным режимом работы комплекса нагрев обработка металла давлением. Рассматривается оригинальная методика решения задачи оптимального управления температурным режимом работы комплекса нагрев обработка металла давлением основанная на альтернансном методе параметрической оптимизации. Пятая глава проводится анализ экономических показателей алгоритмов оптимального управления комплексом нагревобработка металлов давлением. Выбор критерия оптимальности функционирования комплекса нагрев обработка металла давлением осуществляется с позиций системного подхода путем рассмотрения совместного техникоэкономического показателя эффективности работы всех его компонентов. В качестве основного показателя эффективности рассматривается себестоимость выпускаемой продукции. Проводится анализ для энергетической составляющих затрат. Показано, что увеличение производительности комплекса печьпресс приводит к перераспределению нагрузки от нагревательной установки к прессовому инструменту и росту суммарных удельных затрат электроэнергии.