Автоматизация и контроль технологического процесса наложения изоляции кабелей связи с парной скруткой

• Автор: Колпащиков, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 114 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Проблема создания эффективных систем управления изготовлением кабелей связи.

1.1 Технология производства ЬАЫкабелей.

1.2 Задача контроля и управления технологическими

процессами производства ЬАКкабеля

2 Алгоритмизация автоматизированного управления процессом

изолирования.

2.1 Постановка задачи.

2.2 Выбор метода исследования.

2.3 Анализ переходных процессов в системе управления

2.4 Определение оптимальных настроек регулятора.
2.4.1 Интегральный квадратичный критерий
2.4.2 Улучшенный интегральный критерий
2.4.3 Интегральный критерий от модуля ошибки
2.5 Оптимальные настройки регулятора в системе с объектом
первого порядка и транспортным запаздыванием
2.6 Алгоритмы оптимального управления.
2.6.1 Адаптивный алгоритм
2.6.2 Робастный алгоритм
3 Математическая модель кабеля, учитывающая диэлектрические проницаемости изоляции отдельных проводов.
3.1 Моделирование в среде Реш1аЬ
3.2 Анализ результатов численного моделирования.
4 Межконтурная система управления параметрами передачи.
4.1 Моделирование в среде МабаЬ
з
4.2 Отработка системой единичноговоздействия по заданной
форме передаточной функции.
4.3 Отработка системой произвольного входного воздействия
4.4 Двухконтурная система управления обобщенным
параметром с межконтурным регулятором
4.5 Инженерная методика расчета корректирующего полинома
модифицированного апериодического регулятора.
Выводы.
5 Алгоритмизация автоматизированного контроля процесса наложения изоляции
5.1 Структура и задачи современных АСК.
5.2 АСК процесса наложения пористой изоляции.
5.2.1 Специализированные задачи
5.2.2 Общие задачи
5.2.3 Принципы реализации АСК
5.2.4 Бесконтактный датчик скорости кабельного изделия.
Заключение.
4 Библиографический список.
Приложение 1 Акт о внедрении результатов диссртационной работы
в производство на ЗАО Самарская кабельная компания г. Самара.
Приложение 2 Акт о внедрении результатов диссртационной работы в производство на Особом конструкторском бюро кабельной промышленноси г. Мытищи

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В этой связи актуальными задачами являются: исследование зависимости вторичных параметров ЬАЫ-кабелей от параметров, формируемых на этапе наложения изоляции на проводник, разработка методов анализа и синтеза систем автоматического управления технологическими параметрами процесса, оптимальных по обобщённому критерию качества, теоретическое и экспериментальное исследования алгоритмов и систем управления процессом наложения изоляции. Цель работы. Основная цель диссертационной работы состоит в решении научно-технической задачи по разработке методов и средств синтеза автоматизированных информационно-управляющих систем производства ЬАЫ-кабелей. Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались методы математического анализа, аппарата 7-преобразований, теории связи, теории автоматического управления, теории дискретных систем управления, экспериментальные методы исследования объектов и систем управления. Научная новизна. Диссертационная работа расширяет и углубляет теоретические представления в области математического моделирования и методов синтеза алгоритмов контроля и автоматического управления технологических процессов изготовления ЬАЫ-кабелей. Практическая полезность работы. Реализация результатов работы. Результаты диссертационных исследований использованы в виде алгоритмического, математического, программного и аппаратного обеспечения при разработке и внедрении автоматизированных информационно-управляющих систем процессами производства кабельных изделий в рамках НИОКР на ЗАО «Самарская кабельная компания» (г. Самара) и Особом конструкторском бюро кабельной промышленности (г. Мытищи). Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов "Новые информационные технологии. Актуальные проблемы энергетики. Энергоресурсосбереже-ние"(Самара, ). Публикации. По теме диссертации опубликовано печатных работ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 4 страницах машинописного текста, содержит рисунков, 1 таблицу, список литературы из наименования и 2 приложения. В первой главе приводится описание технологического процесса производства кабелей связи. Проведен обзор работ и анализ состояния проблем разработки информационно-управляющих систем кабельного производства. Показано, что существующие в настоящее время системы управления технологическими процессами экструзии обладают рядом ограничений. Во второй главе решается задача определения зависимостей оптимальных настроек ПИ-регулятора в зависимости от параметров объекта, содержащего транспортное запаздывание. Рассматривается классическая система стабилизация первичного параметра провода, например диаметра по изоляции или погонной емкости. Выбран метод исследования систем с транспортным запаздыванием, использующий точное выражение передаточной функции звена запаздывания, предложенный X. Гурецким. Использование данного метода позволило получить аналитические зависимости переходных функций системы управления в зависимости от параметров регулятора и объекта. На первом этапе рассматривался идеальный объект управления, описываемого звеном чистого запаздывания. Для данного объекта аналитически выведен вид зависимостей оптимальных настроек регулятора от величины транспортного запаздывания для трех видов интегральных критериев: интегрального квадратичного критерия, улучшенного интегрального квадратичного критерия и интегрального критерия от модуля ошибки системы стабилизации. Параметры зависимостей получены при помощи численного моделирования и численной оптимизации в среде МаїїаЬ. Далее полученные результаты были распространены на систему управления с реальным объектом, описываемого как звено чистого запаздывания и апериодическое звено первого порядка. В результате численного моделирования и численной оптимизации были получены зависимости оптимальных настроек регулятора от величины запаздывания и постоянной времени апериодического звена. Рассмотрены вопросы применения полученных оптимальных настроек для построения адаптивных и робастных систем, обеспечивающих оптимальность системы управления в широком диапазоне изменения параметров объекта, в частности при меняющемся транспортном запаздывании.