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




Скачать 85.97 Kb.
НазваниеОтчет о выполнении ниокр по теме: «Разработка комбинированных методов управления для повышения эффективности работы вращающейся печи»
Дата27.01.2013
Размер85.97 Kb.
ТипОтчет
ООО «ПЛАЗМИКА»


УТВЕРЖДАЮ

Директор ООО «ПЛАЗМИКА»

_______________ Симачев А.В. «____» _______________2011г.

МП


ОТЧЕТ

о выполнении НИОКР по теме:

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


Этап № 3.1. «Декомпозиция печи на узлы и построение нечетких диаграмм поведения этих узлов на базе экспериментальных, статистических данных и экспертных оценок»

(промежуточный)


Исполнитель _______________/Бажанов А.Г./


Белгород-2011

РЕФЕРАТ


Отчет содержит 11 страниц, 6 рисунков, 3 источника.


<ВРАЩАЮЩАЯСЯ ЦЕМЕНТНАЯ ПЕЧЬ, НЕЧЕТКАЯ ДИАГРАММА, ДИАГРАММА ПОВЕДЕНИЯ, УЗЕЛ, СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ, БАЗА нечетких ПРАВИЛ>


Целью настоящего этапа НИОКР является создание нечетких диаграмм поведения узлов печи для синтеза управляющего устройства на основе вычисленных нечетких правил.

Настоящий этап НИОКР предусматривает обработку и исследование статистических данных и мнений операторов, полученных на заводах ЗАО «Осколцемент» и ЗАО «Белгородский цемент» с точки зрения создания управляющего устройства, учитывающего мультипарамтерическую взаимную нечеткость сложного объекта, а также дальнейшее рассмотрение алгоритмов работы печи по декомпозированным узлам, связи между которыми являются его (устройства управления) основой. Одним из результатов построения нечетких диаграмм поведения узлов является подробное описание различных технологических условий, которые имеют место при работе рассматриваемого объекта. Регуляторы, создаваемые на базе нечеткой теории управлении и статистической динамики, нуждаются в дополнении, которые уточнят структурные связи в канале управления с целью предотвращения отказов оборудования, вызванного выходом за установленные пределы технологических параметров объекта и внешних технологических условий.

В данном отчете содержится описание и применение теории нечетких диаграмм поведения узлов на основе некоторых параметров печи.

ВВЕДЕНИЕ


Построение современных систем управления с учетом довольно сложных взаимосвязей в объекте диктует необходимость создания дополнительных методов исследования объекта, которые могут дать подробную и исчерпывающую информацию на основе статистических, устных и формальных данных. Для решения задач по идентификации объекта не всегда возможно составить математическую модель в ее классическом представлении, особенно когда речь идет о многосвязном объекте с нечеткими параметрами и критериями, которыми реально располагает оператор. Таким объектом является вращающаяся печь для обжига цементного клинкера. Основной задачей в данном случае стало бы исследование приближенных или примерных значений при принятии решения, однако в таком случае разброс параметров, на основании которых может приниматься решение, будет выходить за пределы допустимых значений.

Исходя из вышесказанного, сделан вывод о необходимости применения нового метода, основанного на известных принципах составления диаграмм поведения узлов для вполне определенных объектов. Однако собранные статистические и устные описательные данные говорят о том, что методы, которые необходимо применять для разработки системы управления объектом или имитации его работы должны иметь нечеткий характер. Поэтому вводим нечеткие диаграммы поведения узлов для данного технологического объекта.

На данном этапе будет производиться оценка технологических параметров печи и будут составлены нечеткие диаграммы ее поведения, которые далее будут учтены в комбинированной системе управления в совокупности с узлами, управление которых строится на основе нечеткой теории и статистической динамики.


ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Декомпозиция печи на узлы и построение нечетких диаграмм поведения этих узлов на базе экспериментальных, статистических данных и экспертных оценок


Говоря о создании нечетких диаграмм поведения узлов объекта необходимо отметить, что за основу брались две перспективные области теории управления, при помощи которых можно наиболее точно и полно моделировать как сами системы управления, так и строить на их основе управляющие автоматы.

Диаграммы поведения узлов [1] обладают полнотой информации об объекте управления, что позволяет моделировать различные ситуации как штатной работы, так и нештатных ситуаций, при этом будет известна реакция и поведение каждой компоненты объекта в определенный момент времени. Для построения четких диаграмм поведения узлов необходимы были математические модели в виде дифференциальных уравнений. Однако для многосвязных сложных объектов необходимо изменить подход к построению моделей, так как возможность построения четких математических моделей отсутствует.

Нечеткие системы дают возможность строить модели исходя из статистических данных, выявив все основные входы и выходы, которые могут влиять на динамику работы объекта. Системы данного класса строятся на основе неполных знаний о динамике процессов, происходящих внутри системы, но которые могут быть описаны при помощи естественного языка, либо на основе статистических данных, а также при помощи экспертных оценок.

Объединение двух видов систем: нечетких моделей и диаграмм поведения узлов дает ту степень возможности построения модели, после изучения и построения которой можно создать систему управления, учитывающую все возможные ситуации, которые могут произойти на данном объекте.

Для построения нечетких диаграмм поведения узлов необходимо:

  1. Сделать декомпозицию объекта на узлы, то есть отделить те физические величины, которыми мы можем управлять (выходную величину);

  2. Определяем область изменения выходной координаты узла и выявляем на ней характерные точки – в данном случае это нечеткие характеризующие правила;

  3. Исходя из статистических данных и экспертных оценок определяем поведение узла на нечетких интервалах;

  4. Выявляем параметры, от которых зависит конкретный узел, то есть различные потоки в объекте;

  5. Строим схему по описанным правилам [1];

Рассмотрим узел концентрации отходящих газов по компоненту углекислого газа CO2 (рис.1):



Рис. 1. Структура узла концентрации углекислого газа,

где концентрация углекислого газа: = [0, max], – скорость вращения печи, – подача шлама в печь, – расход газа, подаваемого в горелку, – расход воздуха, подаваемого в горелку.

Разделим величины по нечетким градациям значений [2]:

  1. концентрация CO2: 0 - отсутствует, малая, средняя, высокая, max – максимальная;

  2. процент открытия шибера шлама zшл: , приоткрыт, открыт больше hi-1, открыт меньше hi-1, открыт меньше максимума, zшлmax – максимальный;

  3. скорость : - привод остановлен, малая, средняя, высокая, – максимальная;

  4. процент открытия заслонки газа zг: , приоткрыт, открыт больше hi-1, открыт меньше hi-1, открыт меньше максимума, zг max – максимальный;

  5. процент открытия шибера отходящих газов zгу: , приоткрыт, открыт больше hi-1, открыт меньше hi-1, открыт меньше максимума, zгу max – максимальный;

Составим управляющие технологические условия, влияющие на данный узел:











а также возмущающие технологические условия:



где Pг – текущее давление газа в газопроводе, Pзд1 – минимальное давление газа, при котором работает горелка, – вязкость шлама, – критическая вязкость, при которой движение шлама невозможно, – температура шлама, - температура застывания, - скорость вращения печи, - критическая концентрация, при которой не может далее образовываться CO2 [3]. Индексами м, ср, б, max обозначим соответствующие нечеткие градации величин – малый, средний, большой, максимальный.



Рис. 2. Технологическая структура узла

На основе полученной технологической структуры можем построить нечеткую диаграмму узла концентрации углекислого газа (рис.3).



Рис. 3. Нечеткая диаграмма поведения узла

Запишем переходы в виде правил (частичное описание из базы нечетких правил):







Аналогично составим технологическую структуру узла нагрузки на главный привод печи (рис. 4).



Рис. 4. Технологическая структура узла N цементной печи


Пропустим аналогичные этапы, которые были сделаны для узла концентраций углекислого газа и рассмотрим для данного узла развертки по диаграмме, которые являются частью полного алгоритма поведения узла.

Для построения разверток возьмем из диаграммы поведения узла нагрузки на главный привод печи различные состояния режимов.

Развертки нечеткой диаграммы поведения узла нагрузки на вал главного привода печи представлены на рисунках 5 и 6.





Рис. 5. Развертка режима узла N





Рис. 6. Развертка режима узла N


Как видно, из нечетких диаграмм узла объекта можно нарисовать алгоритм, который соответствует любой сложности функционирования системы. Графовая структура позволяет более быстро и на основе имеющихся моделей создать алгоритм работы объекта на необходимом интервале изменения управляемой величины или координаты. При этом стоит отметить, что, зачастую, в объекте присутствуют узлы, которые взаимосвязаны не только на основе параметров, но и имеют схожую или, иногда, идентичную характеристику работы. В таком случае имеет смысл перейти к сетевой структуре, где мы сможем учесть их пересечения и написать общий взаимосвязанный и объективный алгоритм работы.

При помощи показанных на примерах методик обработки информации и построения диаграмм составляется поузловая общая структура системы.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ


В результате работы по настоящему этапу НИОКР были выполнены:

  1. Обработка статистических и экспериментальных данных и экспертных оценок, полученных на заводе с последующей декомпозицией технологического объекта по его технологическим параметрам.

  2. Создание нечетких диаграмм поведения ряда узлов печи на основе декомпозиции объекта.

  3. Описание работы узлов печи на основе нечетких правил с учетом составленных диаграмм поведения узлов цементной печи.

  4. Построение разверток узлов с целью создания алгоритмов работы объекта, созданные исходя из статистической базы данных объекта.

  5. Создание базы нечетких правил по узлам цементной печи.


Созданные нечеткие диаграммы поведения узлов печи являются равноправной с ранее описанными теориями основой для построения системы управления как технологического объекта, так и его узлов. Однако особую роль они играют в решении ситуаций с изменением технологических условий, в которых работает объект управления, позволяя на основе своей структуры стабилизировать работу узлов в соответствие с текущими условиями. Эти структуры позволят создавать многие блокировки, необходимые для цементной печи и ее адекватной работы, а также способны составить частично систему управления объектом.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


  1. Магергут В.З., Юдицкий С.А., Перов В.Л. Построение логических моделей химико-технологических объектов (первичные и исходные модели): Учебное пособие / В.З. Магергут, С.А. Юдицкий, В.Л. Перов – М.: МХТИ им. Д.И. Менделеева, 1988. – 80с.




  1. Деменков Н.П. Нечеткое управление в технических системах: Учебное пособие / Н.П. Деменков – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. – 200с.




  1. Классен В.К. Обжиг цементного клинкера: Учебное пособие / В.К. Классен – Красноярск: Стройиздат, 1994. – 323 с.

Похожие:

Отчет о выполнении ниокр по теме: «Разработка комбинированных методов управления для повышения эффективности работы вращающейся печи» iconОтчет о выполнении ниокр по теме: «Разработка комбинированных методов управления для повышения эффективности работы вращающейся печи»
Этап № «Синтез и анализ работы комбинированных систем управления печью в статике и динамке»
Отчет о выполнении ниокр по теме: «Разработка комбинированных методов управления для повышения эффективности работы вращающейся печи» iconОтчет о выполнении ниокр по теме: «Разработка комбинированных методов управления для повышения эффективности работы вращающейся печи»
Вращающаяся цементная печь, Статическая система управления, срез печи, узел, статистические данные
Отчет о выполнении ниокр по теме: «Разработка комбинированных методов управления для повышения эффективности работы вращающейся печи» iconОтчет о выполнении ниокр по теме: «Разработка комбинированных методов управления для повышения эффективности работы вращающейся печи»
Этап № «Создание нечеткой модели управления печью на основе теории нечеткой логики с использованием экспериментальных и статистических...
Отчет о выполнении ниокр по теме: «Разработка комбинированных методов управления для повышения эффективности работы вращающейся печи» iconОтчет о выполнении ниокр по теме: «Разработка комбинированных методов управления для повышения эффективности работы вращающейся печи»
Вращающаяся цементная печь, комбинированная система управления, статические и динамические режимы, переходные процессы, передаточная...
Отчет о выполнении ниокр по теме: «Разработка комбинированных методов управления для повышения эффективности работы вращающейся печи» iconМоделирование вспучивания керамзита во вращающейся печи как объекта управления
На примере печи см875Б типоразмера 2,5Ч40 м синтезирована структура объекта для решения задачи автоматизации процесса вспучивания...
Отчет о выполнении ниокр по теме: «Разработка комбинированных методов управления для повышения эффективности работы вращающейся печи» iconБлок управления управления печи 4,5кВт
Блок управления трехзонной печи (далее «блок») предназначен для точного регулирования температуры в трех зонах печи общей мощностью...
Отчет о выполнении ниокр по теме: «Разработка комбинированных методов управления для повышения эффективности работы вращающейся печи» iconРазработка методов повышения эффективности систем управления промышленных предприятий на основе инвестиционного подхода
Охватывает только собственный (акционерный) капитал
Отчет о выполнении ниокр по теме: «Разработка комбинированных методов управления для повышения эффективности работы вращающейся печи» iconОтчет о выполнении научно-исследовательской работы по теме
Разработка научно обоснованного проекта учебного курса по энергоменеджменту и комплекта методических
Отчет о выполнении ниокр по теме: «Разработка комбинированных методов управления для повышения эффективности работы вращающейся печи» iconИтоговый отчет о проведении курсов повышения квалификации за 2006 год
Одной из задач проекта гэф\юнеп «Усиление сети обучающих центров для менеджмента охраняемых территорий путем использования имеющегося...
Отчет о выполнении ниокр по теме: «Разработка комбинированных методов управления для повышения эффективности работы вращающейся печи» iconОтчет о патентных исследованиях по теме: «Разработка и развитие инновационных методов и алгоритмов моделирования, основанных на применении решеточных методов и методов клеточных автоматов,
Учреждение российской академии наук институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева сибирского отделения ран (ИГил со ран)
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница