LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Хімічна технологія. Харч. виробництва → Автоматизоване управління складними технологічними об'єктами та комплексами харчової промисловості з використанням методів оперативної ідентифікації

Міністерство освіти і науки України

Національний університет харчових технологій



На правах рукопису


Іващук В'ячеслав Віталійович


УДК 681.513.675:664.12



Автоматизоване управління складними технологічними об'єктами та комплексами харчової промисловості з використанням методів оперативної ідентифікації




Спеціальність: 05.13.07 - Автоматизація технологічних процесів




Автореферат дисертації

на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук







Київ - 2006

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національному університеті харчових технологій.

Науковий керівник:






Офіційні опоненти:










Провідна установа:



доктор технічних наук,

професор Ладанюк Анатолій Петрович,

НУХТ, зав.кафедрою автоматизації та компютерно-інтегрованих технологій, заслужений діяч науки і техніки України



доктор технічних наук,

професор Корчемний Микола Олександрович,

Національний аграрний університет,

професор каф. Національного аграрного університету


кандидат технічних наук,

доцент Шевченко Костянтин Леонідович

Київський національний університет технологій та дизайну, зав. каф. Автоматизації і комп'ютерних систем




Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", м.Харків

каф. Автоматизації хіміко-технологічних систем та екологічного моніторингу



Захист відбудеться 12.04.2006р. о 16 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К26.058.05 Національного університету харчових технологій за адресою: 01033, м.Київ, вул. Володимирська, 68, ауд. А-311.


З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного університету харчових технологій за адресою : 01033, м.Київ, вул. Володимирська, 68.



Автореферат розісланий

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради, к.т.н., доцент

07.03.2006р.


В.М. Філоненко


ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Актуальність роботи. В технологічних комплексах (ТК) харчової промисловості функціонують технологічні установки та агрегати, в яких відбуваються не лише тепло- та масообмінні процеси, а і складні фізико-хімічні перетворювання сировини або напівпродуктів. Реальні технологічні режими цих установок відрізняються від оптимальних, знижується якість продукції, збільшується витрата енергоносіїв. Це призводить до того, що динамічні властивості таких об'єктів керування залежать від багатьох факторів, у тому числі неконтрольованих. Самі об'єкти є нестаціонарними, нелінійними, функціонують в умовах невизначеності, а системи автоматизації таких об'єктів не забезпечують заданих показників їх роботи в зв'язку з постійно змінюваними динамічними характеристиками. Одним з таких об'єктів є технологічний комплекс очистки дифузійного соку (ТК ОДС), ефективність функціонування якого значною мірою визначає техніко-економічні показники цукрового заводу на протязі виробничого сезону. Урахування механізмів фізико-хімічних перетворень речовини дає можливість значно підвищити ефективність функціонування такого класу об'єктів, що потребує застосування ефективних методів аналізу вхідних та вихідних сигналів, у тому числі статистичних досліджень та вейвлєт-перетворень.

Одним з перспективних напрямів підвищення ефективності керування складними об'єктами є використання методів оперативної ідентифікації, які дають можливість в реальному часі забезпечувати отримання та адаптацію адекватних математичних моделей, що використовуються в системі автоматизації. Для відділення очистки дифузійного соку при створенні системи автоматизації повинна розв'язуватись задача відновлення математичної моделі складного механізму фізико-хімічних процесів, що дасть можливість отримати ефективне керування в складних умовах функціонування об'єкта. В умовах існування запізнень в каналах керування, неперервних змін структури та параметрів об'єкта для підвищення ефективності керування ним доцільно використовувати також інтелектуальну підсистему підтримки прийняття рішень.

Таким чином, розробка методів оперативної ідентифікації для системи автоматизації ТК ОДС є актуальною задачею, розв'язання якої потребує проведення комплексу теоретичних та експериментальних досліджень .

Робота виконувалась у відповідності з планами науково-дослідних робіт Національного університету харчових технологій, зокрема держбюджетної теми "Наукові основи створення автоматизованих систем управління для комп'ютерно-інтегрованих виробництв харчової промисловості" (кафедра автоматизації та комп'ютерно-інтегрованих технологій).

Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності систем автоматичного керування класом нелінійних динамічних багатомірних технологічних об'єктів за рахунок використання методів оперативної ідентифікації.

Для досягнення цієї мети в роботі поставлені і розв'язані такі завдання:

  • системний аналіз ТК сокоочистки як об'єкта автоматизації;

  • дослідження та синтез моделей фізико-хімічних перетворень процесу очистки дифузійного соку;

  • дослідження та побудова алгоритмів аналізу складних сигналів ТК;

  • дослідження та синтез алгоритму ідентифікації міжпараметричних залежностей;

  • формування структурних ознак стану ТК ОДС;

  • синтез алгоритму класифікації стану ТК;

  • розробка комп'ютерно-інтегрованої системи управління ТК;

  • перевірка дослідної системи на функціонуючому об'єкті.

Об'єкт дослідження: системи автоматичного керування нелінійними динамічними багатомірними технологічними об'єктами із великою кількістю неконтрольованих збурень.

Предмет досліджень: методи активної та пасивної ідентифікації нелінійних динамічних систем, алгоритми адаптивного керування технологічними об'єктами.

Методи дослідження: теорія і методи статистичного аналізу; методи динамічного аналізу сигналів - для оцінки стану системи; методи статистичної ідентифікації – для формування математичного опису об'єктів дослідження; теорія автоматичного керування – для реалізації керуючого діяння; чисельні методи – для використання в алгоритмах ідентифікації; імітаційне моделювання – для оцінки ефективності застосованої методики, системний аналіз – для визначення локальних підзадач ТК.

Наукова новизна одержаних результатів:

  • розроблено методику оперативної ідентифікації класу об'єктів з фізико-хімічними перетвореннями речовини на основі адаптивної селекції сигналів об'єкта, статистичних оцінок вхідних та вихідних сигналів та їх вейвлєт-аналізу;

  • отримано комплекс фізико-хімічних залежностей у вигляді нелінійних динамічних моделей, вказано напрям їх можливих варіацій;

  • розроблено алгоритм класифікації об'єктів на основі аналізу відокремлених ознак внутрішніх перетворень об'єкта;

  • створено функціональну структуру компютерної системи керування з використанням алгоритмів оперативної ідентифікації та урахуванням взаємодії підсистем.

Практичне значення: За результатами проведених