Синтез автоматизованих систем управління теплоенергетичними установками на основі квазістатичних математичних моделей процесів - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРоботу виконано у Національному технічному університеті “Харківський політехнічний інститут”, Міністерство освіти і науки України. Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Куценко Олександр Сергійович, Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, завідувач кафедри системного аналізу і управління Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Кузнєцов Борис Іванович, Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, Міністерства освіти і науки України, м. Захист відбудеться 21 червня 2007р. о 14.30 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д64.050.07 у Національному технічному університеті “Харківський політехнічний інститут” за адресою: 61002, м. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут” за адресою:61002, м.Поряд з технічним і технологічним удосконалюванням робочих процесів у теплоенергетиці на основі застосування нових матеріалів і конструкційних рішень, не меншого значення набуває раціональне управління процесами перетворення енергії, основним завданням якого є підтримка найкращих з погляду енергозбереження й екологічного вдосконалювання режимів функціонування тепло-енергоперетворюючих пристроїв в умовах зміни параметрів навколишнього середовища та фізико-хімічних характеристик палив. У звязку із цим виникає необхідність у розробці спрощених математичних моделей робочих процесів теплоенергетичних установок, що дозволяють ефективно здійснювати порівняльну оцінку різних структур систем управління і синтез їхніх оптимальних параметрів. Перераховане вище дозволяє затверджувати, що тема дисертаційної роботи має важливе наукове та прикладне значення, оскільки вона спрямована на вирішення актуальної науково-прикладної задачі вдосконалювання систем управління енергетичними установками за критеріями енергозбереження й екологічної досконалості. Робота над дисертацією проводилася на кафедрі системного аналізу та управління Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" при особистій участі здобувача як виконавця у рамках держбюджетних НДР Міністерства освіти і науки України: "Розробка теоретичних основ, математичних методів і алгоритмів вирішення задач обробки сигналів і управління в умовах невизначеності" (№ ДР 0102U000975), "Розвиток теорії й методів параметричного синтезу багатоцільових і багатокритеріальних управляючих систем з невизначеними параметрами" (№ ДР 0105U000585). Методи дослідження: при рішенні поставлених задач використалися методи сучасної теорії управління в просторі станів у частині вирішення задач синтезу стійких систем стабілізації; методи теорії диференціальних рівнянь, лінійної алгебри й функціонального аналізу при розробці критеріїв квазістатичності керованих процесів; методи математичного й чисельного моделювання керованих процесів КА при аналізі якості запропонованих методів і алгоритмів.У той же час відзначається, що процес створення математичної моделі складного технологічного процесу на основі обєднання елементів із зосередженими параметрами в кожній конкретній реалізації зустрічає ряд значних труднощів звязаних, насамперед, з високою розмірністю моделюючої системи диференціальних рівнянь, а також з відсутністю достовірних даних про параметри, що визначають інтенсивності протікання процесів в окремих ланках (коефіцієнти теплопровідності, швидкості хімічних реакцій та інші параметри, точне визначення яких засновано на тонких експериментальних дослідженнях). Розподіл по темпам дозволяє зробити заміну частини диференціальних рівнянь алгебраїчним аналогом, що моделює статичні характеристики "швидких" процесів. Аналіз взаємозвязків між вирішеннями систем диференціальних і алгебраїчних рівнянь в умовах змінних керуючих параметрів дозволив висловити твердження, що за певних умов фазові траєкторії технологічних систем можна розглядати як послідовність положень статичної рівноваги, а такий процес за аналогією з рівноважною термодинамікою назвати квазістатичним. Проведений аналіз дозволив сформулювати наступну концепцію використання квазістатичного підходу стосовно до синтезу автоматизованих систем управління технологічними процесами: - побудова статичної моделі виду (2) на основі експериментальних даних або на основі спрощення складної динамічної моделі, яка задана системою диференціальних рівнянь; Таким чином, запропоновано підхід до математичного моделювання складних технологічних процесів, що дозволяє скористатися відомими статичними характеристиками обєкта, а також адаптувати стосовно до останніх потужні методи сучасної теорії управління, які засновані на математичних моделях у вигляді систем звичайних диференціальних рівнянь.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ