Отчет о выполнении ниокр по теме: «Разработка комбинированных методов управления для повышения эффективности работы вращающейся печи» icon

Отчет о выполнении ниокр по теме: «Разработка комбинированных методов управления для повышения эффективности работы вращающейся печи»


Смотрите также:
Отчет о выполеннии ниокр по теме Разработка унифицированных функциональных модулей и...
Отчет о выполеннии ниокр по теме «Разработка программного комплекса трассировки лучей для...
Отчет по выполнению научно-исследовательской работы по теме: «Исследование вопросов...
Разработка методов и средств повышения эффективности работы дизелей на динамических режимах...
Разработка системы мониторинга и методов нечеткого ситуационного анализа для повышения...
Отчет о выполнении научно-исследовательской работы по теме...
Отчет о выполнении научно-исследовательской работы по теме...
Повышения эффективности работы и управления нарядами милиции...
Отчет о выполнении ниокр тема...
Отчет о выполнении ниокр тема...
Капонис-технология и ее применение для стоимостной оценки объектов интеллектуальной...
Отчет о выполнении научно-исследовательской работы...



Загрузка...
скачать
ООО «ПЛАЗМИКА»


УТВЕРЖДАЮ

Директор ООО «ПЛАЗМИКА»

_______________ Симачёв А.В. «____» _______________2010г.

МП


ОТЧЕТ

о выполнении НИОКР по теме:

«Разработка комбинированных методов управления для повышения эффективности работы вращающейся печи»


Этап № 1.2. «Синтез динамических систем управления печью»

(промежуточный)


Исполнитель _______________/Бажанов А.Г./


Белгород-2010

РЕФЕРАТ


Отчет содержит 8 страниц, 4 рисунка, 3 источника.


<ВРАЩАЮЩАЯСЯ ЦЕМЕНТНАЯ ПЕЧЬ, ДИНАМИЧЕСКая система, СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ, КОРРЕЛЯЦИОННая ФУНКЦИя, ВЗАИМНая КОРРЕЛЯЦИОННая ФУНКЦИя, КОМПЛЕКСНАЯ ЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, MATLAB>


Целью настоящего этапа НИОКР является создание программных моделей узлов объекта и синтез динамической структуры управления ими на базе экспертных оценок и статистических данных.

Настоящий этап НИОКР предусматривает идентификацию и синтез динамических систем управления на базе статистических данных, полученных на цементном заводе, и получение математических моделей объекта в программной среде для оценки ее адекватности. На основе полученных моделей и динамических систем управления производится анализ адекватности и возможности их использования для разработки обобщенной модели системы и структуры управления ей.

На примере одного из каналов управления в отчете продемонстрированы разработанные программные средства и полученные результаты по моделированию их работы и одна из моделей системы управления узлом объекта.

ВВЕДЕНИЕ


Большой объем данных и информация, полученные на реальном объекте делают необходимым разработку программного средства моделирования и идентификации системы. Синтез динамической системы управления на базе программных моделей позволит решить проблему совмещения всех исследуемые структуры и узлы для управления ими, получить степень адекватности по сравнению с реальными значениями.

На данном этапе решается проблема создания статистической модели узлов объекта и моделирование системы управления для каждого из них. Также существует необходимость проверки адекватности всех моделей для возможности обобщения модели в целом и обоснования ее относительной идентичности с реакцией реального объекта.

При адекватности созданных моделей мы сможем произвести дальнейшую стыковку различных уровней системы управления и на ее основе разработать реальную структуру управления объектом.


^ ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Синтез динамических систем управления печью


Для реализации синтеза динамических систем управления необходимо провести идентификацию объекта на основе статистических данных и экспертных оценок. Объем данных, который мог бы в полной мере описать технологический процесс и состояния различных его узлов в определенные моменты времени, делает необходимым использовать программные средства, в которых можно получить динамические характеристики объекта и исследовать модель, получаемую на основе идентификации, на адекватность и применимость для дальнейшей работы. Описание программных средств и приложений рассмотрено далее.

Программная среда Delphi является хорошим средством написания объектно-ориентированных программ и программ, связанных с различными базами данных, но не обладает необходимыми для наших целей библиотеками математических функций, и для целей математического моделирования гораздо удобнее использовать специализированные математические пакеты, такие как MathCAD или MATLAB. С точки зрения программирования и исследования, данные средства являются практическими аналогами как друг другу, так и таким средам, как Delphi, однако обладают возможностью работы с массивами как отдельным объектом и отдельной переменной, не требующей сложных описаний, заточены под обработку больших объемов данных, которые имеются у нас и способны подгружать их из любых файлов.

С целью унификации программного средства для получения математической частной модели обжига клинкера была разработана программа в среде MATLAB, которая позволяет получать корреляционные функции, взаимные корреляционные функции исследуемых сигналов, весовые функции, переходные функции. Для оценки адекватности было произведено сравнение полученных результатов с предыдущими расчетами, при подаче тестовых сигналов. Проверка показала идентичность в заранее указанных пределах со статистикой по отдельным узлам, а совпадение по ряду расчетов говорит об их адекватности.

Для удобства ввода исходных данных и получения графиков было разработано приложение в расширении GUI (Graphical User Interfaces), которое позволяет разрабатывать свои приложения, делать их независимыми, дополнять инструментами ввода и вывода информации и вместе с тем пользоваться всей мощью представленных библиотек функций (рис.1).

На рис.1 изображены 6 графиков:

  • два из них характеризуют процесс изменения температуры в зонах подогрева (X) и кальцинирования (Y) – графики 1,2;

  • графики Rx(τ) и Rxy(τ) – графики корреляционной и взаимной корреляционной функций для температурных трендов – графики 3,4;

  • графики w(t) и h(t) – импульсная и переходная характеристики процесса соответственно, характеризующие реакцию системы на воздействие – графики 5,6.



Рис.1. Программная оболочка в расширении GUI с результатами исследований по частной модели узла цементной печи

Проанализировав данные рис.1 можно сказать, что графики 1 и 2, которые характеризуют температуру в зонах подогрева и кальцинирования соответственно, взаимосвязаны, что видно исходя из их трендов, а их корреляционные функции соответствуют стационарным процессам. На основе корреляционных функций (графики 3 и 4) производится расчет динамических характеристик узла системы (графики 5 и 6), по которым воссоздается математическая модель узла.

В различных книгах и статьях были проанализированы методы использования функции XCORR, разработан свой алгоритм, проведена аппроксимация, с помощью функции составления и решения системы уравнений toeplitz получена весовая функция, и далее с помощью методов численного интегрирования получена переходная функция.



Рис.2. Графики спектрального анализа:

а) спектральная плотность и

б) взаимная спектральная плотность

Далее также были проанализированы методы оценки спектрального анализа, написана программа для получения графиков спектральной плотности и взаимной спектральной плотности (рис.2). Данные, полученные из графиков спектральных плотностей, позволяют уточнить одну из расчетных частей переходной характеристики узла.

Были получены графики комплексной частотной характеристики (рис.3) для тестовых сигналов, что дает нам описание объекта в частотной области, откуда можно перейти к форме дифференциальных уравнений и получить конечную частную модель объекта. С целью оценки результатов расчетов проведен анализ графиков, что показало относительную идентичность в пределах допустимых границ получаемых данных с идеальными (полученными на реальном объекте) и адекватность методов расчета, на основе которых будет проводиться дальнейшая работа по созданию обобщенной модели цементной печи.



Рис.3. График КЧХ для тестовых сигналов


Также на основе полученной информации при идентификации узла можем построить модель управления в программном пакете Simulink MatLAB (рис.4).



Рис.4. Синтезированная система управления каналом содержания кальция в зонах печи в дискретной форме, построенная в среде Simulink


Модель, полученная в дискретной форме в программном пакете MatLAB, позволит проводить модельные эксперименты при совмещении методов создания системы управления и получать результаты, адекватность которых будет соответствовать адекватности синтезированной системы управления. Более того, при создании советующей системы входные параметры при определенных вариантах воздействий будут промоделированы с помощью данной модели и выбор наилучшего результата станет рекомендацией к действию оператора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ


В результате выполнения настоящего этапа НИОКР было выполнено:

  1. Построение модели ряда узлов печи на основе методов статистической идентификации объекта по полученным с цементной печи сведениям в программном пакете MatLAB.

  2. Проведен анализ адекватности моделей путем построения графиков и сравнения выходных значений с реакциями на воздействия реального объекта.

  3. Вследствие невозможности получения четких данных и моделей объекта были приняты ряд ограничений на время распространения отклика и взаимное влияние между параметрами системы, в рамках которых полученные модели можно считать адекватными и способными обобщить характеристики системы для объединения других методов построения моделей узлов объекта и систем управления ими.

  4. Для ряда узлов печи были синтезированы системы управления на основе программного пакета MatLAB Simulink.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


  1. Рубанов, В. Г. Статистическая динамика систем управления: учеб. пособие / В. Г. Рубанов. – Белгород: БелГТАСМ, 2000. – 113 с.




  1. Дащенко А. Ф. и др. MatLAB в инженерных и научных расчетах: монография / Дащенко А. Ф. – Одесса: Астропринт, 2003. – 214 с.




  1. Джон Г. Мэтьюз, Куртис Д. Финк Численные методы. Использование MATLAB = Numerical Methods: Using MATLAB. — 3-е изд. : учеб. пособие / Козаченко Ю.В. — М.: «Вильямс», 2001. — 720 с.




Скачать 72,85 Kb.
оставить комментарий
Бажанов А.Г
Дата23.01.2012
Размер72,85 Kb.
ТипОтчет, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

средне
  1
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх