Оптимизация конструкции и режимов работы индукционных нагревателей непрерывного действия для утилизации артиллерийских взрывателей
Диссертация
Прикладная значимость проведенных исследований заключается в построении и реализации на ЭВМ комплекса программ расчета электромагнитных и тепловых полей при непрерывном индукционном нагреве изделий в условиях вариации параметров, в разработке инженерной методики расчета оптимальных режимов работы индукционного нагревателя в условиях смены номенклатуры изделий, в возможности практического… Читать ещё >
Содержание
- 1. Проблема оптимизации процессов непрерывного индукционного нагрева в конверсионных технологиях
- 1. 1. Актуальность проблемы оптимизации процессов непрерывного индукционного нагрева
- 1. 2. Установки индукционного нагрева для утилизации специальных изделий
- 1. 3. Состояние вопроса оптимального проектирования индукционных нагревателей
- 1. 4. Постановка задачи оптимального управления процессом непрерывного индукционного нагрева
- 2. Математическое моделирование объектов индукционного нагрева
- 2. 1. Постановка задачи моделирования и выбор метода решения
- 2. 2. Конечно-элементная модель электромагнитного поля
- 2. 3. Конечно-элементная модель расчета тепловых полей
- 2. 4. Аналитические приближения математической модели объекта на основе результатов численных экспериментов
- 2. 5. Разработка системы подогрева изделий
- 3. Оптимизация параметров системы «индугсгор-источник питания»
- 3. 1. Выбор оптимальной частоты источника питания
- 3. 2. Проектирование виброустойчивой индукционной системы
- 3. 2. 1. Расчет параметров упругой деформации индукционной системы
- 3. 2. 2. Исследование собственных частот колебаний индуктора
- 4. 2. Оптимальный алгоритм управления процессом непрерывного индукционного нагрева при смене номенклатуры изделий
- 4. 3. Оптимальные алгоритмы управления при изменении номенклатуры изделий, заданной температуры и производительности установки
- 4. 4. Оптимальный алгоритм управления с учетом ограничения на температуру изделия (/?, > Д)
- 4. 5. Оптимальный алгоритм управления с учетом ограничения на температуру изделий (/32 < /?,)
- 4. 6. Реализация оптимальных алгоритмов и систем управления Библиографический
Список литературы
- Андреев Ю.Н. Оптимальное проектирование тепловых агрегатов-М.: Машиностроение, 1983. 229 с.
- Базаров А.А. Исследование и разработка многосвязных систем управления термоциклических испытаний дисков турбоагрегатов. Автореф. дисс. канд. техн. наук. Самара, 1991.-16 с.
- Безручко И.И. Индукционный нагрев для объемной штамповки. -Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987, — 126с.
- Бессонов Л.А. Электромагнитное поле. М.: Высшая школа, 1986. -262 с.
- Бидерман В.Л. Теория механических колебаний. М.: Наука, 1978. -352 с.
- Бойков Ю.Н. Оптимальное проектирование и управление индукционным нагревателем непрерывного действия с дискретной выдачей заготовок широкой номенклатуры: Автореф. дис.канд. техн. наук.- М., 1984. 22 с.
- Брахман Т.Р. Многокритериальность и выбор альтернативы в технике— М.: Радио и связь, 1984. 288с.
- Бутковский А.Г. Методы управления системами с распределенными параметрами. -М.:Наука, 1975 588с.
- Бутковский А.Г., Пустыльников Л. М. Теория подвижного управления системами с распределенными параметрами. М.: Наука, 1980, 384 с.
- Бутковский А.Г. Структурная теория распределенных систем. «Наука», М., 1977, 320 с.
- Вайнберг A.M. Индукционные плавильные печи.-М.: Энергия, 1967.-415 с.
- Вершинский С.В., Данилов В. Н., Хусидов В. Д. Динамика вагона. -М.: Транспорт, 1991.-360 с.
- Вигак В.М. Оптимальное управление нестационарными температурными режимами. Киев: Наукова думка, 1979. — 361 с.
- Влияние конструкции и режимов работы индукционных нагревателей на их энергетические показатели / B.C. Немков, В.Б. Демидо-вич, В. И. Руднев и др. // Электротехника. 1986. — № 3. — с. 23−27.
- Габасов Р., Кириллов Ф. М. Особые оптимальные управления. М.: Наука, 1973.-256 с.
- Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы. М.: Мир, 1984. 428 с.
- Геминтерн В.И., Каган Б. М. Методы оптимального проектирования,— М.: Энергия, 1980, — 160с.
- Гитгарц Д.А. Динамические характеристики и принципы построения систем регулирования температуры индукционных нагревательных установок // Исследования в области промышленного электронагрева: Труды ВНИИЭТО. М.: Энергия, 1970. — Вып. 4. -с. 206−213.
- Голубь Н.Н. Оптимальное управление процессом нагрева массивных тел с внутренними источниками тепла// Автоматика и телеме-хаиика.-l 967.-№ 12 с.76−87.
- Горбатков С.А. Метод итерационной линеаризации для построения алгоритмов функционирования индукционных нагревате-лей//Алгоритмизация и автоматизация технологических процессов и промышленных установок: Сб. статей.-Куйбышев: КПтИ, 1976-Вып.7, — с.127−134.
- Данилушкин А.И. Аналитическая идентификация и управление процессами индукционного нагрева в конверсионных производствах.// Труды восьмой меж вуз. конф. «Математическое моделирование и краевые задачи». 1998 г. ч.2, с. 36−38
- Данилушкин А.И. Оптимизация систем индукционного нагрева в технологических комплексах конверсионных производств.// Тезисы докл. V научной межвуз. конф. «Математическое моделирование и краевые задачи.» Самара, СамГТУ, 1995, с. 43−44.
- Данилушкин А. И. Зимин JI.C. Идентификация процесса низкотемпературного индукционного нагрева при обработке полимерных материалов.// Ж-л «Вестник Самарского технического университета.» Серия «Технические науки.» № 1, 1994, с. 171−177.
- Данилушкин А.И. Структурное моделирование процессов и систем управления одного класса объектов индукционного нагрева.// Ж-л «Вестник Самарского государственного технического университета» Серия «Технические науки», Вып. 5 1998, с. 120−129.
- Данилушкин А.И. Оптимальное управление процессом индукционного непрерывного нагрева. Автореф. дис. канд. техн. наук,-Л., 1979. 16 с.
- Данилушкин А.И., Довбыш В. Н. Проблемы экологии при утилизации взрывателей. Труды седьмой Международной конф. «Окружающая среда для нас и будущих поколений». Самара, СамГТУ, 2002, с. 58−59
- Данилушкин А.И., Осипов О. О. Повышение энергоэффективности индукционного нагрева подшипниковых колец на основе комплексной оптимизации параметров индуктора и алгоритмов управления. «Энергосбережение в Поволжье», Ульяновск, Выпуск 3, 2000 г., с.52−53.
- Данилушкин А.И., Осипов О. О. Оптимизация нестационарных процессов непрерывного индукционного нагрева ферромагнитных заготовок перед штамповкой. Труды 11 межвуз. конф. «Математическое моделирование и краевые задачи». 4.2, Сам ГТУ, Самара, 2001с.39−42.
- Данилушкин В.А., Осипов О. О. Комплексная система автоматического регулирования режимами индукционного нагрева в линии раскатки колец. Труды молодых исследователей технического университета. Самара, СамГТУ, 2001, с. 82−86
- Демидович В.Б. Цифровое моделирование и оптимизация индукционных нагревателей слитков из алюминиевых сплавов: Автореферат дис.. канд. техн. наук. Л., 1978. — 15 с
- Демидович В.Б., Немков B.C. Расчет цилиндрического индуктора с немагнитной загрузкой на ЭВМ // Промышленное применение ТВЧ.-Л., 1975. Вып.15. — с. 38−45.
- Демирчян К.С., Солнышкин Н. И. Расчет трехмерных магнитных полей методом конечных элементов // Изв. АН СССР: Энергетика и транспорт. 1975. — № 5. — с.39−49.
- Демирчян К.С., Чечурин B.JI. Машинные расчеты электромагнитных полей. М.: Высшая школа, 1986.
- Диткин В.А., Прудников А. П. Интегральные преобразования и операционное исчисление. М., Высшая школа, 1966. 456с
- Дитрих Я. Проектирование и конструирование: Системный под-ход.-М.: Мир, 1981.-456с.
- Довбыш В. Н Идентификация процесса непрерывного индукционного нагрева изделий при утилизации взрывателей. //Труды двенадцатой межвуз. конф. «Математическое моделирование и краевые задачи» ч.2. Самара: СамГТУ, 2002, с.31−34
- Довбыш В.Н. Модели и алгоритмы оптимального управления индукционными нагревателями непрерывного действия в установках утилизации. //Труды двенадцатой межвуз. конф. «Математическое моделирование и краевые задачи» ч.2. Самара: СамГТУ, 2002, с.34−37.
- Довбыш В.Н. Моделирование и расчет электромагнитных источников тепла при индукционном нагреве осесимметричных тел сложной формы. .// Ж-л «Вестник Самарского государственного технического университета» Серия «Технические науки», Вып. 14 -2002, с.
- Довбыш В.Н. Оптимизация нестационарных режимов непрерывного индукционного нагрева в условиях ступенчатой вариации входных параметров изделий. //"Вестник Самарского государственного технического университета" Серия «Технические науки», Вып. 14−2002, с.
- Довбыш В.Н., Абакумов A.M., Зимин JT.C. Энергосбережение и экология в электротехнологии. Труды седьмой Международнойконф. «Окружающая среда для нас и будущих поколений». Самара, СамГТУ, 2002, с. 13−14
- Донской А.В. Вопросы теории и расчета при индукционном нагреве // Электричество.-1954.-№ 5. с.52−58.
- Егоров А.И. Оптимальное управление тепловыми и диффузионными процессами. М.: Наука, 1978 464 с.
- Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975. 541 с.
- Зимин JI.C. Оптимальное проектирование систем индукционного нагрева в технологических комплексах обработки металла давлением. Автореф. дисс.. докт. техн. наук.-Л., 1987. 30 с.
- Зимин JI.C., Осипов О. О. Системный подход при индукционном нагреве. //Вестник СамГТУ. Серия «Технические науки», 2001 г., Вып. 13, с.61−64.
- Зимин JI.C., Данилушкин А. И., Оптимизация нестационарных режимов, непрерывного-, индукционного нагрева ферромагнитных изделий. /Вопросы проектирования автоматизированных моделирующих и управляющих систем.-Куйбышев: КУАИ, 1982, с. 95−99.
- Зимин JI.C., Осипов О. О. Общие принципы оптимального проектирования систем индукционного нагрева .//Сб. научн. статей по материалам н.-техн. конф. «Электротехнология на рубеже веков», Саратовский гос. техн. ун-т, г. Саратов, 2001, с.7−11.
- Казаков А.А. Разработка и исследование алгоритмов и систем оптимального управления индукционным нагревом металла: Автореф. дис.канд. техн. наук.-Куйбышев, 1975.-24 с.
- Казьмин В.Е. Разработка математических моделей проходных индукционных нагревателей и их использование для автоматизированного проектирования: Автореф. дисс.канд. техн. наук.- Л., 1984.—19с.
- Карпенкова О.И., Махмудов К. М., Слухоцкий А. Е. Электрические параметры индукторов с неоднородной загрузкой, — Электротехническая промышленность. Серия «Электротермия», 1973, вып. 7 (131), с. 19−21.
- Карташов Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел: М.: Высшая школа, 1985 — 480 с.
- Клочкова Н.Н. Оптимальное проектирование установок индукционного нагрева периодического действия для конверсионных технологий. Автореф. дисс. канд. техн. наук. Самара, 2002.-19 с. ё
- Кошляков Н.С., Глинер Э. Б., Смирнов М. М. Уравнения в частных производных математической физики.-М.: Высшая школа, 1970.710 с.
- Коломейцева М. Б. Методология и опыт применения цифрового моделирования для оптимизации процессов промышленного нагрева металла: Автореф. дис. доктора техн. наук. М., 1986. — 37 с.
- Кувалдин А.Б. Индукционный нагрев ферромагнитных сталей. -М.: Энергоатомиздат, 1988. 200с.
- Лившиц М. Ю. Теория и алгоритмы оптимального управления термодиффузионными процессами технологической теплофизики по системным критериям качества: Автореф. дис.докт. техн. наук,-Самара, 2001.-46 с.
- Лионе Ж.Л. Оптимальное управление системами, описываемыми уравнениями в частных производных. М.: Мир. 1972. — 414 с.
- Лыков А.В. Тепломассообмен (Справочник) М.: Энергия, 1978. -480 с.
- Лыков А.В. Теория теплопроводности. Высш. школа, Москва, 1967,599 с.
- Лыков А.В., Михайлов Ю. А. Теория теплопроводности и массо-переноса. М.-Л., Госэнергоиздат, 1963, 535 с.
- Мавлютов P.P. Концентрация напряжений в элементах конструкций. М.: Наука, 1996. — 240 е.
- Малешкин Н.И. Алгоритмизация и автоматизация переходных режимов работы индукционных установок непрерывного действия для нагрева перед прессованием крупногабаритных слитков из алюминиевых сплавов: Автореф. дис. канд. техн. наук. Куйбышев, 1986. — 22 с.
- Махмудов К.М., Немков B.C., Слухоцкий А. Е. Методы электрического расчета индукторов//Изв. ЛЭТИ-1973.-Вып. 114.-е.3−27.
- Мельников А.А. Расчет электромагнитных и температурных полей методом конечных элементов. Уч. пособие/ Моск. гос. ин-т радиотехники, электроники и автоматики (техн. ун-т) -М., 2001.- 76с.
- Методы граничных элементов: Пер. с англ./ Бреббия К., Теллес Ж., Вроубел Л. М.:Мир, 1987. — 524 е., ил.
- Немков B.C. Расчет плоскопараллельных систем индукционного нагрева по обобщенному методу связанных контуров // Электричество. 1985. — № 4. — с.36−48.
- Немков B.C. Теория и расчет цилиндрических электромагнитных систем индукционного нагрева: Автореф. дис. доктора техн. наук,-Л., 1980.-30 с.
- Немков B.C., Демидович В. Б. Теория и расчет устройств индукционного нагрева. Л.: Энергоатомиздат, 1988. — 280 с.
- Немков B.C., Демидович В. Б. Экономичные алгоритмы численного расчета устройств индукционного нагрева//Изв. вузов. Электромеханика.-1984. № 11.-С: 13−18.
- Немков B.C., Казьмин В. Е. Использование цифровых моделей для автоматизированного проектирования индукционных нагревателей стальных заготовок//Изв. вузов. Электромеханика. 1984. — № 9. -с.52−59.
- Немков B.C., Полеводов П. С. Математическое моделирование на ЭВМ устройств высокочастотного нагрева. JL: Машиностроение, 1980.-64 с.
- Никитин С.И. Исследование двумерных электромагнитных и температурных полей при индукционном нагреве цилиндрических немагнитных тел и разработка рекомендаций по повышению качества нагрева: Автореф. дис.канд. техн. наук. JI., 1983. -16 с.
- Носов П.И. Моделирование и оптимизация режимов нагрева слитков из алюминиевых сплавов в индукционных установках полунепрерывного действия: Автореф. дис. канд. техн. наук. Л., 198 219 с.
- Ордынцев В.М. Математическое описание объектов автоматизации. «Машиностроение», Москва, 1965. 360 с.
- Осипов О.О., Фрыгин И. В. Экономичная индукционная система подогрева крупногабаритных колец в линии раскатки. Ж- л «Энергосбережение в Поволжье». Выпуск № 3, 2000 г., с. 54 -56.
- Осипов О.О. Синтез регулятора температуры для индукционного нагрева изделий в условиях ограничений. Вестник СамГТУ. Серия «Технические науки», 2001 г., Вып. 13 с. 97−99.
- Павлов Н.А. Инженерные тепловые расчеты индукционных нагревателей. М.-Л.: Энергия, 1978. 120 с.
- Павлов Н.А., Карпенкова О. И. Автоматизированное проектирование индукционных кузнечных нагревателей// Электротехн. пром-сть. Сер. Электротермия-М.: Информэлектро, 1981- Вып. 4 (221). с. 12−13.
- Павлов Н.А. Методика выбора оптимального режима при ускоренном индукционном нагреве цилиндрических загото-вок//Электротехн. про-сть. Сер. Электротермия.-М.: Информэлек-тро, 1964. Вып. 38. — с. 25−27
- Панасенко С.А., Митрофанов В. Е. Сравнительный анализ описаний объектов регулирования с распределенными параметрами с внутренними источниками // Устройства и системы контроля и управления промышленными объектами. МЭИ, 1974. — Вып. 214. — с. 74−80.
- Пивоваров А.В. Вопросы безопасности и экологии при уничтожении взрывателей. Качество, безопасность и энергосбережение /Тезисы докл.междунар. науч.-техн.конференции- Самара: Сам-ГТУ, 1988 с.66−67.
- Плешивцева Ю.Э., Каргов А. И. Алгоритмы оптимального по быстродействию пространственно-временного управления процессом нагрева тела цилиндрической формы. //Вестник СамГТУ, 1998-Выпуск 5-с. 191−194.
- Попов П.Г., Шумилов Ю. А. Анализ электромагнитных устройств с индуктивными связями методом конечных элементов// Электричество 1978. -№ 11 -с.43−48.
- Постнов В.А., Хархурим И.Я.Метод конечных элементов в расчетах судовых конструкций. JL: Судостроение, 1974. 344 с.
- Простяков А.А. Индукционные нагревательные установки.-М.: Энергия, 1970.-120 с.
- Рапопорт Э.Я. Точный метод в задачах оптимизации нестационарных процессов теплопроводности//Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт, 1978, № 4. -с. 137- 145.
- Рапопорт Э.Я. Оптимальное управление в двумерных задачах теплопроводности. //Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт, 1984, № 6 С. 102−112.
- Рапопорт Э.Я. Оптимизация процессов индукционного нагрева металла. М.: Металлургия, 1993. — 279 с.
- Рапопорт Э.Я. Альтернансный метод в прикладных задачах оптимизации. М.: Наука. 2000 — 336с
- Рей У. Методы управления технологическими процессами: Пер с англ. М.: Мир, 1983. — 368 с.
- Рейтман М.И., Шапиро Г. С. Методы оптимального проектирования деформируемых тел.- М.:Наука, 1976 258с.
- Реклейтис Г., Рейвиндран А., Рэчсдел К. Оптимизация в технике: В 2-х кн. Кн. 2.-М.: Мир, 1986.-320 с.
- Ротач В.Я. Теория автоматического управления теплоэнергетическими процессами. М.: Энергоатомиздат, 1985, 365с.
- Рыбаков В. В. Алгоритмы и системы оптимального управления индукционным нагревом слитков из алюминиевых сплавов в условиях неопределенности: Автореф. дис. канд. техн. наук. Куйбышев, 1989.-27с.
- Сабуров В.В. Оптимальное управление процессом индукционного нагрева слитков из алюминия и его сплавов перед прессованием: Автореф. дис.канд. техн. наук.-М., 1974.-24 с.
- Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. М.: Мир, 1979. 392 с.
- Синдяков Л.В. Оптимизация энерготехнологических характеристик установившихся режимов работы индукционных установок непрерывного действия для нагрева стальных заготовок: Автореф. дис.канд. техн. наук.-Л., 1984.-19 с.
- Сиразетдинов Т.К. Оптимизация систем с распределенными параметрами. Наука, М., 1977, 480 с.
- Слухоцкий А.Е., Рыскин С. Е. Индукторы для индукционного нагрева машиностроительных деталей. Л.: Энергия, 1975. 183 с.
- Стренг Г. Фикс Дж. Теория метода конечных элементов. М.:Мир, 1977. 377 с.
- Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости. -М.:Физматгиз, 1975.
- Тихонов А.Н., Самарский А. А. Уравнения математической физики. М., Гостехиздат, 1954, 659 с.
- Тозони О.В. Математические модели для расчета электрических и магнитных полей. Киев: Наукова думка, 1964. 304с.
- Тозони О.В. Метод вторичных источников в электротехнике. -М.: Энергия, 1975.-295 с.
- Троицкий В.А., Петухов Л. В. Оптимизация формы упругих тел.- М.:Наука, 1982.-432с.
- Установки индукционного нагрева / Под ред. А. Е. Слухоцко-го- Л.: Энергоиздат, 1981. 326 с.
- Шабров Н.Н. Метод конечных элементов в расчетах деталей тепловых двигателей. Л.: Машиностроение, 1983.
- Шамов А.Н., Бодажков В. А. Проектирование и эксплуатация высокочастотных установок. Л.: Машиностроение, 1974.-280 с.
- Уайлд Д. Оптимальное проектирование ,-М.:Мир, 1981.-272с
- Федоренко Р.П. Приближенное решение задач оптимального управления,— М.: Наука, 1978. 486с.
- Хог Э., Арора Я. Прикладное оптимальное проектирование: Механические системы и конструкции-М. Мир, 1983 -478с.
- Яицков С.А. Ускоренный изотермический индукционный нагрев кузнечных заготовок.-М.: Машгиз, 1962.-96 с.
- А.с. СССР № 1 034 200. МКИ Н 05 D 6/06. Способ управления индукционной нагревательной методической установкой. Данилушкин А. И., Зимин Л. С., Рапопорт Э. Я. и др. (СССР). № 3 342 760/ 2407, Заяв. 01.10.81- Опубл. 07.08.83- Бюл. № 29. 4 е.: ил.
- А. с. № 1 339 819. МКИ Н 02 М 5/257. Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное./ Данилушкин А. И., Синдяков Л. В. (СССР). № 4 014 208/24−07, Заяв. 31.01.86- Опубл. 23.09.87, Бюл. № 35, — 6 е.: ил.
- Zimin L. S., Daniluchkin A.I. Control system of induction heat-ing.Workshop «Automatisierung in der Elektrotechnologie», Technische Universitatllmenau «Fachgebiet Elektrowarme» 21−22 Sept. 1995
- Chari M. Finite element solution of the eddy current problem in magnetic structures. IEEE Trans. Power Appar. Syst., vol. 93, № 1, p.62 — 72.
- Donea J., Giuliani S., Philippe A. Finite element in the solution of electromagnetic inductioon problems.-Int. J. Numer. Meth. Eng., 1974, vol. 8, № 2, p. 359 367.
- Silvester P., Chari M. Finite element solution of saturable magnetic field problems. IEEE Trans. Power Appar. Syst., 1970, vol. 89, № 7, p. 1642- 1651.153