Анализ и синтез оптимального энергосберегающего регулирования процессами нагрева : На примере электрических печей

• Автор: Орлов, Владислав Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 163 с. : ил.

1 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ НАГРЕВА.

1.1 Энергосберегающее оптимальное регулирование процессами

нагрева.

1.2 Математическое обеспечение систем оптимального

управления.
1.3 Программноаппаратное обеспечение дискретных автоматических систем контроля и управления

1.3.1 Аппаратные средства систем автоматического

управления.

1.3.2 Многоуровневое программное обеспечение

контроллера.

1.4 Постановка задачи исследования

2 АНАЛИТИЧЕСКОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ РЕГУЛЯТОРОВ.
2.1 Классы замкнутых систем оптимального управления на множестве состояний функционирования.
2.1.1 Модели объектов на множестве состояний функционирования МСФ для замкнутых систем оптимального управления СОУ.
2.1.2 Уравнения динамики замкнутых СОУ на МСФ
2.1.3 Задачи определения математических моделей на МСФ.
2.2 Задачи энергосберегающего регулирования на МСФ
2.3 Анализ и синтез алгоритмов энергосберегающего регулирования
2.3.1 Декомпозиция общей задачи
2.3.2 Анализ и синтез оптимальных регуляторов для базовых
моделей объектов
2.3.2.1 Полный анализ оптимального регулирования на МСФ
2.3.2.2 Синтез оптимального регулятора
2.3.3 Аналитическое конструирование ЭР в области частичной
неопределнное исходных данных.
3 УСТОЙЧИВОСТЬ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ОПТИМАЛЬНОГО ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
3.1 Постановка задачи и основные понятия
3.2 Устойчивость систем первого класса
3.3 Устойчивость систем второго класса
3.4 Устойчивость систем третьего и четвертого класса
4 РАЗРАБОТКА СИСТЕМ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО ОПТИМАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ.
4.1 Структура и задачи энергосберегающего регулятора.
4.2 Постановка задачи проектирования энергосберегающего
регулятора.
4.3 Этапы проектирования цифровых энергосберегающих
регуляторов
4.4 Программнотехническая концепция энергосберегающего регулятора.
4.4.1 Выбор конфигурации аппаратных средств
и концепции вычислительной среды.
4.4.2 Интерпретирующая система.
4.5 Имитационная система моделирования оптимальных регуляторов
4.5.1 Назначение и состав системы имитационного моделирования
4.5.2 Многоуровневая информационная модель в замкнутых СОУ
4.6 Система оптимального регулирования режимами термообработки магнитопроводов.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА


Примером являются цементные печи, печи отжига магнитопроводов. Недостатком печей является большое энергопотребление и загрязнение окружающей среды. Регулировать подводимой мощностью дают возможность нагревательные элементы, размещенные внутри печных камер. Иногда в печах прямого действия электрическая энергия превращается в тепловую непосредственно в самой загрузке через которую протекает ток. В дуговых и рудотермических печах электрическая энергия превращается в тепловую при протекании электрического тока, индуктируемого в загрузке, за счет переменного электромагнитного ноля, создаваемого генератором. Изучение литературы показывает, что стоимость затрат на тепловую обработку продукта колеблется в рамках от стоимости самого продукта. В установках электрического нагрева имеют место большие потери полезной мощности, а именно потребляемая мощность от сети в 14 раза больше полезной мощности. Существуют различные методики расчета удельной мощности электрических печей. Рассмотрение и анализ конструкций электрических печей позволяет сделать следующие выводы. Необходимы меры по снижению энергозатрат идущих на тепловую обработку загрузки, а также потерь на нагрев футеровки печи и в окружающую среду. Одно из решений этих проблем может быть реализовано путем внедрения в технологические установки нагрева компьютерных систем автоматического управления САУ. Анализ показывает, что это позволяет уменьшить энергозатраты в пределах от общей стоимости нагрева. Критерием оптимального управления при этом является минимизация расхода энергии при нагреве.