Главная » 2014 » Август » 31 » Скачать Управление технологическим процессом температурного отжига трансформаторной стали на основе аппарата нечеткой логики. Кудинов, бесплатно
21:18
Скачать Управление технологическим процессом температурного отжига трансформаторной стали на основе аппарата нечеткой логики. Кудинов, бесплатно
Управление технологическим процессом температурного отжига трансформаторной стали на основе аппарата нечеткой логики
Диссертация
Автор: Кудинов, Иван Юрьевич
Название: Управление технологическим процессом температурного отжига трансформаторной стали на основе аппарата нечеткой логики
Справка: Кудинов, Иван Юрьевич. Управление технологическим процессом температурного отжига трансформаторной стали на основе аппарата нечеткой логики : диссертация кандидата технических наук : 05.13.06 / Кудинов Иван Юрьевич; [Место защиты: Воронеж. гос. техн. ун-т] - Липецк, 2009 - Количество страниц: 136 с. ил. Липецк, 2009 136 c. :
Объем: 136 стр.
Информация: Липецк, 2009
Содержание:
1 АНАЛИЗ ПЕЧИ ОТЖИГА КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
11 Описание и анализ электрических печей отжига трансформаторной стали
12 Обзор методов анализа и синтеза релейных систем
13 Обзор методов идентификации динамики тепловых объектов
14 Постановка задачи исследования
2 ИМИТАЦИОННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ ТЕМПЕРАТУРЫ ОТЖИГА
21 Построение нечёткой разностной TSK- модели
22 Алгоритмы параметрической идентификации нечёткой модели
23 Алгоритмы структурной идентификации нечёткой модели
24Организующий алгоритм идентификации
25 Программный эмулятор для построения нечетких моделей и исследования систем управления
26 Определение типа релейно импульсного управления
27 Выводы по второй главе
3 РАЗРАБОТКА НЕЧЁТКОГО РЕГУЛЯТОРА ТЕМПЕРАТУРЫ ОТЖИГА
31 Особенности стабилизации температуры отжига
32 Разработка многопозиционного регулятора
33 Разработка широтно-импульсного регулятора
34 Разработка комбинированного регулятора
35 Анализ процессов регулирования
36 Выводы по третьей главе
4 АДАПТАЦИЯ НЕЧЕТКОГО РЕГУЛЯТОРА И ЕГО РЕАЛИЗАЦИЯ В СИСТЕМЕ СТАБИЛИЗАЦИИ ТЕМПЕРАТУРЫ ОТЖИГА В КОЛПАКОВЫХ ПЕЧАХ
41 Определение параметров адаптации
42 Постановка задачи адаптации
43 Алгоритм адаптации параметров комбинированного регулятора
44 Параметрическая адаптация комбинированного регулятора
45 Техническая и программная реализация системы стабилизации температуры отжига трансформаторной стали
46 Выводы по четвёртой главе
Введение:
Актуальность работы. Автоматизация технологических процессов в черной металлургии, как правило, приносит значительный экономический эффект. Особенно заметен выигрыш от автоматизации в тех случаях, когда требуется стабилизация параметров существующих технологических процессов, повышение гибкости производства, улучшение условий труда. Стабилизация нескольких выходных переменных в одном объекте с помощью нескольких взаимосвязанных управляющих переменных является довольно сложной задачей управления. Ее сложность существенно возрастает, если управляющие воздействия являются двухпозиционными.К такому классу объектов относятся колпаковые печи СГВ-16-20 листопрокатного цеха. В каждой печи три релейных регулятора отключают или подключают напряжения к нагревателям, поддерживающим температуру отжига трансформаторной стали в трех зонах, близкую к заданной температуре, изменяющейся по программе. Кроме того, меняются во времени динамические характеристики печи, а управления действуют со значительным запаздыванием, достигающим трех и более минут. В рамках традиционных импульсных и релейных систем автоматического регулирования не представляется возможным учесть все особенности объекта и добиться требуемой точности программной стабилизации температуры отжига.Эффективное управление в условиях нестационарности, исключительной сложности и слабой изученности технологических процессов, протекающих в печах отжига, возможно на основе качественного моделирования и создания на его основе нечёткого регулятора - алгоритма стабилизации температуры отжига, обладающего способностью настраиваться на меняющиеся условия производства.Поэтому разработка нечеткого адаптивного алгоритма стабилизации температуры высокой точностью, обеспечивающей требуемое качество отжига трансформаторной стали, является актуальной задачей.Связь с государственными программами. Диссертационная работа выполнялась в рамках госбюджетной темы "Методы и модели искусственного интеллекта" и хоздоговорной работы с ОАО "Черметавтоматика" № 04001 "Разработка алгоритма управления температурным режимом отжига трансформаторной стали в колпаковых печах электрического сопротивления" на кафедрах информатики и прикладной математики Липецкого государственного технического университета и поддержана грантом РФФИ по проекту 06-08-00227.Цель работы. Разработка нечеткого адаптивного двухпозиционного алгоритма стабилизации температуры отжига трёх зонах колпаковой электрической печи. Для достижения цели должны быть решены следующие задачи: - определение типа релейно-импульного управления температурным режимом отжига трансформаторной стали; - разработка нечеткого алгоритма программой стабилизации температуры отжига; - разработка алгоритма адаптации нечеткого регулятора температуры; - создание программного обеспечения системы стабилизации температуры отжига в колпаковых печах.Методы исследования. В работе использованы методы математического моделирования, параметрической и структурной идентификации, адаптивных систем, случайного поиска, теории нечетких множеств и генетические алгоритмы оптимизации.Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной: - методология имитационного исследования нечётких систем управления, отличающаяся использованием нечёткой разностной модели в качестве объекта и генетического алгоритма в качестве регулятора и позволяющая определить тип релейно-импульсного управления, обеспечивающий требуемую точность регулирования температуры отжига стали; - нечеткий многопозиционный регулятор (МПР), отличающийся способностью за минимальное время приводить температуру к допустимым пределам с небольшим перерегулированием; - нечеткий широтпо - импульсный регулятор (ШИР), отличающийся возможностью удерживать температуру отжига в допустимых пределах; - нечеткий комбинированный регулятор, реализующий функции МПР и ШИР и отличающийся возможностью за минимальное время приводить температуру отжига к заданному диапазону и удерживать её там в течении продолжительного времени; - алгоритм адаптации, отличающийся способностью настраивать параметры комбинированного регулятора с целью обеспечения высокого качества стабилизации температуры отжига.Практическая значимость работы. Предложенные в работе нечеткие регуляторы могут быть реализованы в составе автоматизированных систем управления различными тепловыми процессами.Разработанный программный эмулятор может быть использованы для построения нечетких моделей и имитационных исследований систем управления.Реализация и внедрение результатов работы. На основании предложенной методики построения нечеткого адаптивного регулятора температуры в многосвязных тепловых объектах совместно с ОАО "Черметавтоматика" было разработано и внедрено программное обеспечение системы стабилизации температуры на 24 электрических колпаковых печах отжига в листопрокатном цехе №2 ОАО "НЛМК".Результаты диссертационной работы также используются в учебном процессе ЛГТУ при подготовке инженеров по специальности "Прикладная информатика".Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на II Международной научной конференции "Научный потенциал мира" (Днепропетровск - 2005 г.), на научной конференции студентов ЛГТУ (Липецк -2005 г.), на научном семинаре "Методы и модели искусственного интеллекта" Липецкого регионального отделения Российской ассоциации искусственного интеллекта (Липецк - 2003 г.), на Всероссийской научно - технической конференции "Электроэнергетика, энергосберегающие технологии" (Липецк - 2004, 2006 г.), на Всероссийской научно - технической конференции "Искусственный интеллект в XXI веке" (Пенза - 2004 г.), на Всероссийской научно-технической конференции "Теория и практика производства листового проката" (Липецк -2005 г.), на Международной научно - технической конференции "Современная металлургия нового тысячелетия" (Липецк - 2005, 2006 г.), на Международной научно-технической конференции "Славяновские чтения. Сварка XXI век" (Липецк-2004 г.).Публикации. Основные результаты исследования опубликованы в печати в 22 научных работах. В том числе, 4 работы опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК. В работах, опубликованных в соавторстве, лично соискателем в [5, 7, 10, 14, 19] получены нечеткая разностная модель теплового режима отжига и алгоритм ее решения, в [3, 8, 16] разработан программный эмулятор, содержащий алгоритм структурной и параметрической идентификации нечетких разностных моделей. В работах [1, 6, 15, 17, 18] проведены имитационные исследования системы стабилизации, а в [2, 4, 9, 11-13, 20 -22] разработаны нечеткий регулятор температуры отжига и алгоритм адаптации.Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Основная часть работы изложена на 127 страницах машинописного текста, содержит 40 рисунков и 14 таблиц. Список литературы включает 109 наименований. Приложение на 9 страницах включает 1 таблицу и 4 рисунка.
