Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций
Каталог

Обратная связь

Я ищу:

Содержимое электронного каталога российских диссертаций

Диссертационная работа:

Нгуен Тхань Хунг. Оптимизация систем управления камерами микроклимата : Дис. ... канд. техн. наук : 05.13.01 Москва, 1995 105 с. РГБ ОД, 61:96-5/399-X


Для получения доступа к работе, заполните представленную ниже форму:


*Имя Отчество:
*email



Содержание диссертации:

ВВЕДЕНИЕ 2

ГЛАВА 1. КОНЦЕПЦИЯ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ МИКРОКЛИМАТА 8

1.1. Роль КАМЕР МИКРОКЛИМАТА В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ СРВ 8

ГЛАВА 2. АЛГОРИТМЫ СТРУКТУРНОГО СИНТЕЗА СИСТЕМ КАМЕР
МИКРОКЛИМАТА
22

2.1. Постановка задачи синтеза структур камер микроклимата 22

2.2.АЛГОРИТМЫ ДИСКРЕТНОЙ оптимизации параметров камер микроклимата 29

  1. Алгоритм оптимизации дискретных систем методом вектора спада 32

  2. Алгоритм оптимизации дискретных систем методом направляющих окрестностей ..35 2.2.3 Оптимизация дискретных параметров имитационных моделей 39

2.3. Алгоритмы статистической оценки экстремальных значений критерия 46

ГЛАВА 3. МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ В КАМЕРАХ
МИКРОКЛИМАТА
60

  1. Переходные процессы регулирования температуры в камере микроклимата 60

  2. Модель звена 1 67

3.2. Модель звена 2 70

  1. Модели звеньев 1 и 2 73

  2. Модель звена 3 75

  3. Модель звена 4 76

  4. Модель звена 5 78

3.8.ПЕРЕХОДНЫЙ процесс систем автоматического регулирования 79

3.9.РАСЧЕТ моментов времени переключений и уровней переключений в САУ КАМЕРЫ
микроклимата 80

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 83

ЛИТЕРАТУРА 84

ПРИЛОЖЕНИЕ№1 4,..v 92

ПРИЛОЖЕНИЕ№2 ..,.,..І...... .. 95

ПРИЛОЖЕНИЕ№3 ....;............. 99

ПРИЛОЖЕНИЕ№4 ...... .и..^.. 104



Введение диссертации:

В настоящее время во многих странах мира наблюдается устойчивые тенденции к развитию систем микроклимата различного типа и назначения от автомобильных и бытовых небольшого объема и с ограниченными функциями до больших промышленных камер предназначенных для обслуживания больших объемов (порядка сотен тысяч кубических метров рабочего пространства).

Особенно большое значение камеры микроклимата имеют в таких отраслях как пищевая промышленность, перерабатывающая, химическая и т.д. Широкое распространение подобные системы получили в странах с эстремальными климатическими условиями, такими как, например, Социалистическая Республика Вьетнам.

В настоящее время в СРВ насчитывается до нескольких десятков тысяч камер микроклимата среднего уровня с рабочими объемами порядка 1000 м3. Назначения их использования в основном следующие:

-Пищевая промышленность (мясо-молочная, рыбная и др, заготовительные отрасли, связанные с переработкой овощей и фруктов и.т.д.).

-Химическая промышленность.

-Медицинская промышленность.

Интерес к внедрению новых высокоэффективных и экономически выгодных камер микроклимата весьма велик и поэтому разработкой новых технологий, приводящих к созданию данного типа технических устройств заниматься в большом числе научно-исследовательских организаций и внедренческих промышленных компаний. При этом к проектируемым образцам проявляются два основных условия: высокая техническая эффективность, связанная с возможность высокоустойчивого функционирования в эстремальных условиях и низкие стоимостные характеристики изделия, что особенно важно для выхода на рынки таких стран, как СРВ. Дело в том, что СРВ, как типичный представитель бурно развивающгося региона Юго-восточной Азии характеризризуется большими потенциальными возможностями по массовому сбыту товаров (как известно население приближается к 80 млн. человек), но при одном условии, связанным с тем, что предлагаемый на рынке товар должен быть достоточно дешевым.

Перечисленные требования обосновывают актуальность настоящей работы, связанной с решением двух важных научных проблем:

  1. Создание методики синтеза комплекса оборудования камер микроклимата, удовлетворяющих требованиям одновременно высокой технической эффективности (низкие параметры стоимости создания и эксплуатации).

  2. Создание методики синтеза оптимизации управления температурными режимами камер микроклимата.

Последнее дает возможность повысить экономическую эффективность использования камер микроклимата, так как позволяет существенно экономить электроэнергию в процессе работы камер и улучшить потребительские свойства хранимых товаров, сырья, продуктов и т.д.

Отметим, что при этом оптимизация различного уровня (уровня синтеза оптимальной структуры комплекса оборудования камер микроклимата и уровня синтеза оптимального управления оборудованием) должна осуществляться согласованно, обеспечивая синхронизацию показателей эффективности этих уровней.

Теория и практика оптимизации структуры и управления такими сложными объектами, как камеры микроклимата базируются на работах таких ученных, как В.Н. Афанасьев, А.А. Воронов, А.А. Красовский, В.Б. Колмановский, П.Д. Крутько, П.И. Михалевич, В.Р. Носов, И.В. Сертиенко, П.И. Чипаев, В.Я. Якубович и др.

Среди зарубежных ученых можно отметить Р. Беллмана, К. Острема, Дж. Мелсу, А. Брайсона, Хо-Ю-Ши, Д. Ба и др.

Цель работы: Целью исследований, результаты которых представлены в диссертации является создания методики оптимизации (выбора рациональных) параметров камер микроклимата, описывающих состав и структуру камер по векторному критерию эффективности, учитывающему технические и стоимостные параметры изделия. Кроме этого, в цели диссертации вошло создание методики синтеза оптимального управления температурными режимами камер микроклимата, а также создание комплекта компьютерных программ, обеспечивающих проведение практических расчетов по оптимизации структуры и режимов управления камер микроклимата.

Методы исследований: Выполненные теоретические исследования и практическме расчеты базируются на использования теорий: исследования операций, математического программирования, оптимального управления, принятия оптимальных решений, а также методов программирования на современных компьютерах.

Общей методологической основой всех исследований является системный подход.

Достоверность полученных в диссертации результатов базируются на строгих математических выводах при построении и исследовании моделей и алгоритмов, результатами моделирования на быстродействующих компьютерах; согласованностью полученных результатов с имеющимися в отечественной и зарубежной литературе; результатами внедрения материалов диссертации на предприятиях СРВ.

Научная новизна и основные положения, выносимые на защиту Новые нучные результаты, полученные в диссертационной работе состоят в следующем:

  1. Разработка методики оптимизации структуры камер микроклимата по векторному критерию эффективности, учитывающему факторы технической эффективности камер микроклимата и стоимостные факторы.

  2. Разработаны математические модели контура управления камерами микроклимата с учетом тепловых процессов в камерах и функционирования контура регулирования с факторами температурной инерционности элементов.

  3. Синтезированы математические алгоритмы синтеза оптимального управления камерами микроклимата.

  4. Разработано специальное математическое обеспечение в виде алгоритмов и компьютерных программ, позволяющих осуществить практические расчеты по моделированию и оптимизации параметров структуры и управления камерами микроклимата.

В целом, на защиту выносятся:

  1. Методика и алгоритмы оптимизации параметров, описывающих структуру и состав отдельных подсистем камер микроклимата, а также всего технического комлекса камер.

  2. Математические модели функционирования камер микроклимата.

3. Алгоритмы синтеза оптимального управления камерами микроклимата.

Практическая ценность и реалшаш результатов работы

Тема диссертации связана с планом научно-исследовательских работ (Института Машиноведения им. А.А. Благонравова РАН (Госбюджетной №27-86 и договорной №628)), выполняемых при участии автора.

Результаты исследований, полученные в работе, реализованы в виде алгоритмических моделей и комплектов программ, позволяющих конструктору решать задачи автоматизированого выбора наилучших проектных параметров для камер микроклимата с учетом экономических (стоимостных) факторов, а также реализовать оптимальные режимы управления камерами в благоприятных климатических условиях (характерных в первую очередь для стран Юго-восточной Азии).

Результаты работы - методики, алгоритмы, компьютерые программы внедрены в компании "Главный центр материальных ресурсов" .(г. Хошимин, СРВ), специализирующейся на изготовлении и эксплуатации камер микроклимата в промышленном зоне Южного Вьетнама с экономическим эффектом в 10 000 американских долларов.

Апробация работы: Основные результаты и положения работы докладывались на научных семинарах Института Машиноведения им. А.А. Благонравова РАН , а также на научной конференции в Технологическом Университете г. Хошимин, СРВ в 1994 г.

Публикация: По теме диссертации опубликованы 2 печатные работы, в том числе брошюра под реализацией Акад. К.В. Фролова "Системы управления для гибких производств" (из-во МЦНТИ 1993 г.).

Структура и объем диссертации: Диссертация состоит из введения, трех глав, замечания, списка литературы и приложения.

В первой главе рассмотрены общие вопросы применения камер микроклимата в различных областях народного хозяйства региона Юго-Восточной Азии, в первую очередь Соцалистической республики Вьетнам. Приведены результаты статистического анализа распространения камер микроклимата различного типа, а также их классификация на основании параметра (рабочий объем, мощность и т.д.). Показано, что основное количество камер по различным направлениям хранения и переработки

продуктов сельского хозяйства и морепродуктов составляют камеры с объемом хранения в пределах 50 тонн загрузки. Подобные камеры отличаются достаточно большим объемом рабочего пространства, а для поддержания их работоспособности в условиях климатических условий СРВ используется достаточно сложное оборудование, включая компьютерную систему управления режимами функционирования камер микроклимата. Таким образом, делается вывод о необходимости проработки одновременно следующих вопросов: оптимизации оборудования камер микроклимата и оптимизации алгоритмов управления.

Вторая глава посвящена изложению постановки задачи оптимизации параметров, описывающих состав и структуру камер микроклимата, а также алгоритмам синтеза оптимальных параметров камер микроклимата. Данная задача сводится к задаче дискретного программирования в случае с векторным (в конкретных приложениях - двумерным) критерием эффективности камер микроклимата. Это обусловлено необходимостью одновременного учета факторов технической эффективности и стоимостных факторов, сопутствующих процессам создания камер микроклимата и их функционирования.

Общая методика оптимизации состоит из двух компонент: методики оценки аппроксимации границы Парето значений векторного критерия и алгоритмов приближенной оптимизации параметров камер микроклимата. При этом конечномерная аппроксимация границы Парето дает информацию (в виде теста) о степени приближения полученных текущих параметров процесса оптимизации. Теоретические методики и алгоритмы иллюстрируются конкретными компьютерными расчетами.

В третьей главе рассмотрены вопросы автоматического регулирования процессов, происходящих в камерах микроклимата. Синтезированы математические модели переходных процессов в кондиционируемом помещении, поверхностном теплообменнике камер микроклимата, а также переходных процессов в регулирующем смесительном клапане. С помощью этих моделей синтезированы модель автоматического регулятора температуры и непосредственно переходный процесс системы автоматического регулирования камер микроклимата. Теоретические разработки дополнены компьютерными расчетами по определению оптимальных моментов переключений в конкретных камерах микроклимата.

В приложении к диссертации помещены компьютерные программы и результаты расчетов и моделирования.

Реклама


2006-20011 © Каталог российских диссертаций