Введение к работе
Актуальность работы. Актуальность данного исследования определяется важностью решения проблемы управления климатическим режимом в помещениях книго- и архивохранилищ в условиях постоянно меняющихся параметров наружного воздуха. В чрезвычайных ситуациях актуальность и важность проблемы усиливается необходимостью восстановления поврежденных водой библиотечных материалов на основе широкого использования современных методов теории автоматического управления и средств вычислительной техники. Актуальность задач, решаемых в работе, основывается на том, что предлагаемые методы и алгоритмы позволяют синтезировать систему управления климатическими параметрами, которые функционируют на основе адекватных математических моделей и позволяют учитывать влияние внешних факторов, воздействующих на климатические параметры помещений хранилищ.
Цель работы. Разработка концепции системы управления климатическим режимом, создание методов и алгоритмов, позволяющих в реальном времени управлять температурно-влажностным режимом помещений хранилищ, а также разработка способов управления сушкой, поврежденных водой и стабилизированных холодом, библиотечных и архивных материалов в чрезвычайных ситуациях.
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:
— исследование особенностей объекта управления (помещение хра
нилища документальных кгатериалов, специфика, способы и режимы
, сушки материалов на бумажной основе);
исследование режимов хранения и возможности восстановления бумажных материалов после повреждения их водой;
исследование возможностей автоматизации процессов массового восстановления поврежденных материалов;
разработка методики аналитического описания предложенного метода сушки документальных материалов. Экспериментальная проверка предложенного метода и изучение возможностей автоматизации процесса сушки с использованием сорбшюнных бинтов;
разработка методики автоматизации процессов с использованием полученных данных и предложенных методов сушки информационных материалов;
-.2 -
. —разработка математической модели температурно-влажностного состояния помещений книго- и архивохранилищ как объекта управления;
— разработка и реализация алгоритма параметрической идентифи
кации модели, учитывающей теплофизические параметры и условия
эксплуатации объекта управления (помещения хранилища) и его экс
периментальная проверка по температурному режиму.
Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе использовались элементы теории автоматического управления, методы идентификации, методы планирования эксперимента и регрессионного анализа, методы описания процессов тепловлажностных режимов с использованием теории тепломассообмена.
Основные научные результаты и новизна:
установлено, что методы расчета климатических режимов помещений хранилищ, требующие определения рядатеплофизических и геометрических характеристик, не учитывают изменения, этих характеристик в процессе эксплуатации. Условия изменения микроклимата помещений в зависимости от условий внешней среды носят качественный характер и не могут использоваться в качестве динамической модели объекта управления. Решение задачи автоматизации управления и контроля климатических режимов невозможно без исполнения динамических моделей, позволяющих учитывать изменение температуры и влажности при изменении внешних условий;
предложена методика определения параметров модели в реальном времени методами теории идентификации. В качестве меры близости параметров модели и их действительными значениями предлагается использование целевой квадратичной функции . невязки;
предложен адаптивный алгоритм, позволяющий учитывать изменение температурно-влажностного режима в помещениях хранилищ. В качестве критерия точности адаптации предложена целевая функция в виде положительно-определенной функции невязки;
разработан алгоритм для определения климатических параметров помещений хранилищ в виде системы обыкновенных стационарных дифференциальных уравнений. Алгоритм содержит настраиваемую модель помещения хранилища, уравнения настройки параметров и уравнения чувствительности динамической модели. Для определения коэффици-
ентов в уравнениях настройки модели предложен метод планирования эксперимента с использованием регрессионных моделей;
предложен метод управления и реализован алгоритм восстановления поврежденных водой документальных материалов, позволяющий в случае необходимости совместить проведение конвективной сушки материалов с их дезинфекцией;
исследована динамика процесса конвективной сушки библиотечных материалов, повреждеїшьіх водой при тушении пожара, и предложены способы управления процессом сушки;
экспериментально подтверждено, что предложенный метод достаточно точно описывает процесс сушки, определяет время окончания процесса, что, в свою очередь, повышает качество и экономит энергоресурсы.
Практическая ценность. Предложенные в диссертации методы и полученные на их основе алгоритмы доведены до программной реализации и использовались при восстановлении повреждеїшьгх водой документальных материалов после пожара в Библиотеке Российской АН.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
новый подход к решению задачи управления климатическими режимами, основанный на методах современной теории автоматического управления;
алгоритмігческое и программное обеспечение автоматической системы управления климатическими параметрами;
метод построения динамических моделей, описывающих изменение микроклимата и определения параметров этих моделей в реальном времени методами теории идентификации и возможность их использования в процессе управления;
— разработка методики обеспечения контроля процессов сушки.
Апробация работы. Основные результаты работы опубликованы
и докладывались на семинарах и конференциях. Последний доклад был сделан в 1997 году на международной конференции «Информатика и управление» ІСІ&С97 (СПб, 1997).
Публикации. Опубликовано 7 печатных работ, в т. ч. 6 статей, тезис к докладу на конференции; одна статья находится в печати.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего
74 наименования, и 4 приложения. Основная часть работы изложена на 148 страницах машинописного текста. Работа содержит 12 рисунков и 1 таблицу.
