Введение к работе
Актуальность работы обусловлена следующими причинами.
1. Технологический процесс обжига цементного клинкера
относится к такому типу объектов управления, для которого
внедрение систем автоматизации практически всегда дает
значительный экономический эффект. Это связано с тем, что при
больших производственных мощностях вращающихся печей потери из-
за неточного управления значительны, а расходы на автоматизацию
по сравнению со стоимостью печных агрегатов невелики.
2. Одним из факторов, препятствующим автоматизации и
существенно снижающим эффективность автоматического управлення
процессом обжига, является высокий уровень неопределенности
вращающейся печи как объекта управления, что выражается в
параметрической неопределенности динамических и статических
моделей и в неопределенности информации о параметрах
технологического процесса, характеризующих подготовку материала и
состояние газов по длине печного агрегата. Учет этого фактора
приводит к необходимости применения систем автоматизации,
имеющих развитое алгоритмическое и математическое обеспечение, и
в частности, применения систем автоматизации робастного класса, в
которых цель управления достигается за счет использования
априорных сведений о характере неопределенности и ее
<оличественной оценке. Не менее важно то, что робастные системы
шгоматизации обладают повышенной живучестью и безопасностью,
гак как гарантируют некоторый уровень робастного качества и
фактически исключают ситуацию, когда причиной выхода из режима
їли аварийного останова объекта управления являются отрицательные
іффектьі, вносимые самой системой автоматизации
3. Несмотря на большой интерес к теории робасцшго управлении,
і чаучнон литературе практически отсутствуют публикации по
рименению данной теории, и в частности, не известны рабо і ы ни
обастным системам автоматизации технологическою процесса обжша
линкера. Кроме того, в настоящее время в рамках сложившейся
еории робастного управления отсутствуют меюды нроекшровашы,
чшывающие все особенности задач автоматизации технологического
роцесса обжига и позволяющие в полной мере исігальзоваїь
рсимущесгва робастною подхода к синтез) управления
Таким образом, диссеркшиониан работа ишшеня ;ікіjajimoft и luiiu niuyei современницу і nc ioiuimu іеораи и шлребкиї іин
практики Гіроегтирогаиізя ^'стен азтомыгзации технологических процессов и производств.
Научная задача работы состоит в разработке на основе научно-методического аппарата теории робастного управления методики проектирования системы автоматизации технологического процесса обжига цементного клинкера при параметрической интервальной неопределенности объекта управления и ограничениях на робастное качество динамических процессов.
Научная новизна работы заключается в обосновании
необходимости и возможности применения при автоматизации
технологического процесса обжига цементного клинкера научно-
методического аппарата теории робастных систем автоматического
управления, что позволяет учесть неопределенность математического
описания объекта управления, которую следует рассматривать как
аппроксимацию слабоструктурированной модели технологического
процесса обжига клинкера из-за его сложности и неопределенности
информации о его свойствах; в развитии достаточного подхода к
анализу робастной устойчивости интервальных харакеристических
.полиномов, замкнутых систем с фиксированным регулятором и
интервальным объектом управления, интервальных динамических
систем с запаздыванием с особенностями, присущими
технологическому процессу обжига клинкера во вращающихся печах; в
разработке методики построения в плоскости параметров регулятора
области робастной устойчивости, а также в обобщении данной
методики на задачу параметрического синтеза системы
автоматизации процесса обжига клинкера по задашым мерам робастной степени устойчивости и робастной колебательности, что обеспечивает определенный уровень робастного качества
Практическая ценность работы состоит в том, что
предложенные автором методики и алгоритмы обладают
относительной простотой и приемлемой точностью получаемых результатов и как рекомендаций по использованию научных выводов в своей разработке доведены до уровня практических инженерных расчетов.
К защите представляются: 1) круговой критерий робастной устойчивости сисіем автоматизации с интервальным обьекгом управления; 2) методика построения ишервалов робаспюй усюйчнвости сисіем автоматизации процесса обжиіа клинкера с запаздыванием в обьекте управления по одному из времен доиаздыигшии в предположении, что печальные запаздывания фиксированы; 3) методика выбора иарамеїров паї іроіінн
ПИД-регуляторов системы автоматизации процесса обжига клинкера на основе выделения путем робастного D-разбиения областей робастной устойчивости, робастной степени устойчивости и робастной колебательности; 4) рекомендации по статической оптимизации и :интезу контуров динамической стабилизации системы автоматизации технологического процесса обжига клинкера в цементной печи, эаботающей по мокрому способу на газообразном топливе.
Апробация работы. Основные положения диссертационной заботы докладывались и обсуждались на: всесоюзной конференции 'Живучесть и реконфигурация информационно-вычислительных и управляющих систем" (Севастополь, 1991 г.), международной (онференции "Ресурсосберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций" (Белгород, 1993 г.), всероссий-:кой научной конференции "Динамика процессов и ' аппаратов симической технологии" (Ярославль, 1994 г.), симпозиуме Информационные процессы и технологии" (в райках международного рорума "Информатизация-94", Курск, 1994 г.).
Методы исследования. В работе использовались методы еории робастного управления, теории автоматического управления, «тематического программирования, методы интервального анализа. Эсновные расчеты и моделирование выполнены с помощью средств шфровой и аналого-цифровой вычислительной техники.
Связь с научно-техническими программами. Работа ыполнена в соответствие с инновационной научно-технической ірограммой "Трансферные технологии, комплексы и оборудование" тема: "Системы управления высокой живучести для автоматизации ехнологического процесса и оборудования в производстве цементного линкера"), тематикой госбюджетной лаборатории "Автоматизация и обатизация технологии строительных материалов", а также оздоговорной НИР "Разработка методики и инструментальных средств сследования систем управления неполностью определенными инамическими объектами".
Публикации. Осн( шые научные результаты диссертации зложены в 6 научных работах, в том числе в 2 статьях.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, зключения, списка литературы из 110 наименований и содержит 127 границ основного текста, 41 рисунок, 2 таблицы.
