Розробка та моделювання систем керування розподілом повітря в шахтних вентиляційних мережах - Автореферат

ДОНЕЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконана в Донецькому державному технічному університеті Міністерства освіти України Володимир Андрійович Святний, завідувач кафедри ЕОМ Донецького державного технічного університету Олексій Андрійович Борисов, завідувач кафедри АТ Донецького державного технічного університету; Захист відбудеться "" 29"" квітня 1999р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 11.052.03 Донецького державного технічного університету за адресою: 340000, м. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Донецького державного технічного університету за адресою 340000, м.До теперішнього часу були сформульовані наукові основи автоматизації, методи i засоби контролю параметрів шахтної атмосфери й регулювання потоків повітря, створені передумови для практичної реалізації систем диспечерського (СДКП) i автоматичного (САКП) керування провітрювнням шахт (підсистема АТМОС), ефективність фукціонування котрих в значній мірі визначається їх алгоритмічним забезпеченням. Реалізація систем керування провітрюванням як підсистеми АСУ ТП шахт дозволить оперативно ліквідувати загазованості й знизити простої добувних машин за газовим фактором, створити передумови для підвищення гранично допустимих норм концентрації метану, знизити загальношахтну потрібну кількість повітря й споживання електроенергії за рахунок раціонального розподілення повітря й роботи вентилятора головного провітрювання (ВГП) в економічних режимах. Метою дисертаційної роботи є розробка методу побудови дільничних і загальношахтних систем керування розподілом повітря, що підвищують ефективність вентиляції досягненням потрібної швидкодії і точності зміни повітряних потоків, з застосуванням напівнатурного моделювання та програмно - апаратних засобів реального часу. Наукова новизна дисертації полягає у формалізації принципу вирівнювання коефіцієнтів забезпеченості (КЗ) повітрям обєктів вентиляції у вигляді логічних співвідношень, котрі описують область усіх можливих станів ШВМ; у побудові алгоритму функціонування ієрархічної системи керування розподілом повітря як звязаної логічними співвідношеннями сукупності процедур вирівнювання коефіцієнтів КЗ на кожному рівні ієрархії, яка реалізується у рамках єдиної задачі реального часу; в розробці нової системи керування розподілом повітря зі змінною структурою, яка відрізняється швидкодією, потрібною точністю і відсутністю автоколивань, зумовлених запізнюванням; в розробці структури та алгоритму функціонування цифрового напівнатурного моделюючого комплексу для дослідження систем керування розподілом повітря в режимах реального часу та модифікації методу побудови ШВМ, що у сукупності дало можливість побудувати дільничні та загальношахтні системи керування розподілом повітря нового наукового рівня, що перевершують відомі системи за якістю забезпеченості повітрям споживачів та динамікою функціонування. Особистий внесок автора полягає у розробці алгоритму керування розподілом повітря на основі обєднання принципів вирівнювання коефіцієнтів забезпеченості i безпосереднього цифрового керування як рівневих процедур, у побудові перспективної структури технічних засобів, модифікація методу безпосереднього інтегрування стосовно побудови блочно - орієнтованої цифрової моделі ШВМ, у розробці структури, алгоритмів функціонування i програмного забезпечення напівнатурного цифрового моделюючого комплексу, у проведенні широкоосяжних модельних експериментів.На основі теоретичних i експериментальних досліджень у дисертаційній роботі дано нове розвязання наукових задач розвитку методів керування потоками повітря та напівнатурного моделювання керованих ШВМ як багатомірних обєктів ієрархічної структури, що дало можливість побудувати дільничні та загальношахтні системи керування розподілом повітря нового наукового рівня, які перевершують відомі системи за якістю забезпеченості повітрям споживачів та динамікою функціонування. Запропонована нова система керування потоком повітря зі змінною структурою , яка відрізняється тим, що в області великих відхилень потоку на дільниці забезпечує швидке переведення в заданий режим, а в області малих - задану точність за рахунок усунення коливальних процесів, зумовлених запізнюванням. У відповідності з ієрархічністю ШВМ і порівневою організацією керування розподілом повітря запропонована ієрархічна структура системи керування і технічних засобів її реалізації, яка забезпечує розвиток підсистеми АТМОС i її модифікацій з додержанням структурної та алгоритмічної спадкоємності. Розроблено математичні моделі системи керування розподілом повітря на основі принципу декомпозиції систем i відповідності засобів моделювання рангу модельних задач, які розвязуються.