Квазиоптимальное управление процессом загрузки двухшнековых экструдеров при переработке термопластов
![Диссертация: Квазиоптимальное управление процессом загрузки двухшнековых экструдеров при переработке термопластов](https://westud.ru/work/2518092/cover.png)
Диссертация
Современные автоматизированные системы управления строятся на базе промышленных электронных контроллеров, представляющих собой специализированные микрои мини-ЭВМ технологического исполнения повышенной отказоустойчивости. Чаще всего применяют программируемые контроллеры, построенные по модульному принципу, позволяющему подключать к центральному процессорному модулю необходимое количество… Читать ещё >
Содержание
- 1. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРОВ НА ДВУХШНЕКОВЫХ ЭКСТРУДЕРАХ
- 1. 1. Особенности переработки полимерных материалов
- 1. 1. 1. Общие понятия о полимерных материалах
- 1. 1. 2. Реология полимеров
- 1. 2. Использование двухшнековых экструдеров для переработки полимеров
- 1. 2. 1. Понятие процесса экструзии.18'
- 1. 2. 2. Конструктивные особенности двухшнековых машин
- 1. 2. 3. Преимущества двухшнековых экструдеров
- 1. 2. 4. Основные параметры процесса двухшнековой экструзии
- 1. 2. 5. Проблемы управления процессом переработки
- 1. 2. 6. Пример использования двухшнекового экструдера в линии по производству ПВХ пленки на ОАО «Искож-Тверь»
- 1. 3. Математическая модель двухшнековой экструзии
- 1. 3. 1. Оценка возможности использования математической модели
- 1. 3. 2. Модель зоны пластикации
- 1. 3. 3. Модель зоны дозирования
- 1. 3. 4. Оценка длины зоны загрузки
- 1. 3. 5. Получение аналитических зависимостей
- 1. 3. 6. Анализ математической модели экструзии
- 1. 4. Выводы и постановка задач исследований
- 1. 1. Особенности переработки полимерных материалов
- 2. СИНТЕЗ МОДЕЛИ ДВУХШНЕКОВОГО ЭКСТРУДЕРА
- 2. 1. Требования, предъявляемые к модели
- 2. 2. Выбор значимых переменных процесса
- 2. 3. Синтез модели
- 2. 3. 1. Общие принципы создания модели
- 2. 3. 2. Определение параметров, используемых в модели и способы их задания
- 2. 3. 3. Особенности моделирования головки
- 2. 3. 4. Задание длины зоны питания (начала зоны пластикации)
- 2. 3. 5. Особенности моделирования зоны пластикации
- 2. 3. 6. Разработка алгоритма имитационной модели
- 2. 4. Проверка адекватности синтезированной модели
- 2. 4. 1. Параметрическая идентификация модели
- 2. 4. 2. Проверка адекватности модели
- 2. 5. Выводы по главе
- 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК ОБЪЕКТА В РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ
- 3. 1. Исследование влияния параметров объекта на динамические и статические характеристики
- 3. 1. 1. Влияние геометрии шнеков
- 3. 1. 2. Влияние сопротивлений межсекционным потокам
- 3. 1. 3. Влияние температурного профиля
- 3. 2. Исследование отклика объекта на воздействия по входам возмущения
- 3. 2. 1. Анализ реакции объекта по входу коэффициента вязкости
- 3. 2. 2. Анализ реакции объекта по входу коэффициента уплотнения
- 3. 3. Исследование отклика объекта на воздействия по управляющим входам
- 3. 3. 1. По входу скорости экструзии
- 3. 3. 2. По входу относительной скорости загрузки
- 3. 4. Формирование задачи управления объектом и способы решения
- 3. 4. 1. Способы определения положения рабочей точки
- 3. 4. 2. Выбор способа определения появления составляющей W
- 3. 4. 3. Функция определения коэффициента загрузки по координате возникновения W
- 3. 5. Определение величины тестового воздействия
- 3. 5. 1. Моделирование и анализ шумовой составляющей
- 3. 5. 2. Определение и формирование шумовой составляющей по контуру скорости экструзии
- 3. 5. 3. Определение и формирование шумовой составляющей по контуру скорости загрузки
- 3. 5. 4. Определение и формирование шумовой составляющей по контуру температуры
- 3. 5. 5. Комплексный анализ помех
- 3. 6. Минимизация тестового воздействия в условиях наличия шумов. Определение параметров регулятора
- 3. 7. Выводы по главе
- 3. 1. Исследование влияния параметров объекта на динамические и статические характеристики
- 4. СИНТЕЗ АЛГОРИТМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
- 4. 1. Задачи, решаемые системой управления
- 4. 1. 1. Обеспечение оптимальной рабочей точки при старте объекта
- 4. 1. 2. Определение чувствительности системы управления и устранение помех
- 4. 1. 3. Подстройка тестового воздействия к режиму работы
- 4. 1. 4. Общий алгоритм управления величиной загрузки двухшнекового экструдера воздействия к режиму работы
- 4. 2. Структурная схема системы управления
- 4. 2. 1. Построение блока управления поиском рабочей точки
- 4. 2. 2. Блок настройки коэффициентов модели
- 4. 2. 3. Блок накопления статистики
- 4. 2. 4. Блок проведения модельных экспериментов
- 4. 3. Моделирование системы управления и анализ результатов
- 4. 3. 1. Моделирование поведения объекта при старте
- 4. 3. 2. Моделирование системы в режиме контроля рабочей точки
- 4. 4. Оценка эффективности использования системы управления
- 4. 5. Техническая реализация системы управления
- 4. 5. 1. Выбор структуры системы
- 4. 5. 2. Выбор аппаратной платформы реализации системы
- 4. 5. 3. Выбор программных средств автоматизации
- 4. 6. Структура САУ коэффициентом загрузки двухшнековых экструдеров
- 4. 6. 1. Распределение функций системы управления
- 4. 6. 2. Реализация контроллерной системы
- 4. 6. 3. Интеграция системы в единую систему управления линией. Сетевые решения
- 4. 7. Направления развития системы
- 4. 8. Выводы по главе
- 4. 1. Задачи, решаемые системой управления
Список литературы
- Моделирование и оптимизация экструзии полимеров / Скачков В. В., Торнер Р. В., Стунгур Ю. В., Реутов C.B. — Л.: Химия, 1984. — 152 е., ил.
- Торнер Р.В. Теоретические основы переработки полимеров (механика процессов). — М., Химия, 1977.
- Басов Н.И., Казанков Ю. В., Любартович В. А. Расчет и конструирование оборудования для производства и переработки полимерных материалов: Учеб. для вузов. —М.: Химия, 1986. — 488 е., ил.
- Швецов Г. А., Алимова Д. У., Барышникова М. Д. Технология переработки пластических масс.: Учебник для техникумов.— М.: Химия, 1988, —512 с., ил.
- Мак-Келви Д. М. Переработка полимеров. Перевод с англ. Ю.В. Зеле-нова и др. — М.: «Химия», 1965, 442 е., с ил.
- Басов Н. И., Любартович В. А., Любартович С. А. Контроль качества полимерных материалов. — Л., Химия, 1977. — 96 с.
- Проект каландровой линии по производству полимерных пленок.
- Интенсификация процессов каландрования полимеров / К. Колерт, A.M. Вознесенский, В. Н. Красовский, Э. О. Регер. — Л.: Химия, 1991. — 224 е., ил.
- Шенкель Г. Шнековые прессы для пластмасс. Принцип действия, конструирование и эксплуатация. — Л.: 1962.
- Манин В. Н. и др. Дефектность и эксплуатационные свойства полимерных материалов / В. Н. Манин, А. Н. Громов, В. П. Григорьев. — Л.: Химия. Ленингр. отд-ние, 1986. — 180, 1.с., ил.- 21 см.
- Бристон Дж. X., Катан Л. Л. Полимерные пленки: Пер. с англ. — 3-е изд. — М.: Химия, 1993. — 381с., ил.
- Скачков В. В., Ким В. С., Стунгур Ю. В. — Теоретические основы химической технологии, 1982. — Т. 16, № 2.— С. 238−244.
- Вопросы экструзии термопластов /Под ред. А. Н. Левина. М: Иноиз-дат, 1963−334с.
- Автоматизированное управление процессами химической технологии / И. Бернацкий, В. И. Гладков, Г. К. Деркач и др.- Отв. ред. В. Н. Уса-тюк. —М.: Наука, 1981. — 213с., ил.- 21 см.
- Войтенков И.Н. Методы и средства дифференциального оценивания идентификации моделей / Отв.ред. Г. Е.Пухов- АН УССР. Ин-т пробл. моделирования в энергетике. — Киев: Наукова Думка, 1989. — 288 с.
- Гришин В. Н и др. Модели, алгоритмы и устройства идентификации сложных систем / В. Н. Гришин, В. А. Дятлов, Л. Т. Милов. — Л.: Энер-гоатомиздат. Ленингр. отделение, 1985. — 102с., ил.- 20 см.
- Использование имитационного моделирования в задаче построения программы технического обслуживания / В. В. Литвинов, И. С. Сахунов, С. В. Игнатов, И.В.Орланов- АН УССР. Ин-т кибернетики им В. М. Глушкова. — Киев, 1988. —15.с. (Препринт).
- Литвинов В.В., Марьянович Г. П. Методы построения имитационных систем / АН УССР Ин-т кибернетики им В. М. Глушкова. — Киев, Наукова Думка, 1991. — 115, 2. с- 21 см.
- Гузовский А. Программное моделирование систем: Учеб. пособие / Томский политехн. институт им. С. М. Кирова. — Томск, 1988. — 91с.
- Цыпкин Я.З. Информационная теория идентификации. М.: Наука: Физматлит- 1995. — 336 с.
- Кузнецов В.Н. Согласование и оптимизация в иерархических системах с активными элементами / РАН- Институт проблем управления НИИ Центрпрограммсистем. —М., 1996. — 130с.
- Моделирование и оптимизация сложных механических систем: Сб. научн. трудов / АН УССР Ин-т кибернетики им В. М. Глушкова. — Киев, ИК, 1990. — 98 с: ил- 20 см.
- Оптимизация управления сложными технологическими процессами непрерывного типа: Сборник / ред. Ф. П. Тарасенко, P.M. Люблинский. — Томск: ТГУ 1987 117с.
- Теоретические и прикладные задачи оптимизации: Сб.ст. / АН СССР, Институт проблем управления- Отв. ред Я. З. Цыпкин. — М.: Наука, 1985. — 179 с, ил.- 22 см.
- Многокритериальная оптимизация, теория вычисления и приложения / Р. Штойер- Пер. с англ. Е. М. Столяровой. Под. ред A.B. Лотова. — М.: Радио и связь, 1992. — 504 е.- ил., 21 см.
- Тарасик В.П. Математическое моделирование технических систем.: Учеб. для студентов технических специальностей вузов. — Минск: Дизайн ПРО, 1997. — 640 с.
- ВНИИ систем исслед. труды. Оптимизация и управление в сложных системах Отв.ред. А. И. Проопой. — М.: ВНИИСИ, 1990. — 110 е.: ил.- 26 см
- Кондрашин A.B. Исследования и идентификация управляемых технических систем / Кондрашин A.B., Хорьков В.И.- Под общ. ред. А. С. Клюева. — М.: Фирма «Испо-Сервис», 2000. — 220 с.
- Павлов A.A. Алгоритмическое обеспечение сложных систем управления. — Киев: Выща школа, 1989. — 164, 2.с., ил., 20 см.
- Тамм Б.Г. и др. Анализ и моделирование производственных систем / Б. Д. Тамм, М. Э. Пуусепп, P.P. Таваст- Под общ. ред. Б. Г. Тамм. — М.: Финансы и статистика, 1987. — 191 е., ил.- 21 см.
- Оптимизация и анализ сложных систем управления: Сб.тр. / Институт проблем управления- Отв.ред. Н. А. Бобылев. — М.: ИЛУ, 1990. — 58 е.: ил.- 26 см.
- Абуталиев Э.Б., Булишев У. Ш. Модели и алгоритмы идентификации в системах управления непрерывно действующими объектами. — Ташкент: Фан, 1990. — 70 с.
- Бондаренко В.М., Ахметов Б. С. Логико-электрическое моделирование больших систем /Отв. ред. И.М. Чиженко- Нукус, гос. университет им. Т. Г. Шевченко. — Ташкент: Фан, 1989. — 107 с.
- Валиев Т.А. и др. Оптимизация информационных вычислительных систем методами имитационного моделирования на ЭВМ /Т.А.Валиев, Т. Н. Нишанбаев, И.О. Лосский- АН республики Узбекистан, Институт кибернетики. — Ташкент: Фан, 1991. — 131с.
- Алексаков Г. Н. Оптимальное управление астатическим объектом с переменным коэффициентом усиления, Автоматика и телемеханика, № 1, 1972.
- Фрей А.Л., Дим У.Б., Альтпетер Р.Дж. Устойчивость и оптимальный коэффициент усиления в самонастраивающихся системах поиска оптимального режим газовой печи. Труды Ш Международного конгресса ИФАК.—М., 1972.
- Широков Л.А. Автоматическая параметрическая оптимизация и адаптация автоматических систем регулирования промышленных объектов. // Приборы и системы управления. — 1977. — № 1.
- Перов В.Л., Ядыкин И. Б., Катенко A.A. и др. Выбор структуры адаптивного регулятора с эталонной моделью для управления процессом нейтрализации в производстве аммиачной селитры. // Приборы и системы управления. — 1976.— № 12.
- Языкин И. Б*, Волков Е. В., Егоров А. Ф., Шергольд И. Б. Статические и динамические модели адаптивной системы управления с эталонной моделью объекта. // Приборы и системы управления. — 1977. — № 5.
- Догановский С.А. Параметрические системы автоматического регулирования.— М.: «Энергия», 1973.
- Шински Системы автоматического регулирования химико-технологических процессов. —М.: «Химия», 1974.
- Климовицкий М.Д. Оптимизация работы нагревательных печей. — «Металлургия», 1965.
- Динамические характеристики промышленных объектов регулирования.—И. Л., 1960.
- Тихонов О.Н. Решение задач по автоматизации процессов обогащения и металлургии. — Л.: «Недра», 1969.
- Вегера Ю.А., Григорьев В. А. Исследование динамики моделей объектов и регуляторов с переменными параметрами.-—Научно-технический отчет КПИ. — Калинин, 1972.
- Математические модели технологических процессов и разработка систем автоматического регулирования с переменной структурой.
- Сборник № 21 под ред. Петрова Б. Н. — Труды государственного НИИ Цветных металлов.-—М.: «Металлургия», 1964.
- Ротач В .Я. Расчет динамики промышленных автоматических систем регулирования.-—М.: «Энергия», 1973.
- Широков JI.A. Система сенситивной адаптации. — В сб. «Оптимальное и адаптивное управление». — Изд-во Саратовского университета, 1977.
- Ивахненко М.М., Корсун В. И. Алгоритм адаптивной идентификации стационарного объекта. — В сб. Адаптивные системы автоматического управления. Вып. 3. — Киев, «Техника», 1975.
- Фельдбаум A.A. Основы теории оптимальных автоматических систем. — М.: «Наука», 1966.
- Клюев A.C., Лебедев В. А., Семенов Н. П., Товарнов А. Г. Наладка автоматических систем и устройств управления технологическими процессами: Справочное пособие / Под ред. A.C. Клюева. — М.: «Энергия», 1977.
- Автоматизированные системы управления технологическими процессами: Пособие по монтажу и наладке / Под ред. Ю.С. Вальденбер-га. — М.: Статистика, 1974. — 180 с.
- Болтянский В.Г. Математические методы оптимального управления.— М.: Наука, 1966.— 307 с.
- Кульба В.В., Мамиконов А. Г., Цвиркун А. Д. Модели и методы, ис1пользуемые при создании автоматизированных систем управления: Обзор. — Автоматика и телемеханика. — 1971. — № 7. — С. 116.
- Методы алгоритмизации непрерывных производственных процессов / Под ред. В. В. Иванова. — М.: Наука, 1975. — 400 с.
- Мовшович С. М. Случайный поиск и градиентный метод в задачах
- Понтрягин JI.C. Математическая теория оптимальных процессов. 3-е изд. — М.: Наука, 1976. — 392 с.
- Спиди К., Браун Р., Гудвин Дж. Теория управления. Идентификация и оптимальное управление: Пер. с англ./ Пер. Ю. Ничатов. — М.: Мир, 1973, —248 с.
- Балакирев B.C., Володин В. М., Цирлин A.M. Оптимальное управление процессами химической технологии. — М.: Химия, 1978. — 384 с.
- Бондарь А.Г. Математическое моделирование в химической технологии. — Киев: Вища школа, 1973. — 260 с.
- Бояринов А.И., Кафаров В. В. Методы оптимизации в химической технологии. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Химия, 1975. — 576 с.
- Кафаров В.В., Дорохов И. Н. Системный анализ процессов химической технологии. — М.: Наука, 1979. — 394 с.
- Липатов JI.H. Типовые процессы химической технологии как объекты управления. — М.: Химия, 1973. — 320 с.
- Построение математических моделей химико-технологических объектов. — Л.: Химия, 1970. — 312 с.
- Пухов Г. Е., Хатиашвили Ц. С. Критерии и методы идентификации объектов. — Киев: Наукова думка, 1979. — 190 с.
- Растригин Л.А., Маджаров Н. Е. Введение в идентификацию объектов управления. — М.: Энергия, 1977. — 216 с.
- Дьяконов В. MATLAB: учебный курс. — СПб: Питер, 2001. — 560 е.: ил.
- Гультяев А. Визуальное моделирование в среде MATLAB: учебный курс — СПб: Питер, 2000. — 432 е.: ил.
- Дьяконов В. Математические пакеты расширения MATLAB: Спец. справочник. / В. Дьяконов, В. Круглов. — СПб. и др.: Питер, 2001. — 475 е.: ил.
- Либерти, Джесс. Освой самостоятельно С++ за 21 день: 3-е изд, пер. с англ.: Уч. пос. — М.: Издательский дом «Вильяме», 2000. — 816 е.: ил. — Парал. тит. англ.
- Страуструп Б. Язык программирования С++, спец. изд. / Пер. с англ. — М.- СПб.: «Издательство БИНОМ» — «Невский Диалект», 2001. — 1099 е., ил.
- Приемы объектно-ориентированного проектирования = Design Patterns Elements of Reusable Object Oriented Software: Паттерны проектирования / Гамма, Э., Хелм, Р, Джонсон Р, и др. — СПб. и др.: Питер, 2001. — 366 с.: ил.
- Аоки, Масанао. Оптимизация стохастических систем.: Пер с англ. Е. П. Маслова и Э. Л. Каапельбаума. / Под ред. Я. З. Цынкина. — М.: «Наука», 1971.
- Гостев В.И. Системы управления с цифровыми регуляторами. Справочник. — Киев: Техника, 1990.— 279 с.
- Менгер Э.М. Векторный метод поиска экстремума в условиях незначительного дрейфа объекта. — Тольятти, 1975. — 36 с.
- Обучение и адаптация в технических системах. Сб. науч. тр. / АН УССР. Ин-т кибернетики им. В. М. Глушкова. — Киев: Б.н., 1988. — 81 с.
- Оптимальные системы. Статистические методы. Труды 3 Международного конгресса междунар. Федерации по автомат, управлению. — Лондон, 20−25 июня, 1966.
- Первозванский A.A. Случайные процессы в нелинейных автоматических системах.— М., Физматчиз, 1962.
- Пузырев В.А. Самонастраивающиеся микропроцессорные регуляторы. — М.: Энергоатомиздат, 1992. — 215 с.
- Солодовников В.В., Матвеев П. С. Расчет оптимальных систем автоматического управления при наличии помех. — М: «Машиностроение», 1973.
- Статистические методы в проектировании нелинейных систем автоматического управления. / Под ред. д-ра техн. наук проф. Б.Г. Досту-нова. — iVL: «Машиностроение», 1970.
- Машунин Ю. К. Методы и модели векторной оптимизации /Отв. ред. А. С. Девятисильный- АН СССР, Дальневост. науч. центр, Ин-т автоматики и процессов управления -М.: Наука, 1986. 140, 1.с.: ил.
- Хоменкж В. В. Элементы теории многоцелевой оптимизации, 1983
- Райбман Н. С., Чадеев В. М. Построение моделей процессов производствам: 1975
- Метод проектирования адаптивных систем управления непрерывными технологическими процессами / АН УССР. Ин-т кибернетики им. А. М. Глушкова. Киев: Б.и., 1990. — 31с.- (Препр)
- Системы экстремального управления. М., «Наука», 1974
- Автоматизация настройки систем управления / В. Я. Ротач, В. Ф. Кузищин, А. С, Киселев и др.- Под ред. В. Я. Ротача. -М.:Энергоатомиздат, 1984. 271с., ил.- 20 см.
- Оптимизация инерционных процессов. Экстремальное регулирование производственных процессов. J1. «Машиностроение», Ленинградское отд-ние., 1969.
- Моделирование и оптимизация систем сложной структуры: сб. научн. Трудов, 1987, Омск.
- Куропаткин П. В. Оптимальные и адаптивные системы: Учеб. Пособие для вузов по спец. «Автоматика и телемеханика». М.: Высш. Школа, 1980. — 287с., ил.- 22 см.
- Моделирование объектов и систем управления на ЭВМ: ч. 1. Экспериментальные методы., ТГТУ, 1994.
- Моделирование объектов и систем управления на ЭВМ: ч. 2. Анализ объектов управления., ТГТУ, 1994
- Гарсия В.13. Advantech: навстречу новому тысячелетию // Приборы и Системы. Управление, контроль, диагностика, № 2, 2001 г.
- Анзимиров JI. В. Интегрированная SCADA и Softlogic система TRACE MODE 5 в 2002 году // Приборы и Системы. Управление, контроль, диагностика, № 1, 2002 г.
- Калинчев Э. JL, Саковцева М. Б. Свойства и переработка термопластов. — Л., Химия, 1983. — 288 с.
- Теплофизические и реологические характеристики и коэффициенты трения наполненных термопластов. Справочник. / Под ред. Ю. С. Липатова. — Киев, Наукова думка, 1983. — 279с.
- Детлаф A.A., Яворский Б. М. Курс физики : Учеб. пособие для втузов. — М.: Высш. шк., 1989. — 607 е.: ил.- 24 см.
- Глазенко Т.А., Прянишников В. А. Электротехника и основы электроники: Учеб. пособие для студ. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1996, —207 с.
- Корн Г. А., Корн Т. М. Справочник по математике для научных работников и инженеров.-—М., «Наука», 1974.
- Справочник по теории вероятностей и математической статистике / Под ред. B.C. Королюка. — Киев: Наукова думка, 1978. — 582 с.
- Kim W. S., Skatchkow W. W., Stungur Ju. W. Plaste u. Kaut., 1981. Bd. 28. № 2, S. 93−101.