Гарантуюче управління процесами сушіння зерна в шахтних прямоточних зерносушарках - Автореферат

При цьому наявність великої кількості обмежень у регламенті процесу сушіння визначає актуальність введення в САУ ЗС функції гарантування, тобто реалізації САУ ЗС у класі систем гарантуючого управління (СГУ), а дуже великі запізнення в каналах управління ЗС вимагають удосконалення алгоритмів гарантуючого управління (АГУ) за рахунок введення в них функції прогнозування. Базу для підготовки дисертації склали науково-дослідні роботи (НДР), які проведено за держбюджетними темами: «Дослідження і розробка інтелектуальних систем управління, що гарантують зниження енергоємності і дотримання регламентів у зернопереробній і харчовій промисловості», №ДР 0196U004198 і «Синтез віртуальних аналогів складних технологічних процесів харчових виробництв як основи нового покоління систем інтелектуального високоефективного управління» №ДР 0103U003435. Мета дослідження - підвищити ефективність роботи шахтних прямоточних зерносушарок, знизивши питомі витрати енергії, втрати якості зерна і підвищивши продуктивність, за рахунок удосконалення структури й алгоритмів систем автоматизації на основі принципів гарантуючого управління і прогнозування. Розробити систему гарантуючого управління режимами сушіння зерна в шахтній прямоточній зерносушарці, провести її дослідження і налагодити алгоритми на імітаційній моделі, провести виробничі випробування експериментального зразка. Методи дослідження: - при розробці алгоритмів гарантуючого управління з прогнозуванням використовувалися методи теорії автоматичного управління і її підрозділів - статистичної теорії автоматичних систем і теорії цифрових систем управління, теорії сплайнів, теорії імовірностей, теорії випадкових процесів і її підрозділів - теорії викидів випадкових процесів і оцінювання випадкових процесів, чисельні методи рішення задач оптимізації;У першому розділі розглядається задача підвищення ефективності роботи шахтних прямоточних зерносушарок за рахунок удосконалення САУ режимами сушіння зерна й актуальність її розвязання в класі систем гарантуючого управління. У ряді основних ТП зернопереробної галузі проаналізовано процес сушіння зерна в шахтних зерносушарках і виявлено, що шахтні зерносушарки як ОУ мають такі особливості: 1) висока енергоємність установок; 2) розподіленість тепломасообмінних процесів, що приводить до значних запізнень за каналами управління температури і, особливо, вологості зерна; 3) великі діапазони зміни вологості зерна, атмосферного повітря, продуктивності ЗС, що визначає інтенсивність координатних і параметричних збурень; 4) найбільш ефективні режими роботи знаходяться на границях гранично припустимих значень технологічних параметрів, а їх порушення приводять до значних втрат якості зерна; 5) кількість регламентованих параметрів перевершує кількість управляючих дій. Проведений аналіз САУ режимами сушіння зерна в шахтних зерносушарках показав, що існуючі системи управління зерносушарками, зокрема шахтними типу ДСП-32 от, зводяться в основному до стабілізуючих САР. При використанні кубічного сплайну окремі ділянки траєкторії зміни описуються виразом: , Dtпр I [0, тпр], (2) де параметри моделі оцінюються в поточний момент часу t = t0 за значеннями та її похідними відповідно до виразів: , , , , (3) а у випадку цифрової реалізації алгоритму управління, параметри кубічного сплайну можуть визначатися за значеннями решітчастої функції , , з кроком квантування Ткв: , , , (4) Дослідження систем проводилися для таких умов: 1) передаточна функція тестового ОУ - W(p) = ; 2) регулятор - реальний ПІД регулятор, з обмеженнями на інтегральну складову і управляючу дію; 3) параметри тестового ОУ для пускових режимів роботи прийнято квазістаціонарними, конкретні значення яких рівномірно розподілено в діапазонах то I , , для сталих режимів приймалися постійними, або що змінюваними періодично з різними періодами в цих же діапазонах; 4) координатні збурення - стохастичні у вигляді випадкового процесу з нормальним законом розподілу, для пускових режимів роботи початкове значення збурень fk(0) задавалося рівномірно розподіленим на інтервалі fk(0) I .У дисертації представлено розвязання нового наукового завдання, що полягає в розробці САУ процесами сушіння зерна в шахтних прямоточних зерносушарках на основі принципів гарантуючого управління. Застосування цих принципів дозволило в залежності від конкретної технологічної ситуації автоматично встановлювати структуру системи управління, вести процес у найбільш інтенсивних, енергозберігаючих режимах з гарантованим дотриманням накладених регламентом обмежень. Така система забезпечує зниження питомих витрат енергії на сушіння і втрат якості зерна, підвищує продуктивність зерносушарки. Введення в алгоритми гарантуючого управління функції прогнозування дозволило підвищити динамічну точність СГУ обєктами з запізненням і знизити імовірність порушення обмежень регламентів, накладених на регульовані змінні. Алгоритми забезпечують швидкий і плавний перехід ОУ з режимів холостого ходу на робоче навантаження, безударність замикання контурів га

Основний зміст роботи